气动单座阀泄漏超标是工业应用中常见问题,按泄漏位置可分为内漏(阀芯与阀座间隙泄漏) 和外漏(阀体外部接口或密封处泄漏) ,两类泄漏的具体原因差异显著,需结合结构特点和工况环境分析,具体如下:
一、内漏:阀门关闭后介质从阀芯 - 阀座间隙流过(核心影响工艺控制精度)
内漏的本质是阀芯与阀座的密封副无法完全贴合,具体原因可分为 “密封副本身问题”“外部杂质干扰”“工况适配不当” 三类:
1. 密封副磨损或损伤(最核心原因)
长期冲刷磨损:
介质(尤其是含颗粒、高压差的流体,如蒸汽、浆液)长期高速流过阀芯与阀座间隙时,会对密封面造成 “气蚀” 或 “磨粒磨损”。例如:
高压差工况下(如 PN40 以上系统),介质流速可达 30m/s 以上,会在密封面形成局部负压,导致金属表面剥落(气蚀);
介质含固体颗粒(如污水、矿浆)时,颗粒会像 “砂纸” 一样反复摩擦密封面,逐渐磨出凹槽,破坏密封贴合性。
安装或维护不当导致损伤:
拆卸阀芯时操作粗暴,导致密封面磕碰变形;
研磨密封面时选用的研磨膏粒度不当(如用粗粒度膏体研磨软密封阀座),留下划痕;
阀芯与阀座材质硬度不匹配(如软密封阀座(PTFE)搭配硬度低的阀芯,长期挤压后阀座易变形)。
高温工况下的材质蠕变:
当工作温度超过阀芯 / 阀座材质的 “蠕变温度”(如碳钢>350℃、不锈钢>450℃)时,金属会发生缓慢塑性变形,导致原本贴合的密封面出现微小间隙。例如:火电系统中控制蒸汽的气动单座阀,长期在 400℃以上工况运行,阀芯密封面易因蠕变出现内漏。
2. 杂质卡滞密封副(最易被忽视的原因)
介质含杂质未过滤:
若阀门上游未安装过滤器,介质中的焊渣、铁锈、结晶物(如烧碱溶液、糖液)会随流体进入阀芯 - 阀座间隙,卡在密封面之间,形成 “支撑点”,导致阀门关闭时无法完全贴合。例如:
1、新投产的管道系统中,管道内壁的铁锈、焊渣未清理干净,首次通流时易卡滞密封副;
2、介质温度波动大时(如从 80℃降至 20℃),易析出结晶(如盐水、药液),结晶颗粒会卡在密封面。
维护时异物残留:
拆解阀门后,若未彻底清理阀腔(如残留的研磨膏碎屑、密封填料碎片),重新组装后异物会被挤压在密封面之间,破坏密封。
3. 工况参数超出密封副设计能力
压差过大导致密封副 “推开”:
气动单座阀的密封力依赖执行机构的输出力(如薄膜式执行机构的弹簧力),若实际工况压差超过阀门的 “允许关闭压差”,介质压力会克服密封力,将阀芯 “顶开”,形成间隙。例如:
某 DN50 气动单座阀的设计允许关闭压差为 0.8MPa,若实际系统压差达 1.2MPa,即使执行机构全力推动阀芯,介质压力仍会在密封面之间形成微小缝隙,导致内漏。
温度波动导致密封间隙变化:
阀芯与阀座的材质热膨胀系数不同时,温度变化会导致两者变形量差异。例如:
阀芯用 304 不锈钢(热膨胀系数 16.9×10⁻⁶/℃),阀座用铸钢(13.5×10⁻⁶/℃),当温度从 20℃升至 300℃时,阀芯膨胀量大于阀座,会导致密封面出现 “过盈量不足”,形成间隙。
二、外漏:介质从阀体外部接口或密封处渗出(核心影响安全与环保)
外漏的关键是外部密封结构失效,主要集中在 “法兰接口”“阀杆填料函”“阀体铸件缺陷” 三个位置:
1. 阀体与管道的法兰接口泄漏
密封垫片问题:
垫片老化 / 失效:橡胶垫片(如丁腈橡胶)长期在高温(>80℃)或油类介质中,会出现硬化、龟裂;石墨垫片若长期受振动,会出现 “粉化”,失去密封弹性。
垫片选型错误:用普通石棉垫片输送强腐蚀介质(如盐酸、硝酸),垫片会被腐蚀溶解;用低压垫片(如 PN10)适配高压系统(PN40),垫片会被压溃。
垫片安装不当:垫片未对齐法兰密封面(偏移导致局部未接触);垫片重复使用(已变形的垫片无法恢复密封性能)。
法兰连接与密封面问题:
螺栓拧紧不均:按 “单边顺序” 拧紧螺栓(而非对角顺序),导致法兰面受力不均,出现局部间隙;螺栓未拧到规定扭矩(过松则密封力不足,过紧则法兰变形)。
法兰密封面损伤:法兰面被硬物划伤(如工具磕碰)、腐蚀(如介质泄漏后长期侵蚀),导致密封面不平整,垫片无法完全贴合。
2. 阀杆与填料函的密封泄漏(最常见的外漏位置)
填料老化或磨损:
阀杆长期上下往复运动,会与填料产生摩擦,导致填料逐渐磨损(如 PTFE 填料出现沟槽);同时,高温、『紫外线』(露天安装)会加速填料老化(如柔性石墨填料长期在 200℃以上工况会失去弹性)。
填料安装不当:
填料填充量不足:填料函内未填满填料(存在空隙),或填料分层安装时未压实(每层之间有间隙)。
填料压盖受力不均:压盖螺栓未对角拧紧,导致压盖倾斜,填料仅局部受压,未形成均匀的密封环。
填料选型错误:用普通填料(如石棉)输送强腐蚀介质(如氯气),填料会被腐蚀;用低摩擦填料(如 PTFE)适配高频动作的阀杆(如每分钟动作 5 次以上),磨损速度会大幅加快。
阀杆本身问题:
阀杆表面出现腐蚀、划伤(如介质渗透到填料函内,腐蚀阀杆;安装时阀杆与填料函不同轴,导致局部磨损),破坏了与填料的密封贴合性。
3. 阀体铸件或焊接缺陷(出厂或安装时遗留问题)
阀体铸件缺陷:
阀体铸造过程中若存在砂眼、气孔、缩孔(尤其是阀体壁厚较薄的部位,如阀盖与阀体的连接段),介质会通过这些微小孔洞渗出。这类缺陷多在阀门长期使用后(介质长期渗透冲刷)才逐渐显现。
阀体焊接处泄漏:
部分大口径气动单座阀的阀体采用焊接结构(如法兰与阀体焊接),若焊接时存在未焊透、焊瘤、裂纹(如焊接后未做热处理消除应力),长期运行中焊缝会因应力释放或介质腐蚀出现开裂,导致外漏。
三、总结:内漏与外漏的核心原因差异
泄漏类型
核心问题位置
最主要原因
典型工况诱因
内漏
阀芯 - 阀座密封副
密封面磨损、杂质卡滞
高压差、含颗粒介质、高温蠕变
外漏
法兰接口、填料函、阀体缺陷
垫片失效、填料磨损、铸件 / 焊接缺陷
振动、温度波动、介质腐蚀、安装不当
明确泄漏类型和具体原因后,才能针对性采取解决措施(如内漏需研磨密封副或更换阀芯,外漏需更换垫片或填料),避免盲目维修导致故障扩大。