新型高温高压阀门自密封结构设计

自紧密封设计与计算（一）自紧密封原理及密封结构设计按照密封原理，密封可分为两大类，即强制密封和自紧密封。

（1）阀门的强制密封拧紧中法兰螺栓，对密封垫片施加压紧力，预紧的垫片受到压缩，密封面上凹凸不平的微隙被填满。

这样就为阻止介质泄漏形成了初始密封条件——密封面上形成预紧比压。

当介质压力上升和操作阀门时，密封面上的预紧比压下降，垫片回弹，如果垫片具有足够的回弹能力，使密封面上的工作密封比压始终大于介质和操作比压时，则密封面保持良好的密封状态。

可见，强制密封的必要条件是在介质压力和操作力作用下密封面上仍能保持一定的残余压紧力，应强调指出的是：强制密封中介质压力总是驱动于减小预紧密封比压，降低密封性能。

强制密封的典型结构是平垫密封、缠绕垫密封和齿形垫密封等；通常用于低压、中压和中小口径的阀门。

（2）阀门的自紧密封升压前，先旋紧螺栓，使阀盖上升，使阀盖与楔形密封垫之间，以及阀体与楔形密封垫之间形成初始密封条件——密封面上的预紧比压。

当介质压力上升时，阀盖与楔形密封垫以及阀体与楔形密封垫之间的密封比压随压力的增加而逐渐增大。

在自紧密封中，密封面上的工作密封比压由两部分合成：一是与紧密封比压，二是由介质压力形成的比压。

应强调指出的是：自紧密封中介质压力总是趋于增加预紧密封比压，增加密封性能。

介质压力愈高，工作密封比压就愈大，密封性能愈好。

根据这一特点，自紧密封作为高压密封技术，常用于高温高压大口径阀门。

自紧密封中根据介质压力作用在密封垫上的力的方向又可分为：轴向自紧密封和径向自紧密封。

轴向自紧密封有：楔形垫组合密封（伍德密封）、楔形密封、平垫自紧密封、C形圈密封和O形圈密封。

径向自紧密封有：双锥密封、B形环密封、三角垫密封、八角垫（椭圆垫）密封及透镜垫密封。

以上各种自紧密封的结构形式、工作原理、应用范围见表1。

表1 自紧密封结构形式、工作原理及选用表（二）楔形垫组合自紧密封的设计与计算1.楔形垫组合自紧密封的结构设计典型的楔形垫组合密封结构的阀门如图大口径阀门楔形垫的外锥面上有的开有1~2条环形沟槽，楔形垫的几个锥面角度分别为：α=30°-35°，β=5°，γ=5°~10°阀盖和楔形垫之间按线接触密封设计，即阀盖与楔形垫接触部分密封面角度与楔形垫α之间相差1°~2°。

作者简介：陈同骁（1990-），男，现主要从事海上完井工程监督及管理工作。

收稿日期：2024-01-220　绪论组块密封结构作为油气田分层开采的重要工具，其工作可靠性和稳定性对井下高效生产至关重要，组块密封结构在井下依靠外侧橡胶件与密封筒内壁相配合形成轴向密封，起到隔绝产层、分层开采或维持井筒完整性的作用，其工作原理如图1所示。

车家琪[1]等人针对预置管柱气动式排水采气工艺，设计了一种用于封隔井底积液和产期通道的插入组块密封方案，但其主要着重于组块密封的结构优化，密封材料采用HNBR 材料，不适用于超高温高压油气井的开发；吴赛赛[2]等人设计了4种组块密封结构，实现了常温和高温下45 MPa 的压差密封，但是相较于10 000 psi （68.9 MPa ）的高压密封还尚有差距；程文佳[3]等人设计了一种带有1 mm 退让槽的组块密封，并采用了4道矩形密封圈粘接结构，解决了组块密封在密封筒内反复拖动带来的磨损问题，但不涉及超高温高压；左凯[4]等人基于参数化建模方法，利用有限元分析进行了组块密封关键影响因素分析，并基于分析结果自主设计了组块密封工具，但受于材料所限，工具并未应用于超高温高压油气田开发。

综上所述，国内对完井组块密封的研究多关注在其结构设计、密封影响参数研究、失效分析方面，在适用于超高温高压的组块密封方面研究较少，因此本文针对超高温高压油气开采井况，通过解决耐高温密封材料限制，开展超高温高压组块密封的研制。

超高温高压完井组块密封的研制陈同骁(中海油能源发展股份有限公司，天津 300450)摘要：组块密封作为完井工程中的保持井筒完整性、实现井下资源分层开采的重要工具，其工作的可靠性与稳定性不言而喻。

