影响阀门寿命的因素
来源: | 作者:RETEC | 发布时间: 2024-12-19 | 468 次浏览 | 分享到:

(一)介质

不同介质对阀门的影响各异。含有悬浮颗粒的介质具有研磨性,可能导致阀门密封过早失效,例如含有颗粒杂质的介质环境中,矿用电动截止阀的阀瓣和阀座密封性能可能会降低,出现泄漏现象。只推荐用于液体或气体的开启和关闭控制,应避免研磨介质。

在化工行业中,常存在一些具有强腐蚀性的介质,如盐酸、硫酸等。若阀门材质选用不当,如采用普通碳钢材质的阀门来输送浓硫酸,碳钢会迅速与浓硫酸发生化学反应,导致阀门本体被腐蚀,壁厚减薄,强度下降,严重时甚至会出现穿孔泄漏,大大缩短阀门的使用寿命。

又如,在一些矿业生产中,矿浆等含有大量悬浮颗粒的介质,在阀门开启和关闭过程中,这些颗粒会不断冲刷阀门的密封面和阀体内壁。像常见的闸阀在处理矿浆时,颗粒可能嵌入密封面,破坏密封的完整性,使阀门无法有效截断流体,导致泄漏,经过一段时间的频繁使用后,密封面磨损严重,阀门不得不进行维修或更换,其正常使用寿命显著降低。


(二)材料

阀门的正确材料需与流经的液体或气体类型相匹配。常用的材料包括不锈钢、聚氯乙烯、黄铜和青铜等。阀体密封件的材料须与额定温度和压力以及流经阀门的气体或液体的化学成分相适应,合适的材料能延长阀门寿命。

以不锈钢阀门为例,在食品饮料行业中,由于对卫生要求极高,需要阀门材料具备良好的耐腐蚀性和生物相容性,316 不锈钢阀门因其优秀的抗腐蚀性能和低金属离子析出特性,能够很好地适应这类工况,在正常的操作条件下,可以使用较长时间,一般可达数年甚至十几年。

然而,如果将这种 316 不锈钢阀门错误地应用于高温高压且含有高浓度氯离子的海洋石油开采平台环境中,氯离子会破坏不锈钢表面的钝化膜,引发点蚀和缝隙腐蚀,导致阀门结构受损,密封性能下降,可能在短短数月内就出现严重泄漏问题,无法正常工作,与适配工况下的使用寿命相比大幅缩短。

例如不锈钢被广泛应用于阀门制造中,其耐腐蚀性、强度和耐高温性能突出;铸铁价格相对便宜,但强度和耐腐蚀性能稍逊;黄铜硬度适中、耐腐蚀性能好;塑料材料阀门具有良好的耐腐蚀性和抗化学腐蚀性能,重量轻、价格低廉。


(三)额定温度和压力

温度和压力会影响阀门材料的选择,对阀门寿命有重大影响。在确定适用性时,要同时考虑阀门介质的压力和温度,一般随着介质压力的增加,介质温度必然降低,

在火力发电站的蒸汽输送系统中,高温高压的蒸汽(温度可达 500℃以上,压力可达 10MPa 以上)需要特制的高温高压阀门来控制。若选用了额定温度和压力低于实际工况要求的阀门,在高温高压蒸汽的长期作用下,阀门的密封材料可能会迅速老化、变形,阀座与阀芯之间的配合精度被破坏,导致蒸汽泄漏,

同时阀门的阀体也可能因承受不住过高的压力而发生变形甚至破裂,这种情况下阀门可能在短时间内就会失效,无法满足正常的使用周期。

相反,若在一般的常温常压水系统中使用了过高额定温度和压力的阀门,虽然阀门能够正常工作,但从成本效益角度来看,这是一种资源浪费,因为高价的高温高压阀门在这种简单工况下并没有发挥其特殊性能优势,而且可能由于其结构相对复杂,在长期的低负荷运行下,一些部件如密封件等反而可能因缺乏适当的运动而出现粘连、老化等问题,影响阀门的整体使用寿命。


(四)驱动器

不同的驱动方式适用于不同的场景。手动驱动通过转动阀门上的杠杆或手柄来控制,由于须由操作人员驱动,因此不适合高循环应用或位于难以触及位置的阀门。

在自动化流水生产线上,如汽车制造中的涂装生产线,一些阀门需要频繁地开启和关闭来控制涂料的流量和流向。如果采用普通的手动阀门,操作人员难以精确地控制每次的操作力度和行程,容易造成阀门过度开启或关闭时的冲击,长期累积下来,会使阀门的阀芯与阀座之间产生磨损,连接部件松动,密封性能逐渐下降。

例如,一个原本设计寿命为 5 年的手动阀门,在这种高频率且操作不规范的涂装生产线环境中,可能仅使用 1 - 2 年就需要进行大修或更换。

而如果采用电动或气动执行机构驱动的阀门,并配合精确的控制系统,能够实现阀门的平稳开启和关闭,减少冲击和磨损,在相同的操作频率下,其使用寿命可显著延长,可能达到 4 - 5 年甚至更久。


(五)维护

阀门密封易失效,通过更换软密封等维护措施可延长阀门寿命。对于执行机构阀门,阀门密封几乎总是先失效,通常会发生阀杆密封泄漏或阀座下游泄漏,可通过更换软密封来修复,且更换成本只是组件总成本的一小部分。

同时,做好阀门的日常维护保养至关重要,如定期检查工作状态、选择和使用合适的润滑剂、定期进行拆卸和检修、合理控制工作温度和压力、建立完善的维护记录等。

此外,对阀门定期注脂是降低阀门密封面磨损、提高阀门使用寿命的关键措施,阀门使用的密封脂型号、注脂周期、注脂量要按照厂家提供的使用说明书进行。




阀门的使用寿命受到介质特性、材料质量与适配性、额定温度与压力、操作频率与方式以及维护保养水平等多方面因素的综合影响。在实际应用中,只有充分考虑这些因素,合理选型、正确操作并加强维护,才能最大限度地延长阀门的使用寿命,保障系统的安全、稳定和高效运行。