供水管網(wǎng)中閥門問題的研討
摘要 針對供水管網(wǎng)中閥門問題,通過調(diào)研與實地考察,對一些具體問題進行了研討,提出了相關性建議。
關鍵詞 閥門 管網(wǎng)閥
1閥門在供水管網(wǎng)中的功能
供水的管網(wǎng)將把水廠送出的自來水輸配至千家萬戶,因此供水管網(wǎng)分布于城市的每個角落,供水管網(wǎng)的管道長度少至數(shù)百公里,多至數(shù)千公里。
水的不可替代性和人們生存的必需性,決定了供水管網(wǎng)安全運行的重要性。但是由于主客觀多方面的原因,管道往往要出現(xiàn)一些故障,管網(wǎng)總是要不斷更新改造,用水戶經(jīng)常要有增減因此局部管段的停水現(xiàn)象就是難以避免。為了縮小停水范圍,在管網(wǎng)內(nèi)適當?shù)匕惭b控制閥門乃是十分必要。因此在一座城市的供水管網(wǎng)中,閥門數(shù)量成千上萬,且無規(guī)則地分布于城市街道的下面。
閥門是一種“養(yǎng)兵千日,用于一時”的控制設備,平時要求閥門開啟要到位,減少管段的水損失。一旦需要,閥門應能關閉迅速,切流可靠。
閥門的完好率,關系到閥門的選型、閥門的制造、管路的設計、閥門的組裝、閥門的啟閉作業(yè)及閥門的管理,當然主要的原因還是閥門的質(zhì)量。
2問題研討
通過20家自來水公司管網(wǎng)閥門使用情況的調(diào)研,通過對十家閥門制造廠的考察,體會到閥門在供水管網(wǎng)中作用大、數(shù)量多、分布廣,問題不少。供水管網(wǎng)中的閥門操作并不頻繁,待命,一旦召喚,難以奏效。因此,在閥門選型、閥門制造、閥門檢驗、閥門組裝、閥門管理上均有許多內(nèi)容值得商討。
2.1 閥門的選型
(1)閘閥與蝶閥
在供水管網(wǎng)中為了降低管道覆土深度,一般口徑較大管道選配蝶閥,對覆土深度影響不大的,力求選配閘閥,致于口徑的分界線應各地按具體情況考慮。從近十年使用情況而言,蝶閥出現(xiàn)的故障比閘閥高,因此在條件許可的情況下,擴大閘閥的使用范圍是值得關注的。(2)閘閥
近年來,國內(nèi)不少閥門制造廠家,研制、仿制軟密封閘閥,這種閘閥比傳統(tǒng)的楔式或平行雙閘板式閘閥有如下特點:
a.軟密封閘閥的閥體、閥蓋采用精密鑄造法鑄造,一次成型,基本不機械加工,不使用密封銅環(huán),節(jié)約有色金屬。
b.軟密封閘閥底部無凹坑,不積存渣物,閘閥啟閉的故障率低。
c.軟密封襯膠閥板尺寸統(tǒng)一,互換性強。
因此軟密封閘閥將是供水行業(yè)樂意采用的一種形式。目前國內(nèi)制造的軟密封閘閥口徑達1500mm,但多數(shù)廠家制造的口徑在80-300mm間,國內(nèi)制造工藝上尚有諸多問題,從此次考察的情況而言,上海某閥門制造公司的閥體是委托國內(nèi)鑄造廠用樹脂砂造型翻鑄的,軟密封閥板是從國外某公司進口的。該公司認為軟密封閘閥的關鍵部件是襯膠閥板,而襯膠閥板的技術要求較高,國外也不是所有廠家都能達到的,往往是從質(zhì)量可靠的廠方購進組裝。
國內(nèi)軟密封閘閥的銅螺母塊是嵌掛在襯膠閥板上方的,類似閘閥的結構,由于螺母塊的活動摩擦容易使閥板的襯膠剝離。國外某公司的軟密封閘閥,銅螺母塊是鑲嵌在襯膠閘板內(nèi),形成整體,克服了上述缺點,但閥蓋與閥體組合的同心度要求較高。