在超高温高压油气田中，对于组块密封的耐温性、耐压性要求更高，该方面研究在国内少有涉及。

本文通过新型耐高温气密材料的开发、组块密封结构设计，结合结构仿真与试验，研制形成多个尺寸系列耐温204 ℃、耐压10 000 psi 的完井组块密封工具，为我国超高温高压油气田开发提供了国产化工具支持。

止回阀>>高压止回阀>>高温高压止回阀产品名称：高温高压止回阀产品型号：H44H产品口径：DN15-500产品压力： 1.0-10.0Mpa产品材质：铸钢、不锈钢等产品概括：生产标准：国家标准GB、机械标准JB、化工标准HG、美标API、ANSI、德标DIN、日本JIS、JPI、英标BS生产。

阀体材质：铜、铸铁、铸钢、碳钢、WCB、WC6、WC9、20#、25#、锻钢、A105、F11、F22、不锈钢、304、304L、316、316L、铬钼钢、低温钢、钛合金钢等。

工作压力 1.0Mpa-50.0Mpa。

工作温度：-196℃-650℃。

连接方式：内螺纹、外螺纹、法兰、焊接、对焊、承插焊、卡套、卡箍。

驱动方式：手动、气动、液动、电动。

产品详细信息止回阀：止回阀又称单向阀或逆止阀，其作用是防止管路中的介质倒流。

水泵吸水关的底阀也属于止回阀类。

启闭件靠介质流动和力量自行开启或关闭，以防止介质倒流的阀门叫止回阀。

止回阀属于自动阀类，主要用于介质单向流动的管道上，只允许介质向一个方向流动，以防止发生事故。

止回阀按结构划分，可分为升降式止回阀、旋启式止回阀和蝶式止回阀三种。

升降式止回阀可分为立式和卧式两种。

旋启式止回阀分为单瓣式、双瓣式和多瓣式三种。

蝶式止回阀为直通式、以上几种止回阀在连接形式上可分为螺纹连接、法兰连接和焊接三种。

用途:法兰连接的旋启式止回阀适用于公称压力PN1.6-16.0MPa，工作温度-29-550℃的石油、化工、制药、化肥、电力行业等各种工况的管路上。

适用介质为：水、油品、蒸汽、酸性介质等。

标准与规范：设计与制造结构长度压力温度等级连接法兰试验与检验GB12235 GB12221 GB/T131 GB/T74 HG20604 JB/T74～90 GB9113 HG20592-20635 JB/T9092-1999 GB13927型号：配管法兰公称压力PN(MPa) 法兰密封面产品型号<<阀门采购流程及注意事项>>：1、询价应当找专业符合阀门产品的厂家，尽量找有实力的品牌或合作过的厂家，避免技术不成熟、价格昂贵、质量不过关、货期时间长。

高温阀门设计中的关键技术标题：高温阀门设计中的关键技术作者：何培堂刘先东张志军栗勇来源：互联网大庆石油化工总厂仪表修造厂在不断进行调节阀系列化产品的研制开发，现在已具备年产1000台调节阀的规模。

