小口径电站阀门密封面的失效分析.pdf

193年第2期
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式中DWー阙门通径
e≈0.086DNV
蝶板外径
I1==0. 44D
e-一偏心距
0.434DN
eーvR-(hーh1
在密封条件下、为减小力矩,口径越大,R、e
R-カ臂,设计定(B=O0)
值系数尽可能取小些(表)。
h-一闷座密封面至体中心距离
表DN与D、R、e、n、2的关系
h1ー一蝶板密封面与孔的垂直距离
D/DN
R/ DM
TI/DN 2/DN
1.00.120.11270、430.423
z2--当杠杆N点接触蝶板AB面时
1.3350.1050,095
的数值(x2=OA)
450
根据设计经验及该启闭的几何尺寸要
1.0350.0980.0B
6001.0330.0920.080.4460.」4
求,综合分析得比体公称直径DN与其他设
计参数相互的比例关系
.9250.070.D60、50.446
D1,0335DN
通过实际使用证明,按照上述设计,蝶闷运
R0.095DV
转灵活可靠,启闭力矩较小,用宀反映良好
小□径电站阀门密封面的失效分析
华中理工大学
王爱华朱蓓蒂张柬林陶曾毅
北京电力设备总厂杨影检张之栋蔡被
摘要利用显微度计和扫描电子显铣等设备,对制造工艺度较大、使用寿命低的小口径
电站定期排污密封面的失效形式进行了分斯。指出了该类阀门使用寿命短的原因、为改善其密封
面的性能和提高其使用寿命提供了一定的依据。
士题词,发电回门金風密封失效分发セ厂
前言
对北京石景山发电厂使用的小口径排污阀门的
小口径阀门具有体积小、结构紧凑、操作方密封面进行了失效分析
便和便干安装等特点,广泛地用于火力发电站
二、试验方法
的高温高压蒸汽、给水、排污等管道以及在大口
排污阀的隅体材料为25钢或12 Crlmoy
径個门上,起旁通作用。国内小口径阀门的密封钢,密封面为手工电弧焊堆焊D547M。合金,阀
面多采用手工堆焊D517M合金,其堆焊工艺门通径为DN20mm,使用温度为370で,压力为
复杂,稳定性差,堆焊层稀释率高?形成的密封11MPa。该类门在电厂运行时间不到一年,发
面性能不均匀。通常使用不到一年即出现严重生了明显的泄漏现象。
的跑、冒、漏现象,直接影响到电厂的发电效率,
试验中将阍座密封面部位取出,利用扫描
给国民经济带来了极大的损失,因而引起了国电子显徵镜观察密封面的表面形貌,利用显微
内阳门行业的高度重视和广泛研究。为此本文硬度计測取密封面的硬度。
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い一と
密封面的失效形式分析
度低的密封面处形成凹陷,导致阀门失数
密封面凹陷
观察密封面的宏观形貌,可见有几处明显
的凹陷(图1)。将密封面四陷处和未凹陷处沿
横断面切开,按图2所示的定部位分析其硬
度值。图2中和女方向离表面约0.05mm,ef
方向垂直于z方向。沿和c方向分别随机取
30
5点测定。结果见表1和表2,沿e『方向的显微
硬度分布如图3所示。
肉表面(mm
图3沿ef方向的显礅硬度分布
巴阵处
一未凹陷处
2.塾封面的擦伤
在扫描电镜下仔细观察密封面的形猊、发
现密封面的另一主要失效形式是密封面的擦伤
(图4)。阀门在启闭过程中.阀座和阀两个密
封面之间,在高温髙压作用下发生原子结合,产
图1密封面的凹陷形貌×15
生粘接、当两个面相对移动时,粘合部位撕裂,
出现擦伤。一且出现擦伤·密封面的表面粗糙度
增加,加速了密封面的擦伤破坏.
F2显微硬度测定部位
1.密封面2.堆焊层3座基体
丧1沿ab方向的显徽更度值IⅣa
345平均
未凹陷处[505.01429.01572.6403.915595.-3
图4密封面的擰伤形貌
500
凹陷处142041352.0346.013881519.01413.」
3.密封面的疲劳和剥落
丧2沿be方向的微硬度值
密封面的另一典型失效形貌是疲劳裂纹和
剥落(图5)。密封面在启时,一方面受到机械
5
平均
未凹陷处552.8145891602.04940B1.5515.3
密封应力的作用,在高温下产生杌械疲劳裂纹。
凹陷处「608a-9「46361378.21404.9
小63,1
另一方面,由于密封面的凹陷和擦伤,密封面关
由表1、表2和图3可以看出,密封面凹陷闭不严,高温蒸汽流在密封面间隙处形成严重
处的硬度明显低于未凹陷处。由于密封面的硬的冲刷,导致腐蚀疲劳裂纹。疲劳裂纹一经形
度不均匀,阈门在髙温高压下使用时,极易在硬成、在随后的使用过程中,疲劳裂纹护展并连
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接.形成剥落坑。
以下方面开展工作:
(1)提高阀座密封面的堆焊质量,改进密封
面的堆焊工艺?保证其工艺的稳定性
(2)改进密封面的堆墀材料,使之适用于高
温高压阀门的要求。
(3)改善阀门的运行和操作条件。
图5密封面的獲劳裂纹和剥落>500
4.密封囿的化
密封面在高温水蒸汽的作用下,产生氧化
反应?形成氧化皮(图6)
5.综合分析
从密封面的失效形貌和作用机理来分析,
图6密封面的氧化×1000
上述几儿种失效机制是交互作用的,这种交互作
四.结论
用加速了门的失效,如密封面的凹陷和擦伤
本文所研究的小口径定期排污阀的失效形
促进了水蒸汽冲刷的作用,形成疲劳裂纹和氧式主要有,凹陷、擦伤、疲劳裂纹和剥落、氧化
化。同时,波劳裂敏和氧化皮的形成,破坏了密
等,几种形式交互作用,使得门的使用寿命不
封面的表面质量,密封面之间更容易形成粘着
到一年。今后的工作应从堆焊工艺、材料和使用
加速了密封面的擦伤破坏。
条件等方面进行改进,以满足其生产鸞要
因此,为了提高这类门的使用寿命,应从
阅1,牛,质量控特
出口低压门铸件的生产及质量控制
山东益都厂韩忠庆
TH134
我厂现已正式出口美国API、MSS,德国件(闭体、阀盖等)的壁厚比内销阀门厚30%
DIN,日本JS及英国标的门。自生产出50%。
口阀门以来,通过不断地探讨、实践和总结,获
(2)主要技术要求
得了一些出口阀门王艺设计、铸件生产等方面
の材质要求符合美国 ASTM A126C-
的资料,在这里将从粘土型砂的混制造型(芯) LASS B等级标准
工艺;配料、治炼工艺;铸件的清理等方面对出
②物理性能抗拉强度不小于214MPa;横
口低压阀门铸件的铸造生产过程及其质量控制断试验的中心力不小于14.7kN,中心位移不小
加以叙述。
于3.0mm
1.出口低压门铸件的特点及技术要求
③浇注形式试棒采用图所示的浇注形
(1)特点
式。要求每炉同时浇注两组试榉,其中一组在厂