啟閉軟密封閘閥時,千萬不應關閉過死,只要達到止水效果即可,否則不易開啟或襯膠剝離。山東某閥門制造公司,在閥門試壓檢驗時,使用扭力板手來控制關閉的程度,作為自來水公司的閥門操作人員也應較仿此種啟閉方法。
(3)蝶閥
當前蝶閥選型中關注的幾個問題:
a.中線蝶閥
中線蝶閥在我國小口徑蝶閥中使用量很大,效果也比較好。在制造方式上有兩大差別:一種閥體襯膠層后有支承架(以塘沽產(chǎn)品為代表);一種閥體襯膠層后沒有支承架(以鄭州產(chǎn)品為代表)。前者襯膠量較少,后者過流面積較大。有人懷疑后者閥門使用壽命較短,但據(jù)調(diào)查并非如此。
b.立式與臥式蝶閥的比較
在中、大型蝶閥中,閥軸存在立式與臥式的區(qū)別,通常立式蝶閥的覆土較深,水中雜物容易纏繞軸端,影響啟閉;臥式蝶閥的變速傳動箱在側(cè)旁,閥井在道路上占的平面位置較寬,影響安排其它管線。因此在中型中徑蝶閥用立式為多,大口徑蝶閥在平面位置許可的條件下力求臥式。無論立式或臥式,閥門啟閉指標均應采取措施,以便從地面上觀察到。
c.偏心蝶閥
中線蝶閥的關閉密封,實質(zhì)上一種橡膠襯層的擠壓密封,特別是閥軸附近受擠較大,這樣閥門的使用壽命受到影響,閥門的啟閉力矩偏大。為了減輕這方面的缺點,設計出一維、二維及三維偏心的蝶閥,其中研制的三維偏心蝶閥,理論的密封狀態(tài)是一種接觸密封狀態(tài),不少廠家進行了這方面的研制,其中天津某廠的產(chǎn)品采用電腦控制的機床加工的,產(chǎn)品接近這方面的技術要求。
偏心蝶閥在承載水壓上是有方向性的,特別是三維偏蝶閥反向承壓能力較弱。由于管網(wǎng)是環(huán)狀的,要求閥門兩向承受壓力的要求是相同的,因此訂貨時應強調(diào)此項要求。
d.軟密封與金屬密封
供水行業(yè)使用的蝶閥多數(shù)是軟密封蝶閥,這種密封方式在使用中出現(xiàn)了以下問題:
①橡膠質(zhì)量不佳,容易老化、受壓變形、擠壓開裂;
②閥門在制造過程中,難以保證蝶板在閥體腔中的同心度,往往以過度擠壓的方式解決密封問題,從而影響了閥門的使用壽命;
③立式蝶閥閥軸與軸套的加工精度及止推方式失調(diào),導致蝶板晃動與下垂,形成了滲漏;
④蝶閥在安裝施工過程中膠圈受損,影響了密封性。
一些廠家針對上述問題進行了以下的改進:
①膠圈定點外協(xié)生產(chǎn),加強質(zhì)量把關,通常用于供水行業(yè)的閥門,選用三元乙丙橡膠和丁睛橡膠而天然橡膠用的不多,嚴禁摻和再生膠;②湖北某廠對蝶板上的密封膠圈的整塊壓板改成短塊燕尾拼裝連接,以調(diào)節(jié)各部位壓板的擠壓程度來平衡蝶閥使用壽命,但這種調(diào)節(jié)技巧也是很難掌握的;
③天津及上海個別廠推出的DB蝶閥及法蘭蝶閥,它們的密封膠圈鑲嵌在燕尾槽內(nèi),有一定的活動余量,可以自行調(diào)節(jié)蝶閥關閉時膠圈的擠壓狀況;
④河南某公司推出一種“氟塑料”密封圈替代橡膠密封圈,提高密封圈的耐磨性及抗老化性;
⑤不少廠家推出金屬密封蝶閥替代膠圈密封蝶閥。
金屬密封蝶閥由于密封件的彈性較小,一般采用偏心結構,特別是用三維偏心結構較為理想。金屬密封蝶閥原用于高壓蒸汽管路上,價格較貴,它在運行中密封面不易損傷,但它的制造精度要求較高,一旦滲漏難以修復。
(4)球閥與旋塞閥
