阀门常见故障——阀门外漏

阀门外漏

阀体法兰漏泄的原因

阀体法兰漏泄的原因(包括阀门中法兰、底部法兰、阀体两端连接法兰)

-法兰紧固螺母不均匀(偏斜)。

-密封垫选型错误,以致于密封垫过薄造成压紧后的紧度不够或根本不适用于某型阀门。

-由于系统管道支、吊架没有正确发挥作用（原因很多，如设计上缺少支、吊架，或支、吊架位置不当，或支、吊架调整不当等原因），致使系统管道未法兰截面与阀门法兰截面不平行，这样在法兰口将会形成较大的应力而抵消部分螺栓的紧固力，最终使该部分的密封垫未初被压实填充，导致介质向外渗漏。

-安装时没有紧固到标准规定的力矩值。

-由于各种原因造成法兰密封面止口有划痕、沟槽或其它缺陷。

-由于管道振动或螺栓滑丝等原因造成个别螺栓松动而造成的泄漏。

填料漏泄的原因

-填料压盖紧固偏斜（填料函与填料压盖的间隙和填料压盖与阀杆的间隙不均匀）。

-填料螺栓未紧固到标准规定的力矩值。

-填料函内的填料过少，填料压盖不足以压实填料以填充填料函。

-填料选型有误（通常蒸汽系统和高压系统以石墨填料为主，中低压水系统以石棉填料为主）。

-填料安装方法有误。如带45°切口的填料没有正确压接，每圈带切口的填料未错开120°等。

-填料质量问题（热膨性差、过于松软等）。

-填料函底环未安装或安装偏斜，因填料底环与阀杆间距很小，所以填料函底环起到了与阀杆间机械性密封的作用，同时也保护填料不受介质冲刷。

自密封漏泄原因

-自密封螺栓力矩紧固值未达到标准要求。

-自密封螺栓紧固不均匀。

-填料质量有问题（热膨性差、过于松软等）。

-当一个系统经过几次升压和降压后该系统的自密封阀门的自密封部分会有渗水现象，这种现象是自密封装置本身固有的特性，原因如章节2.2.2.2所述，不过仍需对其紧固螺母需加以紧固。

3.4 调节阀的闪蒸和气蚀

在调节阀内流动的液体常常出现闪蒸和气蚀两种现象。它们的发生不但影响口径的选择和计算，而且将导致严重的噪声、振动、材质的破坏等。在这种情况下，调节阀的工作寿命会大大缩短，对此有必要加以详细阐述。

图3-1 液体压力变化曲线

正常情况下，作为液体状态的介质，流入、流经、流出调节阀时均保持液态。其压力变化曲线如图3-1中的(1)所示。

闪蒸作为液体状态的介质，流入调节阀时是液态，在流经调节阀中的缩流处时，流体的速度增大，静压降低，当介质压力低于气化压力Pvapor，液态介质会突变为气态介质，并且它的压力不会再回复到气化压力之上，流出调节阀时介质一直保持气态。其压力变化曲线如图3-1(2)所示。闪蒸就象一种喷沙现象，它作用在阀体和管线的下游部分，给调节阀和管道的内表面造成严重的冲刷，同时也降低了调节阀的流通能力。

气蚀作为液体状态的介质流入调节阀时是液态，在流经调节阀中的缩流处时流体的压力低于气化压力，在低压区的液态介质就开始气化，并产生充气空穴，形成小的气泡并吸附液体中的杂质, 当气泡被流体再次带到静压较高的区域时，即压力又回复到气化压力Pvapor之上，气泡就突然破裂或爆破，在流出调节阀前介质又变成液态，气泡在突然破裂或爆破时对管道和阀门内壁形成很大的瞬间张力，以破坏其金属表面的现象叫做气蚀。其压力变化曲线如图3-1中(3)所示。可以根据一些现象来初步判断气蚀的存在，当气蚀开始时它会发出一种嘶嘶声，当气蚀发展到完全稳定时，调节阀中会发出嘎嘎的声音，就象有碎石在流过调节阀时发出的声响。气蚀对调节阀内件、阀体和相应的管道的损害是很大的，当破裂的气泡的液体粒子与相冲撞时，在局部区域产生瞬间的高压,其表现在管道内壁区域就会对其形成高压的张力,其张力远大于管道内壁金属所能承受的抗张强度，长期如此运行，就会将金属表面冲蚀出越来越大的气穴,最终导致管道破口。同时汽蚀也降低了调节阀的流通效能，就象闪蒸一样。

因此，我们必须采取有效的措施来防止或者最大限度地减小闪蒸或气蚀的发生，在工程中避免气蚀的方法有很多，如增加阀门进出口管道长度、分段压降法（即多级降压）、增加气压法、出口管道扩容法，提高材质等方法：

