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气动三通球阀故障问题与改造

       三通球阀有L型和T型另种通道,T型流道的三面4面阀座,可实现从工况5至工况8的况4的转换,采用2面阀座,受力平衡,保证闭止通道的转换,由于采用4面阀座,受力平衡,保证闭止通道的可靠密封,主要用于流路的换向。L型只能连接相互正交的两条管道,不能同时保持第三条管道的相互连通,只起分配作用。但在实际的使用过程中,三通球阀未能达到设计要求,因此需要对三通球阀进行结构改进,使其符合实际使用。

       气动三通球阀广泛应用于化工、石油、轻纺、电力、食品制药、制冷、航空航天、造纸等工业领域。但在实际使用过程中,气动三通球阀换向时,气动三通球阀卡塞,甚至无法运动;气动三通球阀发生严重内漏;阀杆与填料之间、阀体压盖密封处泄漏;气动三通球阀在动作过程中因阀芯移位造成阀体抱死,导致气动三通球阀转动的连接部件和执行机构多次损坏和断裂,而且气动三通球阀阀芯因与阀座之间接触面间隙变小,使阀芯的涂层被破坏、阀座变形、球面光滑度和密封等级都下降,严重时阀芯主体会扭曲变形。

       经过对发生故障的气动三通球阀拆卸、分析,发现造成故障发生的原因是气动三通球阀使用的是浮动球结构。气动三通球阀的阀座承受了整个阀芯的质量,气动三通球阀阀座受力不均匀,在气动三通球阀换向过程中,气动三通球阀中腔会进入介质物质,并在压力的作用下,球体会偏移其实际要求的中心位置,当偏移量达到一定值时,气动三通球阀就开始内漏,并且气动三通球阀也因为长时间的球体偏移问题,导致开关不到位,阀芯与阀座的受力失去平衡,涂层在受力较大的地方脱落,也增加气动三通球阀的内漏;由于球体的偏移随换向而变化,在长期不平衡压力下,阀芯与2个阀座的间距不断加大,造成填料的泄漏; 力矩的不断加大造成阀杆、连接轴套变形或执行机构拉损; 阀座选用 PTFE 材质的软密封阀门,其介质为130~140 ℃热水,PTFE 这种材质在理论上可以耐180℃,但是在实际使用过程中,当达到一定温度时,其物理特性就会发生变化,硬度降低,当阀门在动作过程中就会黏连在球面上,损坏阀座,从而导致气动三通球阀出现内漏现象。

解决方法如下:

       在阀芯下方加一个固定轴,与阀芯相连接,通过固定轴和上阀杆将气动三通球阀固定。阀体与执行机构连接部件采用了增大阀杆强度的设计理念,防止阀门在卡料时因扭矩增大而损坏。阀座与球面采用可调预紧力工艺结构,选用好的弹簧材料,且为多组的形式结构;阀座从流道装入,并用螺塞的方式压紧。阀门材料、球体和阀座基体、阀杆、螺塞和衬套根据使用工况选择合适的材料,以提高材质的耐磨损能力。

       通过以上改造,实际应用的改造后的气动三通球阀,长时间运行下来,再未出现过之前的频繁检修问题,为此给公司节省了大量的资金。


 

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