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球閥閥桿的斷裂失效分析

管線球閥是輸油輸氣管線中不可缺少的控制介質元件。某單位使用的1臺進口管線球閥,在項目現場發生了閥桿斷裂事故,導致此臺閥門無法正常使用,委托我公司進行維修。為了找到閥桿斷裂的主要原因,特此進行了以下分析。


閥桿斷口位于O型圈槽與臺階的過渡處,斷口面比較平整。閥門經解體后發現:球面有明顯的劃痕,并且有多處坑窩;閥座上的O型圈已損壞,存在長約8mm左右的缺口



1.分析過程

經解體后得知:此閥門結構為雙向閥座密封固定式球閥,主要由閥體、左右連接體、閥桿、上下支撐板、球體、密封圈、執行機構等組成;密封副由閥座組件上的O型圈與球體球面構成;球體由上、下兩個支撐板支撐,通過旋轉執行機構帶動閥桿轉動,從而實現球體的90°旋轉,并通過進、出口兩端閥座與球體的密封,實現接通和截斷介質的目的。


這種結構形式的閥門特點是:閥門為筒狀體、固定球結構,閥座采用雙座雙向自密封結構,同時有預緊彈簧,保證密封可靠和自動泄放中腔過高壓力的功能;閥門內置有支撐板,球體通過上下支撐板固定于閥腔之中,大大減小閥桿的受力情況。當閥門在正常工作時,介質的密封力通過支撐板作用到連接體上,使得閥桿承受扭矩很小。