近年来在生产常规调节阀的基础上，又研究开发了高温调节阀新品种。

随着现代科学技术和现代工业的飞速发展，携有高温流体的管路系统日益增加，高温阀门的应用越来越广泛。

管路系统的要求及新材料和新工艺的出现，开拓了高温阀门的应用领域。

由于高温条件下材料的各种物理性能、机械性能都将发生变化，致使高温阀门在结构设计和材料选择上与低温阀门或常温阀门相比具有很大的差别。

经不断研究，总结了高温阀门设计应注意的关键技术。

1阀门设计中的几个关键技术1.1材料的机械性能高温条件下，材料的力学性能将发生明显的变化。

主要表现为两个方面：一是强度的改变；二是金属材料的变形性质的变化。

碳素钢在不同温度下的强度、塑性、弹性模量和波桑比的指标见图1。

高温条件下材料硬度也将发生变化，对于阀门的密封面来说是很重要的。

司太立合金、铬化硼合金等四种密封面材料的高温硬度Rc变化曲线见图2。

阀门的使用温度超过450℃，设计时还得考虑材料的蠕变和断裂性能。

高温条件下受载的阀门零件（应力值大于物理蠕变极限）除发生弹性变形外，还会发生不可回复的蠕变。

即使应力低于相应温度条件下材料的屈服极限，也会发生这样的变形。

蠕变与温度和应力的关系曲线见图3。

从图3中可以看出，当温度不变时，应力大者蠕变速度大；应力不变时，温度高者蠕变速度高。

由此可见，对于同一种材料，蠕变速度为应力和温度的函数。

在高温阀门设计中，温度是由管路系统的参数决定的，材料的选择又受到介质的腐蚀性能等条件的限制，所以常常碰到的问题是如何确定许用应力。

如果按不发生蠕变的应力水平（物理蠕变极限）为条件设计阀门的零件，将使得零件重而不经济。

所以在掌握材料的蠕变速度的基础上，要选择一个应力，使得阀门在正常使用寿命下，总的蠕变不致于发生断裂或不致于因变形妨碍运动件相互间的运动。

负面影响。

同时，高压蒸汽阀门自密封日常检修活动实施过程中，技术人员未能在局部检修后，给予重新安装后的综合检验，致使新安装的元件与设备不相符，进而加大了设备运用中的磨损程度，也会导致高压蒸汽阀门自密封性大大下降的问题[3]。

2.4 腐蚀性因素导致其密封性受阻高压蒸汽阀门自密封泄漏出现的原因中，元件应用环境中的腐蚀性因素汇集，也对其密封性造成了直接性冲击。

一方面，高温高压环境中，密封环容易在长期侵蚀的作用下，出现局部变形、密封焊接点开裂等状况，从而造成高压蒸汽阀门自密封效果下降。

另一方面，当代化工生产过程中，强酸、强碱性腐蚀生产空间内，同样也会造成高压蒸汽阀门自密封性降低。

3 解决高压蒸汽阀门自密封泄漏隐患的方法3.1 检查密封材料品质高压蒸汽阀门自密封泄漏问题得以有序性应对，首先是要做好设备密封环方面的管控与调节，实际进行多样性密封调控与对应安排时期，科学有序的开展多样化生产系列因素层面的对应评定，从密封材料自身层面入手，合理进行密封缺陷问题的防范，是从主观层面寻求问题解决的有效方式。

某企业针对当前高压蒸汽阀门自密封泄漏问题，寻求有序的工作解决方案时，技术人员就主要是从高压蒸汽阀门上环形设备调节环节，寻求问题处理的方法：(1)技术人员进行高压蒸汽阀门中密封环选择时，应清楚设备中需要的密封环为金属质地的硬密封环，还是软密封环；(2)本次设备中所选用的为复合材料式石墨楔形环，密封环锥形角度为33°，与之相互配合部分的阀体间隙距离为0.1mm ；(3)技术人员进行密封环个体检验后，再相应进行密封环与外部阀门结构之间的关联性控制，从实际应用情况层面，减少高压蒸汽阀门自密封环自身泄漏隐患问题的残留。

高压蒸汽阀门自密封环的品质高低，直接决定了设备细微之处的密封效果。

为适应当前环境建设需求，后续实施环节所给予的要求上，技术人员应立即进行高压情况的综合性评定。

而客观有序的高压蒸汽阀门自密封方式，更是达到了综合管理和最优化调整的实施目的。

高压换热器密封结构的设计摘要：换热器广泛应用于石油、化工等多个行业，在其运行的过程中，需要全面合理的设计才能达到密封、换热等效果，满足工业运行及生产等多个条件。

密封结构的设计尤为重要，按照我国现行标准，普通密封法兰和垫圈设计可以满足换热器本身的操作要求。

但随着部分装置规模的不断大型化，换热器也向着高参数化发展，呈现出大直径、高温、高压的参数特征。

因此，高温高压换热器密封结构的优化设计十分值得学习与探讨。

关键词：高压换热器；密封结构；设计引言高温高压换热器作为装置中的重要组成单元，需要保证其高效平稳的运行，因此在设计密封结构的过程中，要优先考虑设备的安全性与经济性。

高温高压换热器自身密封结构性能的良好与否，会直接影响到换热器在运行过程中的安全性，而设施自身的经济性，则需要通过设计与选用方案或密封结构的优化来保障。

本文对高温高压换热器上广泛使用的金属环密封结构、Ω环密封结构、螺纹锁紧环密封结构和隔膜密封结构进行了分析，以提供参考。

1高温高压换热器密封结构的特点上述四种高温高压换热器密封结构具有以下特点。

（1）金属密封环结构中的八角垫或椭圆垫密封结构组成相对简单，且技术较为成熟，对于在压力和直径方面设计要求相对不高的换热器而言，是一种可以优先选择的密封结构形式；（2）Ω环密封结构简单且不易泄露，整体造价较低，如果介质具有腐蚀性，为确保在维修周期中Ω环密封结构不会因腐蚀而受损，需要对其材质进行合理的升级；（3）螺纹锁紧环密封结构复杂却也紧凑，换热器本体体积小，多采用双壳程双管程的结构，换热效率高于其他密封结构。