蝶閥的主要缺點是蝶板占據(jù)一定的過水斷面,增大一定的水頭損失;閘閥雖無此問題,但大口徑立式閘閥的高度影響管道的覆土深度,大口徑臥式閘閥的長度,增大管線占據(jù)橫向面積,影響其它管線的安排;球閥及旋塞閥則保持了閘閥的過水斷面,又克服了它的缺點。球閥具有結構簡單、流阻小、密封可靠、動作靈活,維修及操作方便等優(yōu)點。旋塞閥亦具有類似優(yōu)點,唯過水面積不是正園形。
球閥及旋塞閥均比蝶閥重,鑄造及加工難度大,價格較貴,一般適用于中小口徑管道上。近十年由于鑄造技術的改進,采用消失模法或樹脂砂法鑄造,可避免或減少機械加工,從而降低了成本,因此球閥用于大口徑管道上的可行性值得探索。
近年湖北某廠仿照美國產(chǎn)品,研制出扇形偏心旋塞閥,扇形閥板上襯有橡膠,密封性好,啟閉力矩小,過流面積大,并通過了機械部閥門檢測中心作過閥門啟閉耐久性檢驗及流阻檢測,從而*國內(nèi)此類閥型的空白。目前的扇形偏心旋塞閥底部有一凹槽,容易積渣,容易引起啟閉故障,應以改進。
2.2 閥門的材質(zhì)
(1)供水管網(wǎng)中的閥門,過去閥體、閥蓋、變速傳動箱材質(zhì)多數(shù)是灰口鑄鐵,部分為球墨鑄鐵。鑒于管材、管件均推廣使用球墨鑄鐵,閥門的材質(zhì)亦應如此。從而提高鑄件的質(zhì)量,且降低閥門的重量,特別是閥板首先應使用球鐵件(QT405-10)。
應該指出,由于閥體各部位厚薄不一,鑄件球化的難度是較大的,應有相應的措施,確保鑄件質(zhì)量。目前閥體鑄造上尚存在一些問題,譬如球墨鑄鐵的理化指標除個別廠家外,多數(shù)控制不嚴,并且用型砂翻鑄,大量以機械加工成型。建議各廠家建立嚴格的質(zhì)量控制體系,對于數(shù)量較大的中小口徑閥門采用消失模法造型,大口徑閥門采用樹脂砂造型,并且要求鑄件應有有效消除內(nèi)應力的措施,推廣拋丸清砂措施。鑄件的缺陷,不允許用焊補方式消除,否則應采取措施消除焊補形成的內(nèi)應力,進行更嚴格的檢驗,并向用戶說明情況。
在考察中亦了解到不少閥門制造廠家鑄造件采用外協(xié)方式解決的,以優(yōu)勢互補的方式,購置外協(xié)部件組裝亦是一種經(jīng)營方式,關鍵是對外協(xié)件的質(zhì)量控制要嚴格。當然對于購置低質(zhì)的部件,略加裝飾,扣上自身的廠牌,高價出售的作法是應制止的。
(2)閥桿 建議一律采用2CR13不銹鋼材。
(3)閥桿螺母 建議采用鑄鋁黃銅或鑄鋁青銅,且螺母的硬度及強度大于閥桿。
2.3 閥門的啟閉力矩
為了人工或機具啟閉的輕便,閥門在工作壓力下的啟閉力矩≤240N•m,也就是一個人操作即可。
希望閥門制造廠家首先優(yōu)化閥門結構的設計,提高部件組合的同心度、活動部件接觸面的光潔度,減少啟閉阻力。倘若僅僅靠變速傳動箱的變速比,增加啟閉轉(zhuǎn)數(shù)的方式來減少啟閉力矩是不理想的。為了這一目的,機械加工手段的更新是不容忽視的,如天津某閥門廠為了提高機械加工的質(zhì)量,大量配備電腦程控的機床及加工中心,是值得贊許的。
2.4 閥桿的密封填料
