阀门的常见故障和维护方法

故障类型和防止方法

一、故障和原因及防止方法之一

在阀门启闭过程中，有时感到有卡阻不灵活，启闭很费力，有时用正常的启闭力不能启闭，甚至启

闭一段距离后就无法继续启闭。

造成这种故障的原因有好些，如阀杆与其它零件卡阻如填料压盖歪斜后碰到阀杆，第二是填料安装

不正确或压得过紧，其次是阀杆与其它零件擦咬或咬死，再有是应加润滑剂的地方未加润滑剂等。要防

止这种故障，首先要避免卡阻，适当放松填料，正确安装填料，在应加润滑剂的地方加以相适应的润滑

剂。

二、故障和原因及防止方法之二

有时密封面发生咬擦伤，阀杆光柱部分发生咬擦伤，阀杆螺纹部分发生咬擦伤等。

要说明这几个故障的造成原因，首先要了解擦伤产生的原因：

粘结磨损产生磨粒，此磨粒硬度强度都较两基体金属高，被压入软面而划伤硬面，同时，硬磨粒在

软面内也被硬面凸峰推挤而有移动并犁伤软面。在摩擦面分开后，磨粒可能排出，但也可能仍存在于软

面上，再次摩擦时又将划伤硬面并在软面上犁出更深更长的深沟，直至硬粒前方的软面抵抗不住硬粒的

移动力而被剪切，软面上形成了条状沟槽，硬面上形成了划伤良迹。

如果载荷苛刻而接点少，则接点面积大大增大，因而生成的磨屑也增大，如不能及时排除，就压入

表面形成结节，形成接点的剪切面积增大，磨屑更大，最终就形成了摩擦瘤。从小结节到形成摩擦瘤的

过程是连锁的逐渐增长的，当原有的移动力不能剪断磨擦瘤，而力又不能继续增大时，摩擦副就被咬住

了，不能再继续滑移。可见引起咬擦的摩擦瘤内一定包含有一个或一个以上的硬微粒或剪切下的磨粒。

所以说擦伤是因为有硬粒进入或本身磨粒磨损而犁出沟槽，因此擦伤在某种程度上是磨损的一种形式。

其次是阀杆可能与填料压套、填料垫相碰擦，再有是介质中如含有硼，则它泄出后会结晶成硬粒，

拉伤阀杆表面，再有是应加润滑剂的部位未加润滑剂等。

防止这种故障的措施是：

擦伤是由于硬粒进入或本身磨粒磨损而犁出沟槽，因此要尽量使磨屑减小，使之成为粉末状微粒，

且及时而充分的排除出摩擦面，这就要求摩擦副具有较高的光洁度和吻合良好，使接点增多，接点实际

接触面积减小，这样剪切力减小，剪切下的磨屑也就减小。为此在载荷不变的情况下就要加大摩擦面积

或提高光洁度，并尽可能加以足够的润滑，以进一步减少摩擦力和有利于磨粒的排除，同时在较宽的摩

擦面上应加开排屑沟槽，使磨粒排入沟槽并随润滑油排出摩擦面。

为了使密封面不致擦伤，必须使密封面在自磨削状态下工作，使磨粒磨损减轻并使表面倾于进一步

细化，这样就能保持和延长密封面的寿命，其条件如上所述，具体措施是：

（1）严格的阀门内腔清洁度；

（2）适当提高密封面光洁度；

（3）增大接触面；

（4）提高吻合度；

（5）无硬质微粒进入摩擦面；

（6）磨粒得到及时而完全的排除；

（7）两个面应有硬度差；

（8）加以一定润滑，以减少摩擦力，避免金属直接接触；

（9）比压小；

（10）在软面上开容屑槽或断屑槽；

（11）采用塑性流动压力δy 大的材料；

（12）采用不易发生冷作硬化的材料。

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其次消除阀杆与其它的零件相碰擦，第三是正确安装填料或适当压紧填料，防止介质泄出，再有

