介紹一種用于超高壓閥門(mén)水壓試驗(yàn)臺(tái)工藝裝置的端面自密封盲板的工作原理、結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)及應(yīng)用。

1、概述

　　按照相關(guān)規(guī)定，每臺(tái)閥門(mén)出廠前均須進(jìn)行壓力試驗(yàn)，包括壓力強(qiáng)度試驗(yàn)和密封試驗(yàn)。隨著閥門(mén)使用參數(shù)的增高，對(duì)閥門(mén)檢驗(yàn)和試驗(yàn)設(shè)備的要求也越來(lái)越高。

2、水壓試驗(yàn)

　　閥門(mén)水壓試驗(yàn)時(shí)由試驗(yàn)臺(tái)提供夾緊力，閥門(mén)通道兩端采用試驗(yàn)盲板封堵，盲板與閥門(mén)通道端面之間用密封圈密封，試驗(yàn)介質(zhì)由進(jìn)水管進(jìn)入閥門(mén)內(nèi)腔，通過(guò)增壓泵加壓至閥門(mén)試驗(yàn)壓力。閥門(mén)水壓試驗(yàn)盲板一般采用軸向密封和端面密封。

　　2.1、軸向密封

　　軸向密封( 圖1) 的密封性好。當(dāng)兩端試驗(yàn)盲板在內(nèi)壓力作用下由于螺紋間隙和絲桿彈性變形( 拉長(zhǎng)) 向兩側(cè)張開(kāi)時(shí)，盲板及密封圈可以在閥門(mén)通道內(nèi)位移，保證密封。若采用較大的夾緊力使試驗(yàn)盲板在內(nèi)壓力作用下不位移，容易損傷閥門(mén)，影響閥門(mén)使用壽命。通過(guò)設(shè)計(jì)計(jì)算，在高壓狀態(tài)下，軸向間隙控制在0. 6 ～ 0. 9mm，能夠保證密封性能。由于采用軸向密封，超高壓大口徑閥門(mén)受自重影響，導(dǎo)致單邊間隙加大，密封難以控制，且橡膠圈在高壓下存在擠出的風(fēng)險(xiǎn)。不同配管的坡口尺寸不同，需要不同尺寸的盲板。試驗(yàn)后，盲板拆卸困難。

1. 盲板2. 密封圈3. 試驗(yàn)閥門(mén)

圖1 軸向密封

1. 盲板2. 密封圈3. 試驗(yàn)閥門(mén)

圖2 端面密封

　　2.2、端面密封

　　端面密封( 圖2) 盲板加工精度要求低，適用于不同配管尺寸，試驗(yàn)盲板的通用性強(qiáng)。試驗(yàn)完成后，工裝容易拆卸。避免了閥門(mén)試驗(yàn)時(shí)由于自重造成單邊泄漏。由于超高壓大口徑閥門(mén)內(nèi)壓力非常大，受螺紋間隙和絲桿彈性變形等因素影響，兩端盲板會(huì)向兩側(cè)張開(kāi)，端面密封容易泄漏，且壓力越大越容易泄漏。

3、端面自密封結(jié)構(gòu)

　　結(jié)合盲板軸向密封和端面密封的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一種端面自密封結(jié)構(gòu)用于超高壓閥門(mén)水壓試驗(yàn)( 圖3) 。在試驗(yàn)盲板上增加環(huán)狀槽，裝入盲板環(huán)和密封圈。當(dāng)閥門(mén)內(nèi)壓力升高時(shí)，兩端盲板在內(nèi)壓力作用下向兩側(cè)張開(kāi)，在環(huán)a 和環(huán)b 面積差產(chǎn)生的推力作用下，盲板環(huán)與閥門(mén)端面緊密貼合，自動(dòng)密封。水壓試驗(yàn)時(shí)內(nèi)壓力F 與環(huán)a 和環(huán)b 面積差產(chǎn)生的推力f為

　　式中F———閥門(mén)水壓試驗(yàn)內(nèi)壓力，N

　　D———閥門(mén)通道孔最大內(nèi)徑尺寸，mm

　　Pm———閥門(mén)水壓強(qiáng)度試驗(yàn)壓力，取不低于

　　1. 5倍的38℃下壓力額定值，MPa

　　f———盲板環(huán)面積差產(chǎn)生的推力，N

　　Aa———環(huán)a 面積，mm2

　　Ab———環(huán)b 面積，mm2

1. 盲板2. 密封圈3. 盲板環(huán)4. 試驗(yàn)閥門(mén)

圖3 端面自密封

　　端面自密封盲板密封性好，壓力越高密封性能越好，解決了不同口徑閥門(mén)工裝繁多問(wèn)題，易拆裝，避免了超高壓、大口徑閥門(mén)自重導(dǎo)致單邊間隙加大，密封難以控制，密封圈在高壓下易擠出的問(wèn)題和風(fēng)險(xiǎn)。

4、應(yīng)用

　　采用水壓試驗(yàn)臺(tái)端面自密封盲板對(duì)超臨界水壓試驗(yàn)堵閥進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)( 圖4 ) ，閥門(mén)公稱尺寸DN500，工作壓力27MPa，工作溫度580℃，水壓試驗(yàn)強(qiáng)度72MPa。在1 413T 的內(nèi)壓力下，兩側(cè)盲板與閥門(mén)端面間隙達(dá)到5mm，在盲板環(huán)面積差產(chǎn)生的推力作用下，盲板密封可靠。

圖4 閥門(mén)強(qiáng)度試驗(yàn)

5、結(jié)語(yǔ)

　　超高壓閥門(mén)在水壓試驗(yàn)機(jī)上采用端面自密封盲板進(jìn)行水壓試驗(yàn)，密封性好，通用性強(qiáng)，操作性好，降低了盲板加工難度，節(jié)約了成本。