且该密封结构为双密封，外部由螺纹代替主螺栓，内部由分合环、分程箱和管板逐级压紧密封，如在运行过程中泄露也不需要停车检修，紧固压紧螺栓即可达到密封要求；（4）隔膜密封结构与螺纹密封结构相似，相同体积下重量低于螺纹密封结构，具有易拆卸，加工精度要求低，密封简单不泄露的优点，适用于高压加氢装置。

本文依序对这四种密封结构进行介绍与分析。

２０２４年第５３卷第１期第４４页石油矿场机械犗犐犔　犉犐犈犔犇　犈犙犝犐犘犕犈犖犜２０２４，５３（１）：４４ ４９文章编号：１００１ ３４８２（２０２４）０１ ００４４ ０６特高压平板闸阀设计与密封性能分析樊春明１，２，郑家伟１，杜文波１，韩传军３，刘　鸣１，李中华１，２（１．宝鸡石油机械有限责任公司，陕西宝鸡７２１００２；２．国家油气钻井装备工程技术研究中心，陕西宝鸡７２１００２；３．西南石油大学机电工程学院，四川成都６１００６５）摘要：针对特高压井口平板闸阀设计指导空缺问题，参考ＡＰＩ６Ａ和ＡＰＩ６Ｄ标准中的平板闸阀设计参数确定方法，给出１７５ＭＰａ工作内压下阀体通径为７８ｍｍ的平板闸阀设计参数，补充并完善了国内外特高压井口平板闸阀设计方法，对所设计的平板闸阀采用有限元法分析其在螺栓预紧工况、额定工作内压工况和１．５倍静水压工况下的密封性能。

