閘閥的密封改造及應(yīng)用

【摘 要】閘板與閥桿是閘閥的控制和密封部件，起著切斷和控制介質(zhì)流量的作用。本文通過對(duì)閘閥的改造，使之改造后連接處增加了密封，降低了腐蝕，并通過在污水站的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用，取得了較好的效果。

【關(guān)鍵詞】閘閥；密封；改造與應(yīng)用

0 引言

閘閥是截?cái)嚅y的一種，按閥板結(jié)構(gòu)的不同可分為楔式和平行式，按閥桿螺紋可分為明桿式和暗桿式，它主要由閥體、閥蓋、閥桿、閘板、密封填料及驅(qū)動(dòng)裝置手輪等組成。由于閘閥具有流動(dòng)阻力小、結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度短、啟閉較省力、介質(zhì)流動(dòng)方向不受限制、體型較簡(jiǎn)單易于鑄造等諸多優(yōu)點(diǎn)，所以在各大油田得到了廣泛的使用。但是，由于閘板和閥桿連接處沒有密封裝置，閘板容易在電偶腐蝕、細(xì)菌腐蝕和機(jī)械力矩的作用下引起腐蝕，發(fā)生閘板脫落現(xiàn)象，從而縮短閘閥的使用壽命。針對(duì)這一問題，必須對(duì)閘板與閥桿連接處進(jìn)行了改造，就顯得尤為重要。

1 閘板與閥桿連接裝置結(jié)構(gòu)分析

1.1 改造前的狀況

從閘閥在污水處理站的使用情況來看，由于應(yīng)用在污水處理站，處理量為5000m3/d左右，閘閥經(jīng)常出現(xiàn)閥桿脫落的問題，造成設(shè)備停運(yùn)、管線停輸或泵抽空憋壓，影響正常生產(chǎn)。更換新閥門不但增加成本支出，而且還增加工人的勞動(dòng)量。

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)分析發(fā)現(xiàn)：原來的老式閘閥閘板結(jié)構(gòu)不合理，閘板在化學(xué)腐蝕、電化學(xué)腐蝕、機(jī)械力矩以及在水力沖擊作用下，掛耳處容易被腐蝕破壞，造成閥桿接觸不牢而脫落，同時(shí)在使用過程中還存在以下幾個(gè)問題：沒有密封裝置，腐蝕速度快；閥體上部介質(zhì)流速慢，易滋生硫酸鹽還原菌（SRB），它為厭氧菌，易生于水流較慢的地方或死水區(qū)；閥板和閥桿不同材質(zhì)（閥桿是不銹鋼，閥板是鑄鋼），容易形成電偶腐蝕；常開、常關(guān)的機(jī)械力矩和水力沖擊損害。

1.2 改造后的結(jié)構(gòu)

改造后的閘閥主要是由閥體、閥蓋、閘板、閥桿、彈性卡簧、耐腐蝕橡膠管、聚氨酯泡沫塑料等組成，閘板和閥桿連接處分別加工出凹形槽，將耐腐蝕橡膠軟管用彈性卡簧分別固定在閘板和閥桿上，再在耐腐蝕軟管內(nèi)充填聚氨酯泡沫塑料，充填之前，先把閘板和閥桿拉伸到最大距離，以防止在使用過程中造成聚乙烯密封層的破壞。

改造后，閘板和閥桿連接裝置具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：密封效果好，使用周期長(zhǎng)；操作簡(jiǎn)單，投資少，效益高；減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)約成本。

2 閘板與閥桿連接裝置的改造原理

決定腐蝕的存在就其自身而言不是一個(gè)大問題，在多數(shù)情況下用眼就可以很容易觀察到腐蝕的損壞，然后，識(shí)別出腐蝕機(jī)理類型和采取適當(dāng)?shù)募m正措施較為困難，腐蝕的原理如下：

2.1 電偶腐蝕原理

大量試驗(yàn)證明：當(dāng)一種金屬（或合金）與別一種金屬（或?qū)щ姷姆墙饘伲┰谕环N電解質(zhì)中連接時(shí)，便會(huì)發(fā)生電位較正的金屬減輕腐蝕、電位較負(fù)的金屬加速腐蝕的現(xiàn)象。閘板和閥桿屬不同質(zhì)，閘板一般是碳素鑄鋼，閥桿一般是合金鋼，閘板電位較閥桿電位為負(fù)，所以閘板雙耳處易被腐蝕，從而造成閘板脫落，致使閘閥不能使用，該現(xiàn)象就是電偶腐蝕，它的形成必須具備三個(gè)條件：連接的金屬或合金具有不同的電極電位；處于同一種共有的電解液中；有一個(gè)共有的電通路。

