避免电动闸阀热粘连现象发生的方法

热粘连是指配合件在温度升高变化时，金属表面膜被破坏，使之与产生新生面直接接触，金属处于回火状态，降低了表面硬度，同时材料温升过高后，以致该区域摩擦副对偶表面产生熔化，促使粘着现象产生或加重，使机械正常的使用功能受到破坏，造成设备系统运行事故。大口径气动闸阀是CAP1400 核电站项目管路系统的关键设备，其设计温度为350℃、设计压力17.2MPa、工作介质为蒸汽和含硼水。闸阀在系统中主要起着接通和切断介质作用。为保证闸阀使用性能安全可靠，闸阀厂小编认为根据电动闸阀的结构特点对有可能产生热粘连的部位进行必要的可靠性分析。

一、电动闸阀的结构分析

电动闸阀由阀体、阀盖、弹性闸板和阀座等零部件组成，电动装置驱动。在电动闸阀的开关过程中闸板与相应的配合件阀座和导向结构发生相对的摩擦运动，所以闸板与其配合件在温度变化、作用力变化的条件下具有发生粘连的条件。

1．电动闸阀闸板与阀座

电动闸阀关闭时，闸板与阀座保持紧密吻合达到密封以切断介质。闸阀开启时，闸板在阀杆的作用下，将沿密封面的切线方向缓缓抬起逐步脱离阀座，以实现介质流通。

2．电动闸阀闸板与阀体

为实现闸板在阀体中垂直方向上下运动，及减少闸板与阀座运动副间相互摩擦而提高密封使用寿命，在阀体和闸板上设计有一对导向结构，闸板导向面上堆焊STL 硬质合金。闸阀的闸板在阀座密封面运行一段距离后与阀座密封面脱开（运行距离与设计确定的配合精度相关），闸板导轨槽与阀体导轨面接触，闸板沿着阀体导轨滑动，闸板在阀体导轨的导引下完成开启关闭的功能。

在闸板与阀座及闸板与阀体导向接触的运动中，均发生了相对摩擦，如运动件相应的材质、作用力变化、高温状态和运动速度等因素同时出现在某一个对应条件下时，就有可能出现接触部位的粘连，从而导致闸阀在运行中热粘连现象的发生。

二、电动闸阀产生热粘连的原因分析

1．电动闸阀产生热粘连现象的基本条件

相关规范要求，电动闸阀具有弹性结构闸板的配对件温差△T≥55.56℃及系统限制温度T≥93.33℃时，需考虑热粘连因素。由于设计选用的电动闸阀结构为弹性闸板，系统工况最高使用温度为177℃、设计温度为350℃，超过了发生热粘连的最高温度，所以具有发生热粘连条件的可能。

（1）弹性结构闸板配对件的温度场

由于弹性闸板具有可能发生热粘连的结构特征，所以需对闸阀在温度变化时进行温度场分析，以确认其配对部件( 即阀体与闸板) 的温度差△T≤55. 56℃时，可排除热粘连的产生。闸阀使用系统的温度范围为38 ～350℃，采用模拟工况条件下的环境状态，建立标准分析模型。对工况条件下的两个极限温度38℃和350℃及常温状态下配合部位的温度场进行了分析。闸阀在关闭条件下，一侧稳态温度设定为350℃另一侧设定为38℃。观察分析，在温度分界的密封副两面在温差范围内没有明显大的差异，最大温差30℃左右。据此分析即使在350℃极限温差的条件下，弹性闸板配对件具有不产生热粘连(△T≤55) 的条件。

（2）最高使用温度的温度场

模拟管路系统温度稳定运行在177℃ 的条件下，观察阀座和闸板运动副的位移变化。以常温为位移分析基础值，中法兰X、Z 轴两个方向为中心的位移基本呈对称分布。经分析，在温度变化最大的情况下，闸阀的闸板和阀座是一对经温度影响位移变化最大的配合件。经图谱分析、在工况温度为177℃时温差产生的位移变化不明显，所以仅对350℃极限温度差条件下进行两对运动副的分析。

调节阀的常见故障、原因分析及解决方法

(1)调节阀不动作。原因：没有信号压力或膜片裂损、膜片漏气，膜片推力减小;阀芯与阀座或衬套卡死，阀杆弯曲等原因使调节阀不能动作。解决方法：将信号线、气源接头连接牢固或者更换膜片;调直阀杆或者更换阀杆。(2)调节阀动作正常，但不起调节作用。原因：阀芯脱落或管道堵塞。解决方法：阀芯脱落的将阀芯与阀杆连接牢固，管路问题的联系主管部门疏通管路。(3)调节阀动作迟钝或跳动。原因：密封填料老化或干枯使阀杆与填料的摩擦增大;阀体内含有粘性大的污物以及堵塞、结焦等情况出现;膜片及“O”形密封圈等处泄漏也。解决方法：更换密封填料，重新调整;清除污物、结焦等;紧固膜头，或者更换膜片、O型圈。(4)调节阀不稳定或产生振荡。原因：调节阀径选择过大;单座阀介质在阀内流动方向与关闭方向相同。阀芯与导向套严重磨损。解决方法：更换阀径合适的阀门;调整阀门方向;改善结合面(研磨)或更换阀芯、导向套。