內(nèi)壓自封式閥門泄漏原因探討和設(shè)計參數(shù)的選擇

1、概述

　　內(nèi)壓自封式密封結(jié)構(gòu)是高溫高壓閥門中法蘭密封副經(jīng)常選用的結(jié)構(gòu)形式,某試驗(yàn)臺架安裝了兩臺相同的中法蘭密封副為內(nèi)壓自封式密封結(jié)構(gòu)的旋啟式止回閥。在試驗(yàn)臺架的多次交變工作壓力和溫度試驗(yàn)完成后,再次進(jìn)行升壓升溫前常溫試壓過程中,其中一臺旋啟式止回閥中法蘭的密封副發(fā)生泄漏,采取維修措施均沒有解決此閥門的泄漏問題。而且另一臺旋啟式止回閥在試驗(yàn)臺架上工作數(shù)年后,中法蘭密封副也發(fā)生泄漏。為此通過對此閥門的泄漏問題的分析,闡述某些專用試驗(yàn)臺架和工程選用的專用閥門產(chǎn)品的設(shè)計和設(shè)計參數(shù)的選擇需認(rèn)真商榷。

2、技術(shù)參數(shù)

　　兩臺旋啟式止回閥(圖1)出廠前曾進(jìn)行了P =42.0MPa的整機(jī)閥門強(qiáng)度及中法蘭密封副密封試驗(yàn),無泄漏。

1閥體　2閥蓋　3密封環(huán)

圖1　內(nèi)壓自封式旋啟式止回閥

(1)試驗(yàn)臺架

最高工作壓力　14.0MPa

最高工作溫度　260℃

設(shè)計壓力　17.2MPa

設(shè)計溫度　350℃

工作介質(zhì)　水

試驗(yàn)回路管路通徑　65mm

試驗(yàn)臺架試驗(yàn)壓力　21.5MPa

每次降至常壓常溫后再次升壓升溫前的試驗(yàn)壓力　15MPa

(2)旋啟式止回閥

公稱壓力　28.0MPa (非標(biāo)準(zhǔn)公稱壓力等級)

公稱口徑　65mm

閥體、閥蓋材料　1Cr18Ni10Ti

密封環(huán)材料　N6

與試驗(yàn)臺架回路連接方式　焊接

3、故障

3.1、首次泄漏和修復(fù)

　　試驗(yàn)臺架在進(jìn)行數(shù)次常壓升至最大工作壓力和交變壓力、交變溫度(按規(guī)定的升降溫度和壓力數(shù)率變化)升至最高工作壓力、溫度運(yùn)行和試驗(yàn)后,降至常溫常壓保養(yǎng)。再次進(jìn)行升壓升溫前常溫試壓(P = 9.8MPa)過程時,試驗(yàn)臺架上的一臺旋啟式止回閥在中法蘭密封副處發(fā)生微量外泄漏(以下稱首次泄漏) 。拆解閥蓋、密封環(huán)檢查泄漏部位,密封環(huán)外圓密封面和閥體中法蘭密封面有介質(zhì)泄漏后留下的輕微痕跡。密封環(huán)外圓密封面的介質(zhì)泄漏痕跡為外圓密封面銳角處有軸向長×寬約3 ×115mm的毛蟲狀痕跡,其痕跡貫穿密封面(圖2) ,用放大鏡觀察疑似材料的內(nèi)部缺陷。在閥體中法蘭密封面上有一處介質(zhì)泄漏的輕微痕跡為水印,與密封環(huán)外密封面毛蟲狀痕跡相對應(yīng)。具體部位在垂直閥體通道軸線方向(以下稱橫軸線方向)的中法蘭密封面的一端,閥體中法蘭密封面其他部位、密封環(huán)外密封面其他部位、密封環(huán)內(nèi)密封面和封頭密封面未見泄漏痕跡,各密封面處密封壓痕均勻。