顶装式球阀密封结构改进

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1、顶装式球阀密封结构改进摘要：投产初期，在现场进行吹扫试压过程中，多次对阀门开关后发现，阀门关闭后，对下游管线放空后，压力无法泄放到OMpa,多次测试分析，阀门存在内漏、外漏现象。针对阀门内、外泄漏现象提出了四种改造方案。将阀杆处lipseal（PTFE+镰基弹簧）密封圈换成抗硫0型密封圈;在中腔部位多增加一道抗硫0型密封圈；将下游阀座部位lipseal密封圈改成抗硫0型密封圈；阀球与阀座密封面进行超级化学镀ENP。关键词：阀门密封填料一、概述普光气田集气站阀门种类繁多，有闸阀、球阀、截止阀、止回阀、安全阀等十余种，其中顶装式球阀使用较广泛。自投产以来，普光球阀出现过外漏和内漏问题

2、。其中，外漏会导致H2S检测仪报警，内漏会使得在进行批处理时气体通过阀门进入收球筒区，在打开收球筒盲板时出现爆鸣现象。针对球阀在生产过程中出现的泄漏问题进行了密封结构改造。二、顶装球阀常见问题分析1.在投产初期阀门内漏分析投产初期，在现场进行吹扫试压过程中，多次对阀门开关后发现，阀门关闭后，对下游管线放空后，压力无法泄放到OMpa,多次测试分析，阀门存在内漏现象。1.1阀门拆解后分析对存在内漏的阀门进行了解体，解体后在阀腔内发现有金属颗粒、硬物及充满泥沙的粘稠液附在球体和阀座上，部分阀门球体和阀座上仅有微小划痕，这些杂质混在介质中不可避免地进入到唇式密封圈的密封区域，随着长时间的

3、高速气流吹扫，造成唇式密封圈被刮伤，同时由于对零件的表面粗糙度要求很髙（要求Ra0.2）,任何细小的划痕都会导致密封泄漏。1.2顶装球阀密封结构失效原因分析吹扫试压时，对阀门进行开关操作，导致介质进入阀座密封处，导致阀座处的唇式密封圈密封失效。唇式密封要求较硬，要求的过流介质较洁净，阀门厂家在选择使用在普光气田的阀门密封形式错误。2.使用过程中出现问题分析随着生产时间的延长，部分球阀出现了开关十分困难现象，经过分析，判断一是减速机构处存在问题，二是阀门内部密封及弹簧处存在问题。1.1判断减速机构存在问题所做工作打开部分球阀减速箱后，发现传动机构轴承出现了断裂情况，且传动机构都存在

4、积水现象，更换轴承后，球阀开关灵活。分析传动机构出现积水现象的主要原因为压盖密封性不好，雨水进入到内部，造成黄油变质，最终导致轴承生锈,在多次的开关后产生断裂。2.2阀门内部密封及弹簧处存在问题所做工作在经过检查减速机构无问题后，分析内部球阀的结构及阀门使用环境。分析得出：一是由于多次的批处理造成阀腔内沉积有杂质造成阀门开关困难，二是阀门本体密封结构处设计不合理，在开关多次后使得阀门开关困难。已经将减速箱处密封胶改换为青棵纸，增加密封性。三、问题解决措施及改进方法1.Lipseal性能（唇式密封）1.1唇式密封是一种单向作用，截面形状为U形。唇式密封圈密封面硬度为65邵氏D。1.

5、2唇式密封圈配对材料的粗糙度要求较高，RaO.2才能密封。1.3唇式密封圈较硬，抗颗粒介质较差2.抗硫0型圈性能2.10型圈的硬度为90邵氏A（等于42邵氏D）,2.20型圈对配对材料的粗糙度要求低，粗糙度Rai.6就可以密封2.30型圈软，抗颗粒介质强，即使有微小颗粒介质嵌入也能被0型圈包容而密封。综合分析抗硫0型圈性能应用在普光气田阀门密封时，密封性能强于唇式密封。遂釆用抗硫0型圈代替原阀门唇式密封。1.中腔密封结构改进在阀体中腔部位增加一道密封，当lipseal失效时由于颗粒进入失效时还有一道0型圈+—道石墨密封，可以大大降低外漏风险。2.阀座部位改进改进前上游阀座与下游阀

6、座均为lipseal密封形式：理想情况下：当介质从上游流向下游时：上游lipseal阀座密封，下游lipseal阀座第二道备用密封；当介质从下游反向流向上游时：下游lipseal阀座密封。存在杂质情况下：由于lipseal对密封面的要求高，要求粗糙度在RaO.2条件下才能密封，如果有颗粒介质进入密封区域，容易造成lipseal失效。当lipseal失效时阀门泄漏。改进后上游阀座为lipseal密封形式，下游阀座为0型圈密封：理想情况下：当介质从上游流向下游时，上游lipseal阀座密封，下游0型圈第二道备用密封；当介质从下游反向流向上游时，下游0型圈密封。存在杂质情况下：当介质从

7、上游流向下游时，如果上游lipseal失效时，阀门还可以利用下游的0型圈密封；b）当介质从下游流向上游是lipseal,下游0型圈密封，提高了密封的可靠性。1.阀杆填料部位改进使用抗硫0型圈代替原阀门唇式密封。2.阀门内腔过流表面防腐处理对阀体表面密封面进行超级化学镀ENP，提高阀门耐腐蚀性，延长使用寿命。四、改进后阀门应用情况及效果五、台改造后的阀门在普光集气站得以应用，在使用过程中均未观察到明显内漏，极大的提高了现场使用的安全性。综合分析，针对顶装式球阀的阀杆、阀盖及阀腔密封