您当前的位置:中国泵阀制造网 > 泵阀学院 > 行业论文 > 金属密封耐磨球阀的试验研究

泵阀学院

金属密封耐磨球阀的试验研究
2018-1-22 10:59 中国泵阀制造网 作者:中国泵阀第一网信息部 点击:1342
【中国泵阀制造网 行业论文】球阀的强度试验应在球体半开状态下进行。根据阀门参数,工艺车间用阀门在水路管线上统一打压试验,阀体强度压力为公称压力的1.5倍,水密封压力为公称压力的1.1倍。气密封试验压力为0.6MPa。试验前,首先要判断阀门内部是否做除油除水等处理,在判断过程中将阀门分别全开和关闭,检查阀体密封面,检查阀门法兰密封面是否有重大缺陷,对于密封面有严重划痕和重大缺陷的阀门,不进行打压。试验介质为水。

金属密封耐磨球阀的试验研究

本课题设计的方心形金属密封耐磨球阀结构的合理性需要进行验证。需要验证阀门阀座的密封性能;阀杆填料密封结构的密封效果;阀体内阀球、阀座的耐磨性能以及阀门的抗振性能。因此本章基于这些技术要求对金属密封耐磨球阀进行压力试验和模拟工况试验研究。

1 压力试验

1.1 试验样机

对本课题设计的方心形金属密封耐磨球阀的模型进行样机制作,装配图和实物图如图5.1,5.2所示。

金属密封耐磨球阀的试验研究

图5.1样机装配图图

金属密封耐磨球阀的试验研究

5.2样机实物图

1.2 试验内容

对PN5.0,DN50,金属耐磨球阀试验样机进行壳体试验、液体密封试验、气体密封试验。

试验标准:

(1)API598-2004阀门的检查和试验;

(2)ASMEB16.104控制阀门阀座泄漏。

1.3 试验设备

试验设备为液压阀门试验台如图5.3所示。该仪器按照GB4981-89《通用阀门压力试验》和ZBJ16006-90《阀门的试验与检测》的标准规范要求设计的液压阀门试验台。能够应用于公称通径DN15-1000mm的直通式法兰及螺纹连接各类高、中、低压阀门的强度。密封和泄漏量等各项性能测试。测试介质:水、气、油。最高密封试验压力为32.0MPa。强度48.0MPa。

金属密封耐磨球阀的试验研究

图5.3试压设备

1.4 试验方法

球阀的强度试验应在球体半开状态下进行。根据阀门参数,工艺车间用阀门在水路管线上统一打压试验,阀体强度压力为公称压力的1.5倍,水密封压力为公称压力的1.1倍。气密封试验压力为0.6MPa。

试验前,首先要判断阀门内部是否做除油除水等处理,在判断过程中将阀门分别全开和关闭,检查阀体密封面,检查阀门法兰密封面是否有重大缺陷,对于密封面有严重划痕和重大缺陷的阀门,不进行打压。试验介质为水。首先排尽阀门内部空气,阀门试压完毕应及时排除阀门的积液,保压时间根据API6D、API598标准。规定的所有的静水压和气动壳体试验应在阀门关闭件脱离阀座并部分开启条件下进行,也可在阀门全开下进行,只要通过腔连接对体腔(进压端与腔体连通)同时注入介质和施压。

(1)壳体强度试验

规定的所有的静水压和气动壳体试验应在阀门关闭件脱离阀座并部分开启条件下进行,也可在阀门全开下进行,只要通过腔连接对体腔(进压端与腔体连通)同时注入介质和施压。

封闭试验样机的进出口,转动阀杆使启闭体球体处于部分开启位置,按照表5.1水压壳体试验的持续时间标准进行试验。给试验样机腔体内充满水介质,并逐渐加压到7.5MPa,保压5min。目视检查试验样机壳体表面、中法兰连接处渗漏情况及壳体结构完整性。

金属密封耐磨球阀的试验研究

表5.1水压壳体试验的最短持续时间

(2)液体密封试验

试验过程中,不得对阀门施加影响试验结果的外力。浮动式球阀密封性试验:将阀处于半开状态,一端引入试验介质,另一端封闭;将球体转动几次,阀门处于关闭状态时打开封闭端检查,同时检查填料和垫片处密封性能,不得有渗漏现象。

  封闭试验样机的进出口,开启四分之一阀球,按照表5.2密封试验的持续时间标准进行试验。给试验样机腔体内注满水并逐渐加压到5.5MPa;关闭阀球,释放试验样机出口侧压力,阀前压力稳定在5.5MPa,稳压5min。从试验样机出口侧检查阀门的泄漏情况。

检验方法:目测。

合格标准:

外表不允许有可见的点滴或湿润,壳体与阀盖连接处均无可见的漏湿,且结果无损失。

金属密封耐磨球阀的试验研究

表5.2密封试验的最短持续时间


(3)气体密封试验

封闭试验样机的进出口,开启四分之一阀球,给试验样机腔体内充满空气,并逐渐加压到0.6MPa,关闭球体,释放试验样机出口侧压力,阀前压力稳定在0.6MPa。稳压5min。从试验样机出口侧检查阀门的泄漏情况。

