蝶閥恒保壓密封試驗裝置的研究

2015-01-27 張逸芳 江蘇神通閥門股份有限公司

  介紹了蝶閥恒保壓密封試驗裝置的結(jié)構(gòu)原理,論述了主要零部件的設計分析,驗證了方案的正確性。

1、概述

  閥門作為壓力管道中的重要部件,廣泛應用于石油、石化、煤化工、液化天然氣、核電和冶金等行業(yè)的大型設備及管網(wǎng)系統(tǒng),實現(xiàn)系統(tǒng)液體或氣體介質(zhì)的截斷或壓力、流量的調(diào)節(jié)。閥門的可靠性直接影響著系統(tǒng)運行的安全、質(zhì)量及效率,特別是閥門密封的可靠性越來越受到重視。因此,國內(nèi)外閥門標準都規(guī)定,閥門必須全部經(jīng)過性能試驗合格后方可出廠。

  本文以蝶閥為例,在分析現(xiàn)行試驗裝置使用狀況的基礎上,采用模塊化的設計理念,特別在長時間保壓方案的設計及實時記錄試驗過程方面作了研究,提出了可行的確保閥門密封試驗結(jié)果準確的方案。

2、試驗裝置

  目前,閥門密封試驗的裝夾方式分為人工和人工與試驗裝置結(jié)合的兩種方式。人工裝夾方式工人的勞動強度大,工作效率低。人工與試驗裝置結(jié)合的裝夾方式使用較為普遍。閥門密封試驗裝置大多采用液壓動力源,閥門在試驗裝置中采用液壓缸夾緊(圖1) 。雖然在其液壓控制系統(tǒng)設計時采取了液壓鎖保持試壓板持續(xù)的預緊力,但在實際保壓時間內(nèi),真空技術網(wǎng)(http://www.healwit.com.cn/)認為仍由于系統(tǒng)的跌壓導致所記錄的數(shù)據(jù)及曲線與閥門實際性能不相符,而無法準確判定閥門的密封性。

試驗裝置及原理

圖1 試驗裝置及原理

  閥門出廠前需逐臺進行密封試驗,以檢驗閥門的關閉密封性。試驗時,封閉閥門承壓側(cè),旋轉(zhuǎn)蝶板至閥門關閉狀態(tài),往承壓側(cè)內(nèi)腔充入試驗介質(zhì),逐漸加壓到規(guī)定的試驗壓力,按要求保持承壓側(cè)的試驗壓力至規(guī)定時間,檢查密封面泄漏情況。對于非金屬密封蝶閥,在規(guī)定的保壓時間內(nèi)無可見泄漏即為合格,對于金屬密封蝶閥,根據(jù)工藝系統(tǒng)的要求,泄漏量的要求不同。目前存在的主要問題是,在保持試驗壓力的過程中,密封面無可見泄漏或泄漏量并不超標。但由于保壓時間較長,液壓缸高壓側(cè)的壓力會有微衰減現(xiàn)象,其主要原因一是液壓缸本身的微泄漏(活塞與缸筒之間) ,二是液壓系統(tǒng)的微泄漏。壓力的微衰減導致閥門承壓腔體積的微增加(如圖2 中的A 腔) ,顯示出的是承壓腔壓力的微下跌,從而影響準確的判斷。

閥門承壓腔體積變化

圖2 閥門承壓腔體積變化

3、改進方案

  針對密封試驗裝置改進的主要目的是消除油缸的微泄漏和液壓系統(tǒng)的微泄漏,為試壓板提供持續(xù)穩(wěn)定的預緊力。液壓系統(tǒng)工作時( 圖3) 電磁鐵YV2得電,蓄能器提供持續(xù)的高壓油經(jīng)過電磁閥、液壓鎖、雙單向節(jié)流閥、減壓閥進入油缸的有桿腔。有桿腔的壓力可以根據(jù)需要,通過調(diào)節(jié)減壓閥進行調(diào)整。如果減壓閥前的系統(tǒng)微泄漏,蓄能器將自動補充,并保證減壓閥前的壓力高于減壓閥后的壓力,系統(tǒng)的跌壓可以通過壓力表得知,若系統(tǒng)壓力太低,可以通過啟動電機為蓄能器補壓。如果油缸微泄漏,有桿腔的壓力會降低,減壓閥后的壓力就會低于設定值,這時減壓閥開始工作,將閥前的高壓油補充到油缸的有桿腔,并將油缸的壓力保持在設定值上。

液壓控制原理

圖3 液壓控制原理

6、結(jié)語

  通過對試驗結(jié)果的分析,恒保壓試驗裝置的改造效果明顯,為準確判斷閥門的密封性能提供了保障。