是应该加润滑的部位加上相应的润滑剂。

三、故障和原因及防止方法之三

阀门另一种常见的故障是密封面泄漏，填料泄漏和阀体阀盖连接处泄漏。

造成这种故障的原因，首先要从密封的机理讲起：

（1）试验气体的压力

气体与液体的区别，在于分子间的距离及分子间作用力的不同。气体压力的产生是由于分子

对四壁的碰撞，压强的大小取决于分子运动的速度与单位容积内分子数的多少两个条件。分子运动

的速度愈大，压强愈大；单位容积内的分子数愈多，压强亦愈大。气体密度不大时，分子本身的体

积及分子间的引力均可略而不计，将其当作理想气体。氮气在常见状态下即可作为理想气体。

试验时，试验气体的温度与环境温度相同，遵循理想气体的波意耳—马略特定律，体积同压

强之乘积为一恒量，即：

P·V=C

式中，V—一定温度下气体的体积

低压气密封试验可代替高压水密封试验的分析

液体的分子密度比气体大得多，平时分子处于平衡位置。当其受压缩时，分子间距减小，斥力增大。

在单位面积上的液体分子数多，气体分子数少。根据前面分析，气体分子之撞击力大于液体分子之斥力，

故低压气密封试验可代替高压水密封试验。

单位面积上的分子撞击数，因压强的不同而变化。压强愈大，撞击数愈多。

1cm2

一个气体分子的撞击力f=----·Pgn

式中，n-1cm2 面积上撞击的分子数

Pg—气体压强

液体的分子密度远大于气体。设n＇为液体在1cm2 面积上的分子撞击数，则其分子撞击力

fˊ=(1cm2/n＇)Pg<f，故气体难以密封。

即fˊ=f。故低压气密封试验能代替高压水密封试验的机理亦可由此得到解释。

对于高压与低压气体，如符合上述条件，也将具有上述性质。

此外，水分子的正负电荷中心不相重合。由于异者相吸，同者相斥，两个电偶极子的指向趋于一致，

异者电荷的吸力将超过同者电荷的斥力，使两个分子间具有净吸引力，不易从边缘逸出，亦有助于密封。

（2）流体压力产生的特点

1．气体压力产生的特点

根据分子运动论可知，气体压强的大小与两个条件有关：

（1）分子撞击速度越大，压强越大。

（2）单位时间内撞击到器壁表面上的分子数目越多，压强就越大。

而根据玻意耳-马略特定律可知PV=C。例如，在0℃条件下，氮气在1 个大气压时的分子撞击力和

在100 大气压时是基本上一样的；在一定温度下的分子撞击力相等，而不管气体的种类相同与否。因此，

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在一定温度下气体的压强大小只和单位容积内的分子数n 有关，这可以从表12-1 看出：

2．液体压力产生的特点

根据分子运动论又可知，在分子间有着作用力。液体受压时，分子间距减少，分子间产生斥力，就

表现为压力，即压力的表现形式为要求膨胀的能。

液体的压力产生还有一个液柱高度产生的位置能，位置能在存在液柱高度的同时是始终存在的，不能消除。

流体泄漏的原因

1.气体泄漏的原因

当容器内氮气压力为100Kgf/cm2(9.8MPa),容器外部为大气压力0.098 MPa 时,容器中气体分子会逸

入低压侧大气,这就牵涉到容器泄漏缝隙的单位长度上同时逸出多少气体分子,假设单位长度上同时有紧

密排成一字队形的分子逸出,但外界的分子在单位长度上,撞向泄漏缝隙的分子比容器里向外逸出的分子

少,在外界撞向容器泄漏缝隙的分子的间隙里仍会有容器内分子泄漏至外界

2.液体泄漏的原因

而液体的泄漏系由于分子间的斥力使密封面内边缘处的分子楔入并穿过密封面所引起；或密封面之

间存在大于分子直径的，从内沿通到外沿的间隙，从而使分子在斥力作用下挤出密封面所引起。可用图

12-1、图12-2 来说明，图12-1 是斥力挤出图，图12-2 乃说明斥力挤出的磁体实验图。因为容器内具有

压力，故a 的距离必小于10-8cm，分子力求舒展到a=10-8cm,由于a 分子根据容器直径和容积，数量极多，

故L 尺寸必小于10-8cm，即表现为斥力，b 分子也表现为斥力，于是分子A 挤出密封面，接着B、C、D、

E、F……不断挤出，甚至容器中分子都伸展到10-8cm，于是形成了泄漏。