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L型三通球阀失效分析
以往全国各焦化厂焦炉高压氨水喷射循环系统高低压转换均使用Q44F- 40 DN25L型三通球阀，该阀门的典型结构如图一所示，其主要密封部件由左、右两个聚四氟乙烯阀座与一个带L型通道的球体组成。
阀门刚出厂使用时，因两侧阀座与球体之间有一定的装配预紧力，所以阀门在一段时间内能保持密封。由于聚四氟乙烯阀座在一定的温度和压力的作用下会产生冷流变形，同时，球阀在使用过程中阀座也会有一定的磨损，尤其是球体L型通道两出口之间形成的狭小部位对阀座的刮削作用以及杂质和焦油的粘附，更加加剧了阀座的损伤，用于焦炉高压氨水喷射循环系统高低压转换的L型三通球阀，其高压、低压两个进口侧的压差很大，高压介质就产生一个将球体推向低压侧阀座的作用力，在阀门使用一定的时间后，随着聚四氟乙烯阀座的逐渐变形，阀座与球体的装配预紧力逐渐消失，最终在阀座与球体之间出现间隙。当L型三通球阀高压端关闭，低压端开启时，高压端的氨水就会从阀座与球体的间隙处泄漏到出口端。由于聚四氟乙烯阀座在一定的压力和温度的作用下总会产生冷流变形，阀座与球体的装配预紧力必然会逐渐消失，因此，焦炉高压氨水喷射循环系统的高低压转换选用传统结构的L型三通球阀，无论如何改进阀座材料或提高加工装配精度，只能适当延长阀门的使用寿命，但阀门使用一段时间后必然会产生泄漏。
我公司在深入分析该系统工况参数和传统结构的L型三通球阀产生泄漏的原因后，经反复试验研究，终天研制成功了采用球阀和止回阀组合成一体的专业结构的组合式三通阀，从而彻底解决了传统结构的L型三通球阀存在的易泄漏、寿命短的问题，大量的试验与实际使用表明，组合式三通阀的使用寿命比L型三通球阀提高了十倍以上。
■组合式三通阀结构原理及特点
我公司研制开发的YQ44F-40 DN25型组合式三通阀的结构如图三、图四、图五所示。它由直通式浮动球阀与套筒式止回阀组合而成，左侧球阀接高压系统，右侧止回阀接低压系统，中间出口接排放管路，当球阀关闭时，高压通道切断，止回阀阀瓣在低压介质的推动下自动开启，低压氨水由中间出口通道排出。当球阀开启时，高压氨水将止回阀阀瓣推向阀座，止回阀关闭，低压通道被切断，高压氨水由中间出口通道排出。喷射完毕后，关闭球阀，止回阀自动开启，低压氨水又能自动排放。因此，只要橡操作传统的三通球阀一样，将球阀阀杆作90℃开关，即能完成高低压切换。
组合式三通阀主要特点如下：
1、由于组合式三通阀中的直通式浮动球阀仅起高压系统一侧的开启与关闭作用，而不是起三通转换功能，因此，即使球体与阀座在使用一段时间后装配预紧力消失，球体与阀座之间出现间隙，在球阀关闭时，高压侧介质的压力仍能将球体推向出口侧阀座，使球体与出口侧阀座之间紧密接触，故阀门仍具有很好的密封性能，组合式三通阀彻底解决了传统的L型三通球阀容易密封失效的问题。而低压侧止回阀采用不锈钢制造，设计特别，动作灵敏，密封可靠，使用寿命相当长。
2、组合式三通阀的结构长度及连接尺寸与传统的L型三通球阀相同，更换阀门方便。
3、组合式三通阀操作简单方便，与传统的L型三通球阀相同。
4、阀体为整体式结构设计，能更有效地防止阀门的外漏，阀门的总体设计更趋完善。
■标准规范
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设计与制造 |
配管法兰 |
试验与检验 |
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Q/ZCD 02-2000
《组合式三通阀》 |
JB/T74～90 |
JB/T9092 |
■性能规范
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公称通径 DN mm |
25 |
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公称压力 PN MPa |
4.0 |
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强度试验压力 MPa |
6.0 |
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密封试验压力 MPa |
4.4 |
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使用温度℃ |
180 |
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适用介质 |
氨水等介质 |
■主要结构及尺寸
■订货须知
组合式三通阀的球阀一侧接高压端，止回阀一侧接低压端，为了适合用户不同的管路系统布置，组合式三通阀分为正向和反向两种结构，如图五所示，订货时用户应根据实际情况确定是采用正向结构或是反向结构，并在合同中注明，正向组合式三通阀的型号为YQ44F-40-Z，反向组合式三通阀的型号为YQ44F-40-F。
本组合式三通阀是专为焦化厂焦炉高压氨水喷射循环系统高低压转换部位开发设计的，但其它行业及部门有类似的工况条件也可采用该结构的阀门，我公司可以根据用户的需要进行开发设计。
◆◆整体直通式球阀
■概 述
在焦炉氨水系统中，整体直通式球阀与组合式三通阀配套使用，在系统停车，管路设备检修时，将整体直通式球阀关闭以截断氨水介质，而系统正常运行时，整体直通式球阀一直处于全开启状态。
■结构特点
除了具有一般球阀的流体阻力小、启闭迅速、密封性能好等优点外，整体直通式球阀采用整体式结构设计，简单、紧凑、轻巧、耐用，与常用的两体式球阀比较，取消了中间的两个螺栓连接法兰，减少了泄漏点，密封更加可靠。采用增强聚四氟乙烯阀座，耐压、耐温、耐磨性能更好，使用寿命更长。
■标准规范
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设计与制造 |
配管法兰 |
试验与检验 |
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GB/T12237 |
JB/T74～90 |
JB/T9092 |
■性能规范
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公称通径 DN mm |
公称压力 PN MPa |
强度试验压力 MPa |
密封试验压力 MPa |
使用温度℃ |
适用介质 |
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25 |
4.0 |
6.0 |
4.4 |
180 |
氨水等介质 |
■主要结构及尺寸
■主要零件材料
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零件名称 |
阀体 |
球体、阀杆 |
阀 座 |
填 料 |
扳手 |
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材料 |
WCB |
2Cr13 |
增强聚四氟乙烯 |
聚四氟乙烯 |
碳钢 | |
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