大多数阀门规格都会列出阀座材料,然后就此打住。在粉末和散装固体工况中,正是这一行决定了阀门多久会被列入维护清单。理解阀座实际必须承担的功能——以及它通常如何失效——会让选型变得容易得多。
阀座必须完成的三项任务
阀座必须密封,这样阀门关闭时任何物料都无法通过。它必须能够释放,让关闭件在不撕裂或拉伤的情况下移开。它还必须能够耐久,承受磨损、温度和数千次循环,同时不丧失前两项性能中的任何一项。这三项要求相互制约:软材料容易密封但磨损快,硬材料磨损慢但需要大得多的作用力,而且仍会漏过细粉。
失效模式1:渐进性磨损
这是散装固体物料中最常见的故障。磨蚀性颗粒卡在阀座和关闭元件之间,每次阀门动作时都像研磨膏一样起作用。损坏是缓慢的,很少被注意到,直到阀门开始渗漏物料。被要求进行节流的阀门比只进行开闭的阀门遭受这种损坏的速度要快得多,因为部分开启的阀门会让物料以高速通过狭窄的间隙。
故障模式2:压缩永久变形
在压力下长时间保持关闭的弹性体阀座会产生永久变形——它不再回弹。即使阀座看起来完好无损,阀门也会泄漏。这就是为什么一个被压缩数月的阀座会失效,而一个每天循环动作的阀座却不会。
故障模式3:温度损坏
每种弹性体都有上限,超过上限会导致硬化、开裂和失去弹性。低于下限会使胶料变脆。两者都是不可逆的。失效通常首先表现为启动瞬态后的泄漏——即管线比正常运行更热或更冷的时刻。
失效模式4:化学侵蚀
某些粉末以及许多冲洗化学品会侵蚀特定的弹性体类别。阀座会膨胀、软化或碎裂。由于侵蚀可能较为缓慢,症状通常表现为阀座远早于其磨损寿命就失效。
失效模式5:机械损伤
杂铁、超大块料或错位的阀瓣会在一次事件中切割或撕裂阀座。这不是磨损问题,任何材料选择都无法防止——解决办法是上游筛分,而不是更好的复合材料。
失效模式6:安装错误
在安装过程中损坏的阀座,或安装时流向错误的阀门,会过早失效。在调试前检查流向箭头和阀座方向,并且在管道对齐过程中切勿将阀门用作杠杆支点。
失效模式如何对应症状
症状 | 最可能的原因 |
逐渐渗漏,随时间加重 | 渐进性磨损 |
长时间关闭后泄漏 | 压缩永久变形 |
坚硬、开裂的阀座 | 温度损伤 |
膨胀或发粘的阀座 | 化学侵蚀 |
突然撕裂或开裂 | 机械损伤 |
安装后立即泄漏 | 安装错误或方向错误 |
如何延长阀座寿命
- 保持阀门全开或全关。
- 按计划检查,而不是等到故障后再检查。
- 根据介质和温度范围选择合适的胶料
- 保留一个备件。
阀座设计因阀门类型而异
传统的
蝶阀通过将周边密封件压靠阀体阀座来实现密封,这意味着滑动接触。一个
充气式阀座蝶阀完全消除了滑动运动,在阀瓣就位后向密封件充气。一个
夹管阀完全消除了阀座的概念——套筒就是阀座。