闸阀的密封改造及应用

【摘 要】闸板与阀杆是闸阀的控制和密封部件，起着切断和控制介质流量的作用。本文通过对闸阀的改造，使之改造后连接处增加了密封，降低了腐蚀，并通过在污水站的现场实际应用，取得了较好的效果。

【关键词】闸阀；密封；改造与应用

0 引言

闸阀是截断阀的一种，按阀板结构的不同可分为楔式和平行式，按阀杆螺纹可分为明杆式和暗杆式，它主要由阀体、阀盖、阀杆、闸板、密封填料及驱动装置手轮等组成。由于闸阀具有流动阻力小、结构长度短、启闭较省力、介质流动方向不受限制、体型较简单易于铸造等诸多优点，所以在各大油田得到了广泛的使用。但是，由于闸板和阀杆连接处没有密封装置，闸板容易在电偶腐蚀、细菌腐蚀和机械力矩的作用下引起腐蚀，发生闸板脱落现象，从而缩短闸阀的使用寿命。针对这一问题，必须对闸板与阀杆连接处进行了改造，就显得尤为重要。

1 闸板与阀杆连接装置结构分析

1.1 改造前的状况

从闸阀在污水处理站的使用情况来看，由于应用在污水处理站，处理量为5000m3/d左右，闸阀经常出现阀杆脱落的问题，造成设备停运、管线停输或泵抽空憋压，影响正常生产。更换新阀门不但增加成本支出，而且还增加工人的劳动量。

经现场分析发现：原来的老式闸阀闸板结构不合理，闸板在化学腐蚀、电化学腐蚀、机械力矩以及在水力冲击作用下，挂耳处容易被腐蚀破坏，造成阀杆接触不牢而脱落，同时在使用过程中还存在以下几个问题：没有密封装置，腐蚀速度快；阀体上部介质流速慢，易滋生硫酸盐还原菌（SRB），它为厌氧菌，易生于水流较慢的地方或死水区；阀板和阀杆不同材质（阀杆是不锈钢，阀板是铸钢），容易形成电偶腐蚀；常开、常关的机械力矩和水力冲击损害。

1.2 改造后的结构

改造后的闸阀主要是由阀体、阀盖、闸板、阀杆、弹性卡簧、耐腐蚀橡胶管、聚氨酯泡沫塑料等组成，闸板和阀杆连接处分别加工出凹形槽，将耐腐蚀橡胶软管用弹性卡簧分别固定在闸板和阀杆上，再在耐腐蚀软管内充填聚氨酯泡沫塑料，充填之前，先把闸板和阀杆拉伸到最大距离，以防止在使用过程中造成聚乙烯密封层的破坏。

改造后，闸板和阀杆连接装置具有以下几个特点：密封效果好，使用周期长；操作简单，投资少，效益高；减轻劳动强度，节约成本。

2 闸板与阀杆连接装置的改造原理

决定腐蚀的存在就其自身而言不是一个大问题，在多数情况下用眼就可以很容易观察到腐蚀的损坏，然后，识别出腐蚀机理类型和采取适当的纠正措施较为困难，腐蚀的原理如下：

2.1 电偶腐蚀原理

大量试验证明：当一种金属（或合金）与别一种金属（或导电的非金属）在同一种电解质中连接时，便会发生电位较正的金属减轻腐蚀、电位较负的金属加速腐蚀的现象。闸板和阀杆属不同质，闸板一般是碳素铸钢，阀杆一般是合金钢，闸板电位较阀杆电位为负，所以闸板双耳处易被腐蚀，从而造成闸板脱落，致使闸阀不能使用，该现象就是电偶腐蚀，它的形成必须具备三个条件：连接的金属或合金具有不同的电极电位；处于同一种共有的电解液中；有一个共有的电通路。

2.2 硫酸盐还原菌腐蚀原理

就电子转移而言，这是因为其腐蚀过程就是一个电解过程。这就是说，在阳极和阴极部位间电子转移导致了腐蚀点的形成。当这种现象发生时，任何厌氧硫酸盐还原菌的出现就减少了SO4--2，出现在井液中就成为了硫酸根离子，它和氢反应就产生了H2S，H2S能和其它离子反应，就产生了硫化铁，它能够不断地附着在部件上，硫化铁然后就形成了垢下腐蚀。

腐蚀往往不会以单一形式出现，它常常是多种形式同时出现，硫酸盐还原菌不但存活在土壤中，还存活在油田污水中。油田污水含有大量的硫酸盐还原菌（SRB），硫酸盐和其他腐蚀产生的原子态氢，硫酸盐还原菌要繁殖，在它们代谢过程中需要氢或某些还原物质，将硫酸盐还原成硫化物，利用反应的能量而繁殖。其反应方程如下：SO42- +8H-S2-+4H2O

硫酸盐还原菌对铁的腐蚀机理是去极化，腐蚀产物覆盖在管壁或阀壁，与没有被覆盖的铁构成一个腐蚀电池，加速金属的腐蚀。另外，这些覆盖也为硫酸盐还原菌的生成创造了良好的厌氧环境，造就了进一步腐蚀。它形成腐蚀的条件：水流较慢的地方或死水；pH值在5-9，温度25-30最有利；硫酸盐还原菌繁殖中，需要氢或某还原物资。

2.3 防腐原理

从以上腐蚀形成条件可以看出，只要切断它们形成条件中的一条，就可以清除腐蚀。通过在闸板和阀杆连接处加装具有防腐蚀的橡胶软管，软管内充满聚氨酯泡沫塑料，再用弹性卡簧卡死，隔绝和污水接触，消除了腐蚀形成的条件。这样剩下机械力矩损伤，就大大延长了阀门的使用时间。充填物聚氨酯泡沫塑料是一种绝热防腐高分子合成材料，用作防腐保温，它导热系数低、密度小、强度高、吸水性小、化学稳定性能好。

3 现场应用效果分析

此技术在污水处理站反冲洗回收泵出口上使用，取得了较好的效果，对比情况如下：

（1）闸阀改造前：进口阀150PG16，更换周期为150天；出口阀100PG10，更换周期为320天。

（2）闸阀改造后：进口阀150PG16，更换周期为130天；出口阀100PG10，更换周期为240天。

综上可以看出：使用改造后的闸阀，明显延长了更换周期，节约了材料费用，减轻了工人的劳动强度，提高了经济效益。

4 结论

改造后的闸阀，具有以下特点：结构简单，效果好；改造成本低，使用周期长；经济效率高。同时，从应用后得知：该技术达到设计要求，将此技术应用于闸阀的密封改造，会大大节约原材料，降低成本，具有很大的推广价值。