供水管网中阀门问题的研讨

来源：塑胶五金网发布时间：2007-12-16 11:45:48点击率：

    1?阀门在供水管网中的功能
    供水的管网将把水厂送出的自来水输配至千家万户，因此供水管网分布于城市的每个角落，供水管网的管道长度少至数百公里，多至数千公里。
    水的不可替代性和人们生存的必需性，决定了供水管网安全运行的重要性。但是由于主客观多方面的原因，管道往往要出现一些故障，管网总是要不断更新改造，用水户经常要有增减因此局部管段的停水现象就是难以避免。为了缩小停水范围，在管网内适当地安装控制阀门乃是十分必要。因此在一座城市的供水管网中，阀门数量成千上万，且无规则地分布于城市街道的下面。
    阀门是一种“养兵千日，用于一时”的控制设备，平时要求阀门开启要到位，减少管段的水损失。一旦需要，阀门应能关闭迅速，切流可靠。
    阀门的完好率，关系到阀门的选型、阀门的制造、管路的设计、阀门的组装、阀门的启闭作业及阀门的管理，当然主要的原因还是阀门的质量。
2?问题研讨
    通过20家自来水公司管网阀门使用情况的调研，通过对十家阀门制造厂的考察，体会到阀门在供水管网中作用大、数量多、分布广，问题不少。供水管网中的阀门操作并不频繁，长期待命，一旦召唤，难以奏效。因此，在阀门选型、阀门制造、阀门检验、阀门组装、阀门管理上均有许多内容值得商讨。
    2.1 阀门的选型
    (1)闸阀与蝶阀
    在供水管网中为了降低管道覆土深度，一般口径较大管道选配蝶阀，对覆土深度影响不大的，力求选配闸阀，致于口径的分界线应各地按具体情况考虑。从近十年使用情况而言，蝶阀出现的故障比闸阀高，因此在条件许可的情况下，扩大闸阀的使用范围是值得关注的。
    (2)闸阀
    近年来，国内不少阀门制造厂家，研制、仿制软密封闸阀，这种闸阀比传统的楔式或平行双闸板式闸阀有如下特点：?
    a.软密封闸阀的阀体、阀盖采用精密铸造法铸造，一次成型，基本不机械加工，不使用密封铜环，节约有色金属。
    b.软密封闸阀底部无凹坑，不积存渣物，闸阀启闭的故障率低。
    c.软密封衬胶阀板尺寸统一，互换性强。
    因此软密封闸阀将是供水行业乐意采用的一种形式。目前国内制造的软密封闸阀口径达1500mm，但多数厂家制造的口径在80-300mm间，国内制造工艺上尚有诸多问题，从此次考察的情况而言，上海某阀门制造公司的阀体是委托国内铸造厂用树脂砂造型翻铸的，软密封阀板是从国外某公司进口的。该公司认为软密封闸阀的关键部件是衬胶阀板，而衬胶阀板的技术要求较高，国外也不是所有厂家都能达到的，往往是从质量可靠的厂方购进组装。
    国内软密封闸阀的铜螺母块是嵌挂在衬胶阀板上方的，类似闸阀的结构，由于螺母块的活动摩擦容易使阀板的衬胶剥离。国外某公司的软密封闸阀，铜螺母块是镶嵌在衬胶闸板内，形成整体，克服了上述缺点，但阀盖与阀体组合的同心度要求较高。
    启闭软密封闸阀时，千万不应关闭过死，只要达到止水效果即可，否则不易开启或衬胶剥离。山东某阀门制造公司，在阀门试压检验时，使用扭力板手来控制关闭的程度，作为自来水公司的阀门操作人员也应效此种启闭方法。
    (3)蝶阀
    当前蝶阀选型中关注的几个问题：
    a.中线蝶阀
    中线蝶阀在我国小口径蝶阀中使用量很大，效果也比较好。在制造方式上有两大差别：一种阀体衬胶层后有支承架(以塘沽产品为代表)；一种阀体衬胶层后没有支承架(以郑州产品为代表)。前者衬胶量较少，后者过流面积较大。有人怀疑后者阀门使用寿命较短，但据调查并非如此。
    b.立式与卧式蝶阀的比较
    在中、大型蝶阀中，阀轴存在立式与卧式的区别，通常立式蝶阀的覆土较深，水中杂物容易缠绕轴端，影响启闭；卧式蝶阀的变速传动箱在侧旁，阀井在道路上占的平面位置较宽，影响安排其它管线。因此在中型中径蝶阀用立式为多，大口径蝶阀在平面位置许可的条件下力求卧式。无论立式或卧式，阀门启闭指标均应采取措施，以便从地面上观察到。
    c.偏心蝶阀
    中线蝶阀的关闭密封，实质上一种橡胶衬层的挤压密封，特别是阀轴附近受挤较大，这样阀门的使用寿命受到影响，阀门的启闭力矩偏大。为了减轻这方面的缺点，设计出一维、二维及三维偏心的蝶阀，其中研制的三维偏心蝶阀，理论的密封状态是一种接触密封状态，不少厂家进行了这方面的研制，其中天津某厂的产品采用电脑控制的机床加工的，产品接近这方面的技术要求。