2.2 硫酸鹽還原菌腐蝕原理

就電子轉(zhuǎn)移而言，這是因?yàn)槠涓g過程就是一個(gè)電解過程。這就是說，在陽(yáng)極和陰極部位間電子轉(zhuǎn)移導(dǎo)致了腐蝕點(diǎn)的形成。當(dāng)這種現(xiàn)象發(fā)生時(shí)，任何厭氧硫酸鹽還原菌的出現(xiàn)就減少了SO4--2，出現(xiàn)在井液中就成為了硫酸根離子，它和氫反應(yīng)就產(chǎn)生了H2S，H2S能和其它離子反應(yīng)，就產(chǎn)生了硫化鐵，它能夠不斷地附著在部件上，硫化鐵然后就形成了垢下腐蝕。

腐蝕往往不會(huì)以單一形式出現(xiàn)，它常常是多種形式同時(shí)出現(xiàn)，硫酸鹽還原菌不但存活在土壤中，還存活在油田污水中。油田污水含有大量的硫酸鹽還原菌（SRB），硫酸鹽和其他腐蝕產(chǎn)生的原子態(tài)氫，硫酸鹽還原菌要繁殖，在它們代謝過程中需要?dú)浠蚰承┻€原物質(zhì)，將硫酸鹽還原成硫化物，利用反應(yīng)的能量而繁殖。其反應(yīng)方程如下：SO42- +8H-→S2-+4H2O

硫酸鹽還原菌對(duì)鐵的腐蝕機(jī)理是去極化，腐蝕產(chǎn)物覆蓋在管壁或閥壁，與沒有被覆蓋的鐵構(gòu)成一個(gè)腐蝕電池，加速金屬的腐蝕。另外，這些覆蓋也為硫酸鹽還原菌的生成創(chuàng)造了良好的厭氧環(huán)境，造就了進(jìn)一步腐蝕。它形成腐蝕的條件：水流較慢的地方或死水；pH值在5-9，溫度25-30最有利；硫酸鹽還原菌繁殖中，需要?dú)浠蚰尺€原物資。

2.3 防腐原理

從以上腐蝕形成條件可以看出，只要切斷它們形成條件中的一條，就可以清除腐蝕。通過在閘板和閥桿連接處加裝具有防腐蝕的橡膠軟管，軟管內(nèi)充滿聚氨酯泡沫塑料，再用彈性卡簧卡死，隔絕和污水接觸，消除了腐蝕形成的條件。這樣剩下機(jī)械力矩?fù)p傷，就大大延長(zhǎng)了閥門的使用時(shí)間。充填物聚氨酯泡沫塑料是一種絕熱防腐高分子合成材料，用作防腐保溫，它導(dǎo)熱系數(shù)低、密度小、強(qiáng)度高、吸水性小、化學(xué)穩(wěn)定性能好。

3 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果分析

此技術(shù)在污水處理站反沖洗回收泵出口上使用，取得了較好的效果，對(duì)比情況如下：

（1）閘閥改造前：進(jìn)口閥150PG16，更換周期為150天；出口閥100PG10，更換周期為320天。

（2）閘閥改造后：進(jìn)口閥150PG16，更換周期為130天；出口閥100PG10，更換周期為240天。

綜上可以看出：使用改造后的閘閥，明顯延長(zhǎng)了更換周期，節(jié)約了材料費(fèi)用，減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了經(jīng)濟(jì)效益。

4 結(jié)論

改造后的閘閥，具有以下特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，效果好；改造成本低，使用周期長(zhǎng)；經(jīng)濟(jì)效率高。同時(shí)，從應(yīng)用后得知：該技術(shù)達(dá)到設(shè)計(jì)要求，將此技術(shù)應(yīng)用于閘閥的密封改造，會(huì)大大節(jié)約原材料，降低成本，具有很大的推廣價(jià)值。

[責(zé)任編輯：湯靜]