閥門的滴漏往往出現(xiàn)在閥桿的密封填料上,特別是大口徑閥門因填料的維護而停水,代價是昂貴的。因此對于提高密封填料的耐久性是十分必要,一方面用料恰當,不易老化,二方面要求填料磨損很小,加之管網(wǎng)中閥門啟閉次數(shù)有限,應力求數(shù)十年不更換為好。在考察中上海某公司對于DN100-2600mm的各類閥門的閥軸盤根填料均采用三道細膠圈及一個膠質(zhì)防護罩,只要閥體、閥蓋組裝的同心度有保證,膠圈接觸面的光潔度好,據(jù)該公司介紹可保證十年啟閉不滴漏,這種閥軸密封方式比起人字形膠圈、彈性石墨填料等簡單,并使啟閉力矩減少等優(yōu)點,值得借鑒。
2.5 閥門的變速傳動箱
大口徑閥門由于啟閉力矩的關系,配備了變速傳動箱。對于這樣的部件希望制造中注意以下幾點:
(1)箱體上有啟閉限位的裝置,這種裝置的調(diào)節(jié)螺帽應設在箱體內(nèi)。
(2)箱體結構盡量小巧并牢固,若啟閉操作過度,不致于箱體破裂。
(3)傳動結構設計合理,啟閉時只能帶動閥軸旋轉(zhuǎn),不使其上下竄動;傳動部件咬合正常,不產(chǎn)生帶負荷啟閉時分離打滑。
(4)變速傳動箱在地下水位較高的地區(qū)往往容易被水浸泡,所以箱體 應有密封措施。有些閥門制造廠家把閥軸填料處的外殼與變速傳動箱連成整體,一旦填料處漏水,就很容易串入箱體內(nèi),這一點是值得改進的。
2.6 閥門的操作機構
供水管網(wǎng)中的管道通常暗埋,閥門設井保護,明桿閥門是不適用的,閥門的啟閉力求從地面作業(yè),因此閥門啟閉端應設方榫帽,而手輪是不適宜的。啟閉方向一律要求順時針旋轉(zhuǎn)關閥,訂貨時應以明確。閥門的啟閉度應有標示盤,這種標示盤應從地上觀察到,標示盤的刻度應鑄造在鑄件上,可刷上熒光粉,以便醒目。不應使用鋁皮等材料,指針與啟閉限位的刻度應安裝前調(diào)試好,并鎖定。
近來有些廠家對中小口徑閘閥,也設計了相應啟閉標示盤,這值得贊許的事。
2.7 閥門的性能與測試
評價閥門的性能與性能檢測時,要關注以下幾點:
(1)閥門在工作水壓下啟閉靈活、輕便,在工作水壓下用扭矩搬手檢測開啟力矩。
(2)閥門關閉嚴密,在11倍工作水壓下,不滲漏或滴漏符合標準要求(金屬密封的蝶閥),這要求閥門的兩側(cè)輪流承壓、分別檢測,且多次啟閉達到同樣效果。要求各種口徑、不同類型的閥門,均應在制造廠家及有檢測資格的單位,進行帶負荷啟閉的壽命檢測。這種檢測也包括對閥軸密封效果的評價。
(3)閥門過流能力要強。特別是蝶閥,蝶板的過流阻力要小、過流有效面積要大。這要求各種口徑、不同類型的閥門也應在有檢測資格的單位,進行流阻系數(shù)的測定。
(4)閥體承內(nèi)水壓的能力應與管道一致,也就是閥門開啟狀態(tài)下,閥門能承受管道試驗壓力的要求。
(5)在考察的廠家中,個別閥門廠可進行DN≤600mm閥門的壽命、流阻、扭矩等的測試,不少的閥門廠不具備這樣的手段。
訂貨須知:
一、①減壓閥產(chǎn)品名稱與型號②口徑③是否帶附件以便我們的為您正確選型④使用壓力⑤使用介質(zhì)的溫度。
二、若已經(jīng)由設計單位選定公司的截止閥型號,請球閥型號直接向我司銷售部訂購。
三、當使用的場合非常重要或環(huán)境比較復雜時,請您盡量提供設計圖紙和詳細參數(shù),由我們的閥門公司專家為您審核把關。如有疑問:請:,,,,:,.
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我們一定會盡心盡力為您提供的服務。返回申弘閥門
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