    偏心蝶阀在承载水压上是有方向性的，特别是三维偏蝶阀反向承压能力较弱。由于管网是环状的，要求阀门两向承受压力的要求是相同的，因此订货时应强调此项要求。
    d.软密封与金属密封
    供水行业使用的蝶阀多数是软密封蝶阀，这种密封方式在使用中出现了以下问题：
    ①橡胶质量不佳，容易老化、长期受压变形、挤压开裂；
    ②阀门在制造过程中，难以保证蝶板在阀体腔中的同心度，往往以过度挤压的方式解决密封问题，从而影响了阀门的使用寿命；
    ③立式蝶阀阀轴与轴套的加工精度及止推方式失调，导致蝶板晃动与下垂，形成了渗漏；
    ④蝶阀在安装施工过程中胶圈受损，影响了密封性。
    一些厂家针对上述问题进行了以下的改进：
    ①胶圈定点外协生产，加强质量把关，通常用于供水行业的阀门，选用三元乙丙橡胶和丁睛橡胶而天然橡胶用的不多，严禁掺和再生胶；
    ②湖北某厂对蝶板上的密封胶圈的整块压板改成短块燕尾拼装连接，以调节各部位压板的挤压程度来平衡蝶阀使用寿命，但这种调节技巧也是很难掌握的；
    ③天津及上海个别厂推出的DB蝶阀及法兰蝶阀，它们的密封胶圈镶嵌在燕尾槽内，有一定的活动余量，可以自行调节蝶阀关闭时胶圈的挤压状况；
    ④河南某公司推出一种“氟塑料”密封圈替代橡胶密封圈，提高密封圈的耐磨性及抗老化性；
    ⑤不少厂家推出金属密封蝶阀替代胶圈密封蝶阀。
    金属密封蝶阀由于密封件的弹性较小，一般采用偏心结构，特别是用三维偏心结构较为理想。金属密封蝶阀原用于高压蒸汽管路上，价格较贵，它在运行中密封面不易损伤，但它的制造精度要求较高，一旦渗漏难以修复。
    (4)球阀与旋塞阀
    蝶阀的主要缺点是蝶板占据一定的过水断面，增大一定的水头损失；闸阀虽无此问题，但大口径立式闸阀的高度影响管道的覆土深度，大口径卧式闸阀的长度，增大管线占据横向面积，影响其它管线的安排；球阀及旋塞阀则保持了闸阀的过水断面，又克服了它的缺点。球阀具有结构简单、流阻小、密封可靠、动作灵活，维修及操作方便等优点。旋塞阀亦具有类似优点，唯过水面积不是正园形。
    球阀及旋塞阀均比蝶阀重，铸造及加工难度大，价格较贵，一般适用于中小口径管道上。近十年由于铸造技术的改进，采用消失模法或树脂砂法铸造，可避免或减少机械加工，从而降低了成本，因此球阀用于大口径管道上的可行性值得探索。
    近年湖北某厂仿照美国产品，研制出扇形偏心旋塞阀，扇形阀板上衬有橡胶，密封性好，启闭力矩小，过流面积大，并通过了机械部阀门检测中心作过阀门启闭耐久性检验及流阻检测，从而填补了国内此类阀型的空白。目前的扇形偏心旋塞阀底部有一凹槽，容易积渣，容易引起启闭故障，应以改进。
    2.2 阀门的材质
    (1)供水管网中的阀门，过去阀体、阀盖、变速传动箱材质多数是灰口铸铁，部分为球墨铸铁。鉴于管材、管件均推广使用球墨铸铁，阀门的材质亦应如此。从而提高铸件的质量，且降低阀门的重量，特别是阀板首先应使用球铁件(QT405-10)。
    应该指出，由于阀体各部位厚薄不一，铸件球化的难度是较大的，应有相应的措施，确保铸件质量。目前阀体铸造上尚存在一些问题，譬如球墨铸铁的理化指标除个别厂家外，多数控制不严，并且用型砂翻铸，大量以机械加工成型。建议各厂家建立严格的质量控制体系，对于数量较大的中小口径阀门采用消失模法造型，大口径阀门采用树脂砂造型，并且要求铸件应有有效消除内应力的措施，推广抛丸清砂措施。铸件的缺陷，不允许用焊补方式消除，否则应采取措施消除焊补形成的内应力，进行更严格的检验，并向用户说明情况。
    在考察中亦了解到不少阀门制造厂家铸造件采用外协方式解决的，以优势互补的方式，购置外协部件组装亦是一种经营方式，关键是对外协件的质量控制要严格。当然对于购置低质的部件，略加装饰，扣上自身的厂牌，高价出售的作法是应制止的。
    (2)阀杆建议一律采用2CR13不锈钢材。
    (3)阀杆螺母建议采用铸铝黄铜或铸铝青铜，且螺母的硬度及强度大于阀<

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