1.5 实验结果

PN5.0,DN50金属密封耐磨球阀试验样机的试验结果见表5.3。试验结果表明金属密封耐磨球阀具有优异的密封性能,达到API598标准规定的阀门Ⅵ级密封能力。

金属密封耐磨球阀的试验研究

表5.3试验结果

2 模拟工况试验

2.1 模拟应用工况

模拟应用工况为煤化工耐磨工况。煤化工工况介质主要含有煤粉等硬度较大并且容易自聚的介质。工况环境伴随高温高压,在阀门动作频率较快的状态下,对密封面带来极度磨损,造成阀门泄露。此外高压差和装置内部化学反应带来的温度变化,带颗粒的介质对阀门的冲刷十分严重,所以对阀门有严苛的密封要求来防止阀门泄露,从而保证装置稳定运行。

本课题所做模拟应用工况试验,按照实际煤化工使用工况进行模拟实验,将得到较为准确的实验数据。工况介质使用煤粉、水和氮气三相流介质,管道采用20#材质DN50的管道,对阀门前后设定0.6MPa的压差,工况环境温度始终保持在300℃以上。

具体工况条件整理如下:

(1)用途:煤化工耐磨工况

(2)管道尺寸:DN50

(3)管道材质:20#

(4)介质名称:煤粉、水、氮气

(5)关闭压差:0.6MPa阀前压力1.2MPa阀后压力0.6MPa

(6)介质温度:300℃

2.2 试验样机

对本课题设计的方心形金属密封耐磨球阀模型进行样机制作,装配图和实物图如图5.1,5.2所示。

2.3 试验装置

图5.4为模拟工况装置,由温控仪、加热炉、空压机、电热耦、泄压阀组成。首先由温控仪设置温度已达到工况要求,由加热炉使温度迅速达到设置温度。再由空压机调整工况压力。加热炉出口管道连接测试阀门样机,通入工况介质,阀门两端由电热耦测量阀前、阀后温度。最后管道连接泄压阀,使装置能够稳定泄压,达到真正工况模拟要求。

金属密封耐磨球阀的试验研究

图 5.4 模拟工况实验装置

2.4 试验介质

由煤粉、水和氮气组成的气、液、固三相流磨蚀介质,介质压差 0.6MPa,介质温度 300℃。

2.5 试验内容

在含有固体颗粒的多相流介质作用下,检验样机阀球和阀座密封面的密封性能,阀杆填料的密封性能,试验样机的操作灵活性,还有阀门在管道系统上的抗振性能以及阀门的使用寿命。

2.6 试验方法

把本课题设计的试验样机安装在试验装置管道上,按试验装置工艺要求每分钟启闭一次试验样机。每次操作试验样机时检查阀门操作的灵活性,并目视检查阀杆填料处是否泄漏、阀体外壁是否有穿孔;在试验样机关闭期间通过观察阀前压力和温度的稳定性来检查试验样机阀球和阀座密封性能;观察样机有无共振情况,是否振动产生噪声,有无机械振动。

2.7 试验结果

PN5.0,DN50 试验样机在运行期间,阀杆填料结构无明显泄漏,阀体外壁无穿孔,阀球和阀座密封面的密封性能良好,阀门操作灵活无卡阻;该阀门的使用寿命都达到3个月以上,使用性能良好;通过观察样机无共振情况,没有振动产生的噪声,并且没有感受到机械振动;试验后对其进行解体检查,阀球、阀座无明显划痕。喷涂层无剥落,也无明显凹坑,仍可继续使用。

本章小结

(1)对本课题设计的方心金属密封耐磨球阀进行壳体试验、液体密封试验和气体密封试验。试验结果表明该阀门满足设计标准无泄漏,达到Ⅵ级密封,密封性能良好;

(2)工况试验结果表明,在模拟煤化工耐磨工况下,试验样机动作灵活、无卡阻。阀球和阀座密封性能以及阀杆柔性石墨填料密封性能优异。样机无共振情况,没有振动产生的噪声,并且没有感受到机械振动,验证了阀门结构的合理性。

(3)对试验样机进行解体分析,观察阀球、阀座关键部位使用情况。结果表明其喷涂层在耐磨工况下无脱落,具有良好的耐冲蚀磨损能力。

我要发布稿件>> (平台联合众多媒体为您助力)

(来源:中国泵阀第一网)

本文标签: 耐磨球阀 球阀 
投稿箱:
如果您有泵阀行业、配件行业、泵阀技术、采购选型、产品检测维修等文稿需要发布,或资讯合作,欢迎与本站编辑部 点击这里给我发消息 联系, 邮箱:Service@pv001.com。
版权与免责声明:
1、凡注明来源为“中国泵阀制造网”的文稿,其版权属于中国泵阀制造网所有。任何网站、媒体及个人以任何方式转载时请务必注明出处中国泵阀制造网 http://www.pv001.com,违者本网将追究其相关法律责任!
2、本网引用或转载其他来源稿件,目的在于传递更多信息,并不代表赞同其观点或证实其内容的真实性,不承担该作品侵权行为的直接或简接责任。任何其他网站、媒体或个人从本网转载时,必须保留本网注明的作品来源,并自负版权等法律责任。
3、如涉及作品内容、版权等问题,请在作品发表之日起一周内与本网联系,否则视为放弃相关权利。