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大口径阀门为啥开关困难? 有何解决措施？

让需要安全阀校验、检测、检验的地方都有安全阀检测机构 [在线微信交谈] 时间：2024-07-20
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大口径阀门为啥开关困难? 有何解决措施？

在日常使用大口径截止阀的用户中，大家常常反映一个问题，即大口径截止阀用于压差比较大的介质上，如蒸汽、高压水等带压工作时，往往很难关闭，无论怎样用力关闭，总是发现会有泄漏现象，很难关紧，造成这一个问题的原因是由阀门的结构设计与人的极限水平输出力矩不足而造成的；因此，在高压系统中，除了关注截止阀的操作性能，定期进行安全阀检验也至关重要，以确保系统超压时能可靠泄放，保障整体运行安全。

一、大口径阀门开关困难原因分析

一般成人的水平极限输出力为60-90kg，视不同体质而言。

一般截止阀的流向设计为低进高出，当人对阀门进行关闭时，人体水平推动手轮转动，使阀瓣向下运动，实现关闭，这时需要克服三个方面的力的组合，即：

1)轴向顶推力Fa；

2)填料与阀杆磨擦力Fb；

3)阀杆与阀瓣芯部接触摩擦力Fc

力矩总合为∑M=（Fa+Fb+Fc）R

可以看出，口径越大，轴向顶推力也越大，当接近关闭状态时，轴向顶推力几乎接近管网实际压力（因关闭时P1-P2≈P1，P2=0）

如一个DN200口径的截止阀用于10bar的蒸汽管上，其仅第一项关闭轴向顶推力Fa=10×πr2=3140kg，而关闭所需的水平圆周力已接近正常人体所能输出水平圆周力的极限，所以由一个人在这种工况下完全关闭此阀是非常困难的。

当然有的工厂建议将这类阀门反向安装，解决了难以关闭的问题，但又出现了关闭后难以打开的问题。‍

二、大口径截止阀易出现内漏的原因分析

大口径截止阀一般应用在锅炉出口、主分汽缸、蒸汽主管等位置，这些位置存在以下问题：

1）锅炉出口一般压差比较大，因此蒸汽流速也更大，对密封面的冲蚀破坏作用也较大。另外锅炉燃烧效率不可能为100%，这样将造成锅炉出口处的蒸汽含水量较大，容易对阀门密封面产生空化和汽蚀的破坏作用。

2）对锅炉出口及分汽缸附近的截止阀，因为刚从锅炉出来的蒸汽，有间断性过热现象发生，在其饱和的过程中，若锅炉水软化处理不是太好的话，往往会析出部分酸碱物质，对密封面会造成腐蚀和冲蚀；还有一些可结晶的物质也可能附着在阀门密封面结晶，导致阀门无法严密密封。

3）分汽缸进出口阀门，因阀后蒸汽用量因生产要求等原因而造成用汽量时大时小，在流速变化较大的情况下，很容易产生闪蒸、空化等现象，从而对阀门密封面造成冲蚀、汽蚀等破坏作用。

4）一般大管径管线开启时，都需要对管线进行预热，而预热过程一般要求很小流量蒸汽通过，使管线缓慢均匀加热到一定程度后，才能完全开启截止阀，避免造成管线急速升温而产生过度膨胀，损坏部分连接部位。但在这过程中，阀门开度往往非常小，从而造成冲蚀率远远大于正常使用效果，严重降低阀门密封面的使用寿命。‍

三、大口径截止阀开关困难解决方法

1）首先建议选择波纹管密封截止阀，避免了柱塞阀、填料阀摩擦阻力影响，开关更轻松。

2）阀芯阀座一定要选择耐冲蚀、磨损性能好的材质，如司太立硬质合金；

3）建议采用双阀瓣结构，不因小开度而造成过度冲蚀，影响使用寿命及密封效果。‍

四、以下是一些避免大口径阀门出现开关困难问题的措施：

1.阀门选型与安装

合理选型：根据实际工况，包括介质的性质（如温度、压力、粘度、腐蚀性等）、流量要求以及管道系统的具体情况，选择合适类型和规格的阀门。例如，对于高温高压介质，应选择耐高温、高压的阀门材质和结构；对于大流量的场合，要确保阀门的通径足够大，以减少阻力。

正确安装：安装时要保证阀门与管道的连接牢固且同心，避免因管道的应力传递到阀门上，导致阀门变形而影响开关。同时，要按照阀门的安装说明书进行操作，确保安装方向正确，尤其是对于有方向性要求的阀门，如止回阀等。此外，还需在阀门附近设置必要的支撑和固定装置，以减轻管道对阀门的拉力和压力。

2.操作与维护

规范操作：操作人员应严格按照操作规程进行阀门的开关操作，避免用力过猛或过快。对于电动或气动等驱动方式的大口径阀门，要确保驱动装置的参数设置正确，如扭矩、行程等，避免因驱动力量不足或过大而损坏阀门。在开关阀门时，应密切观察阀门的运行状态，如有异常应立即停止操作并进行检查。

定期维护：定期对阀门进行维护保养是确保其正常运行的关键。要检查阀门的密封性能，及时更换磨损或老化的密封件；对阀门的传动部件，如齿轮、轴、轴承等，进行润滑和保养，防止因生锈、卡涩而影响开关；清理阀门内部和外部的杂质、污垢，避免其进入阀门的密封面或传动部件，造成堵塞或磨损。

3.系统优化与监测

优化管道系统：对整个管道系统进行合理的设计和布局，减少不必要的弯头、三通等管件，以降低管道阻力，从而减轻阀门的工作压力。同时，要确保管道的坡度和支撑合理，避免管道因积水或变形而影响阀门的正常工作。

实时监测：安装相应的监测设备，如压力传感器、流量传感器等，实时监测阀门的工作状态。通过对监测数据的分析，及时发现阀门可能存在的问题，如阀门前后压力差异常、流量变化等，以便提前采取措施进行处理，避免问题进一步恶化导致开关困难。

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