图3-2调节阀减少汽蚀的方法

①尽量将调节阀安装在系统的最低位置处，这样可以相对提高调节阀入口P1和出口P2的压力，如图3-2(a)所示；

②在调节阀的上游或下游安装一个截止阀或者节流孔板来改变调节阀原有的安装压降特性（这种方法一般对于小流量情况比较有效），如图3-2 (b)所示；

③选用专门的反气蚀内件也可以有效地防止闪蒸或气蚀，它可以改变流体在调节阀内的流速变化，从而增加了内部压力，如使用抗汽蚀的套筒调节阀或迷宫式调节阀；

④尽量选用材质较硬的调节阀，因为在发生气蚀时，对于这样的调节阀，它有一定的

抗冲蚀性和耐磨性，可以在一定的条件下让气蚀存在，并且不会损坏调节阀的内件。相反，对于软性材质的调节阀，由于它的抗冲蚀性和耐磨性较差，当发生气蚀时，调节阀的内部构件很快就会被磨损，因而无法在有气蚀的情况下正常工作。总之，目前还没有什么工程材料能够适应严重条件下的气蚀情况，只能针对客观情况来综合分析，选择一种相对比较合理的解决办法。

阀门运行时的水击

因水在理论上是一种不可压缩的介质，当阀门为改变流量而快速开大或关小时，流体液柱动能的变化会造成管路中静压的瞬时变化。在液体中这种静压的瞬时变化常常随之引起管路振动，并生像锤击的声音,因而得名水击，通常来讲旋启式止回阀和快速关断阀易对管路系统形成水击。

这种压力的瞬时变化不是沿着整个管路同时立即发生的,而是从变化的起点逐渐扩展开的.例如,当在管路一端的阀门快速关闭时,只有阀门部位的液体分子能感受到阀门的迅速关闭。然后液体分子中积聚的动能压缩液体分子并使相邻的管壁胀大，其部分的液柱仍以原来的速度流动一直到液柱平静为止。

压缩区向管路进口端扩张的速度是均匀的，并且等于管路内液体的声速。当压缩区到达进口管路末端时,所有液体就处于静止状态，但压力高于正常的静压。这个压差在这时产生了一个向相反方向的液流，从而解除了在阀门进口管路末端的静压的升高和管壁胀大。当这

一压降波到达阀门时，整个液柱又重新处于正常静压之下，但液柱继续向进口管路末端流动，从而从阀门处开始产生了一个低于正常压力的压力波。当这个压力波往返一周后，就恢复了正常的压力和起始的液体流动方向。这种往返一直要重复到由于磨擦和其他原因使液体动能耗尽为止。

缓慢地关闭阀门可以避免由关闭阀门所造成的冲击压力，也就是避免阀进口压力迅速升高而带来的水击现象。为了达到最高的阀门关闭速度，同时又不致造成过大的冲击压力，就必须使阀门关闭时产生均匀的流速变化率。

在泵出口的止回阀关闭时的冲击压力不像半断类阀门关闭时的冲击压力那样容易控制。止回阀是靠流动介质的动能来实现开关的阀门，关闭速度是由阀门结构和其阀门出口液柱的减速能力来确定的。如果介质向前流速为零时阀门仍是部分开启，则回流的流束会将阀门使劲关上。由于回流造成的阀门突然关闭主洋生了一个冲击压力，这个冲击压力就加在由正向流束的减速早已产生的冲击压力上。

泵停运后，在液柱开始停滞之前，压力波必须传递到折回点，然后根据这一点的压力和液位来确定介质停滞的速度。因此，当止回阀与折回点间的距离较长，而折回点上的液位和压力较低时，该系统就可使用关闭较慢的止回阀。相反，如果止回阀与折回点间的距离较短，折回点压力较高，回流几乎是立即产生，则需要使用关闭速度快的止回阀。在安装有多台泵并联的系统中，当有一台泵突然失效，就会产生立即回流的情况。

阀门的噪声

当使用阀门节流使高压流体变为低压流体时，有时会产生相当尖锐的噪声。大部分的噪声是由于高压喷射产生的湍流剪切阀门下游相对静止的介质所引起的。阀门在工作时，应注意它的噪音情况，分析好噪音的产生机理可以更好地监视阀门的工作状态和有效处理所发生的问题。阀门运行期间的噪音及处理解决方法一般有以下几种：

●机械类振动——如当阀芯在套筒内水平运动时，可以使阀芯与套筒的间隙尽量小或者

使用硬质表面的套筒。

●固有频率振动——如阀芯或者其它的组件，它们都有一个固有振动频率，对此，可以

通过专门的铸造或锻造处理来改变阀芯的特性，如有必要也可以更换其他类型的阀

芯。

●阀芯不稳定性——如由于阀芯振荡性位移引起流体的压力波动而产生的噪音，这种情

况一般是由于调节回路执行器等的阻尼因素引起的，对此可以重新调节阻尼系数或者在阀芯位移方向上加上减振设施。

●介质的力学流动性——介质在管道或者调节阀中流动时，也会发出噪音，对于这种情

况，这里不作具体阐述（气蚀也会产生噪音）。

当然，有些噪音是无法消除的，只能在阀门后尽量增加消音器等方法，或采取防噪音保护措施，如戴耳塞等。