截止阀失效案例分析谢力民`吴凯飞(浙江省特种设备检验研究院浙江2,杭州3100)、、摘要对截止阀结构特性进行分析在一起截止阀失效事故中分析产生事故的原因与结构特性分析相对应从而在截止阀设计制造以及安装的过程中有所警示、:下列条件下使用但必须采取防止过热急冷急热振动以及误操作等安全防护措施(一)灰铸铁使用温度高于或等于一10℃:。并且低于或者等于230℃设计压力小于或者等于2刀MaP。该关键词截止阀铸铁失效1:;;阀门安装时没有和连接管道一起进行保温容易出现冷热不均概述近十年来随着石油炼化煤化工等大型成套炼化装置的迅、的情况4。受力分析t小锅炉未运行该阀门处于关闭状态可以判断阀体由于4猛发展阀门作为管道元件中十分重要且普遍的部件应用的场景十分广泛而且呈现高压力高温差介质高污染等趋势使用工况的复杂化给阀门制造的工艺提出了一个更高的要求。、、上部腔体内无蒸汽压力下部腔体及阀瓣承受来自分汽缸的蒸汽压力。阀门爆破后断口位置均在上部腔体范围内。。我们认2结构特性截止阀又称截门阀是一种强制密封结构的阀门其结构为导致阀门最先开裂失效的动因并非蒸汽直接作用的内压而是由诸多因素引起的结构性内力所致来自以下几方面:这些结构性内力主要特点主要有以下三点21阀瓣与阀座:(l)阀门关闭的预紧力闭。。h锅炉未运行该阀门作为由于4口阀瓣一般采用钢制阀瓣上堆焊耐磨金属(这种结构形式便4口h锅炉蒸汽管路进人分汽缸的进气阀门在冷态时就已经关。、于维修更换)或者采用锥形面密封(这种结构形式阀门开启关闭时受阴较刁密封性更好但是更换复杂且成本较高)22不排除为使阀门关闭紧密将阀门拧紧到过度关闭状态、。此时阀杆受力压缩其反作用力通过支架阀盖传递至阀体肩阀杆与流道腔体由于其启闭结构行程较短(启闭行程取决于阀门腔体设计部开裂处(2)蒸汽的推力200mm、;。以分汽缸压力IMP计阀瓣直径a中阀瓣从全开到全闭的位差)密封面维修更换方便被广泛的应用同时由于截止阀结构长度较长流体输送冲刷严重23此时蒸汽作用于阀瓣的推力约为3吨力该作用力也由;。。阀杆通过支架阀盖传递至阀体肩部开裂处阀门的启闭截止阀普遍关闭阻力较大介质单项密封特性截止阀的失。(3)温差应力由于阀门在冷态时已经关闭阀杆与阀体的相对位置已经固定此时较冷的阀门上部腔壁和较热的阀杆效模式也比较复杂与不可控3膨胀不能同步在阀体颈部就会受到来自阀杆膨胀伸长而产生的拉力事故案例200年16月13日瑞安市华腾服装有限公司锅炉房内分汽:(4)残余应力。阀门铸造后阀体肩部位置也可能存在一定。缸上一只柱塞截止阀(型号JU41MH一16PN16DN125柱塞截。水平的铸造残余应力止阀密封结构介于截止阀和柱塞阀之间属于圆锥面密封外从型号可以看出该阀门为灰铸铁阀门)发生爆炸事故31另结合阀体材料特性以及阀门受力情况分析可以得出阀门。阀体材料311该事故阀门阀体材质为灰铸铁是由于选材不当同时在诸多结构性内力的作用下且这些内力都直接指向阀体肩部开裂位置而该阀门承载能力只达到标JB汀530-02008《工:、业准规定的67%即使在系统不超压的情况下阀体肩部也可能。用阀门材料选用导则》中规定可用于以下两种情况a)用于公6称压力不大于PN1;、、会因强度不足而先导致开裂失效也可能使原先存在的陈旧性裂纹迅速扩展而导致失效0温度为一1PN10;~10℃的油类一般性液体介最后在蒸汽推力作用下使阀体在。质b)用于公称压力不大于312灰铸铁阀温度为223一01一20℃的蒸汽、肩部以上部分全部飞脱酿成爆炸事故5一般性气体煤气氨气等介质结语在所有通用阀门中截止阀的受力状况是最差的在美国/1门产品标准GBT一2006《通用PN阀门铁61制截止阀与升降式止回阀》适用于公称压力PN1-0尺寸回阀DN15一DN2。公称API标准体系中也缺少大口径截止阀的相关要求在标准体系。0适用温度蒸20℃的铁制截止阀或升降式止该阀门随后提交的设计图纸标明为P、N16DN125使用I中缺乏大口径截止阀的相关标准我们应该完善度极高的AP需要考虑一些更深层次的原因反观在国内截止阀被大量的/T温度蒸20℃标准在材料选用中规定依据JB530-02008《工业a用阀门材料选用导则》作为设计安装单位152MP的蒸汽管应用在各种场合然而截止阀往往在设计制造以及安装的过程中我们缺乏对使用工况的预见性工程经验的缺乏以及一些人为因素导致截止阀失效事故频频发生如何在复杂工况、路系统就不应选用该标准产品属于选型不当;31T3SGD010一0029《压力管道安全技术监察规程一工业:中选择安全可靠的结构形式是一门需要大量工程数据积累和经验分析的学问。管道》第二十五条规定灰铸铁和可锻铸铁管道组成件可以在78名}花f释2016年11月