所设计的平板闸阀可以满足密封准则，且能应对一定量的动载荷，可为特高压井口平板闸阀设计提供参考。

关键词：特高压；井口装备，平板闸阀，密封，载荷中图分类号：ＴＥ９３１．１ 文献标志码：Ａ 犱狅犻：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１ ３４８２．２０２４．０１．００７犇犲狊犻犵狀犪狀犱犃狀犪犾狔狊犻狊狅犳犛犲犪犾犻狀犵犘犲狉犳狅狉犿犪狀犮犲狅犳犝犎犘犘犾犪狋犲犌犪狋犲犞犪犾狏犲ＦＡＮＣｈｕｎｍｉｎｇ１，２，ＺＨＥＮＧＪｉａｗｅｉ１，ＤＵＷｅｎｂｏ１，ＨＡＮＣｈｕａｎｊｕｎ３，ＬＩＵＭｉｎｇ１，ＬＩＺｈｏｎｇｈｕａ１，２（１．犆犖犘犆犅犪狅犼犻犗犻犾犳犻犲犾犱犕犪犮犺犻狀犲狉狔犆狅．，犔狋犱．，犅犪狅犼犻７２１００２，犆犺犻狀犪；２．犖犪狋犻狅狀犪犾犗犻犾犪狀犱犌犪狊犇狉犻犾犾犻狀犵犈狇狌犻狆犿犲狀狋犈狀犵犻狀犲犲狉犻狀犵犜犲犮犺狀狅犾狅犵狔犚犲狊犲犪狉犮犺犆犲狀狋犲狉，犅犪狅犼犻７２１００２，犆犺犻狀犪；３．犛犮犺狅狅犾狅犳犕犲犮犺犪狀犻犮犪犾犪狀犱犈犾犲犮狋狉犻犮犪犾犈狀犵犻狀犲犲狉犻狀犵，犛狅狌狋犺狑犲狊狋犘犲狋狉狅犾犲狌犿犝狀犻狏犲狉狊犻狋狔，犆犺犲狀犵犱狌６１００６５，犆犺犻狀犪）犃犫狊狋狉犪犮狋：ＡｉｍｉｎｇａｔｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔｖａｃａｎｃｙｏｆＵＨＰｌｌｈｅａｄｐｌａｔｅｇａｔｅｖａｌｖｅｄｅｓｉｇｎｇｕｉｄａｎｃｅ，ｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｓｉｚｅｏｆｔｈｅｆｌａｔｇａｔｅｖａｌｖｅｓｗｉｔｈａｄｉａｍｅｔｅｒｏｆ７８ｍｍｕｎｄｅｒ１７５ＭＰａｗｏｒｋｉｎｇｉｎｔｅｒｎａｌｐｒｅｓｓｕｒｅｗａｓｇｉｖｅｎｂｙｒｅｆｅｒｒｉｎｇｔｏｔｈｅｍｅｔｈｏｄｏｆｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇｔｈｅｄｅｓｉｇｎｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｆｌａｔｇａｔｅｖａｌｖｅｓｉｎＡＰＩ６ＡａｎｄＡＰＩ６Ｄｓｔａｎｄａｒｄｓ．Ｆｏｒｔｈｅｄｅｓｉｇｎｅｄｎｏｎ ｓｔａｎｄａｒｄｐｌａｔｅｇａｔｅｖａｌｖｅｓ，ｔｈｅｓｅａｌｉｎｇｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｕｎｄｅｒｂｏｌｔｐｒｅｔｅｎｓｉｏｎ，ｒａｔｅｄｗｏｒｋｉｎｇｉｎｔｅｒｎａｌｐｒｅｓｓｕｒｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎ，ａｎｄ１．５ｔｉｍｅｓｈｙｄｒｏｓｔａｔｉｃｐｒｅｓｓｕｒｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄｂｙｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄａｎｄｔｈｅｄｅｓｉｇｎｍｅｔｈ ｏｄｓｏｆ１７５ＭＰａｆｌａｔｇａｔｅｖａｌｖｅｓｆｏｒＵＨＰ（Ｕｌｔｒａ ｈｉｇｈｐｒｅｓｓｕｒｅ）ｗｅｌｌｈｅａｄｓａｔｈｏｍｅａｎｄａｂｒｏａｄｗｅｒｅｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔｅｄａｎｄｉｍｐｒｏｖｅｄ．Ｔｈｅｎｏｎ ｓｔａｎｄａｒｄｆｌａｔｇａｔｅｖａｌｖｅｓｄｅｓｉｇｎｅｄａｃｃｏｒｄｉｎｇｌｙｃａｎｍｅｅｔｔｈｅｓｅａｌｉｎｇｃｒｉｔｅｒｉａａｎｄｃｏｐｅｗｉｔｈａｃｅｒｔａｉｎａｍｏｕｎｔｏｆｄｙｎａｍｉｃｌｏａｄ，ｐｒｏｖｉｄｉｎｇａｒｅｆｅｒｅｎｃｅｆｏｒｔｈｅｄｅｓｉｇｎｏｆｔｈｅｆｌａｔｐｌａｔｅｇａｔｅｖａｌｖｅｓｏｆｔｈｅｕｌｔｒａ ｈｉｇｈ ｐｒｅｓｓｕｒｅｗｅｌｌｈｅａｄ．犓犲狔狑狅狉犱狊：ｕｌｔｒａ ｈｉｇｈｐｒｅｓｓｕｒｅ；ｗｅｌｌｈｅａｄｅｑｕｉｐｍｅｎｔ；ｐｌａｔｅｇａｔｅｖａｌｖｅ；ｓｅａｌ；ｌｏａｄ　收稿日期：２０２３ ０６ ２８　基金项目：国家油气钻井装备工程技术研究中心开放基金“压裂管汇核心部件强度、密封和耐冲蚀计算方法及安全评价研究”（ＢＯＭＣＯ Ｊ１１８ ＪＫＹ０１１ ２０２２）。

高温高压电动闸阀卡涩分析与处理摘要：针对1000MW高温高压电动楔形闸板阀卡涩的问题，分析了闸阀卡涩的原因为介质对闸板的阻力造成。

楔形闸板开启时，阀板向上运动，由于阀体上腔室内充满介质，会产生阻碍阀板向上运动的趋势，并且阀体上腔室介质无法压缩也无法泄出上腔，电动执行机构无法抵消闸板所受的向上的开启力，导致闸板无法开启。

根据分析结果，采取在阀体上腔室加装安全阀,排出腔室内的压力，卡涩问题得到解决。

关键词：闸阀；卡涩；安全阀；泄压引言某电厂一号机为1000MW超超临界机组，给水系统配备有两个为凯士比ZTS压力自密封型闸阀，最大工作压力600bar，最大温度650摄氏度。

在调试过程中，两台汽动给水泵出口电动闸阀因卡涩而无法开启，导致汽动给水泵无法投运。

该电厂组织分析该电动闸板门卡涩原因，并尝试调整阀门定位、人为辅助操作等措施，起到一定效果，但还存在开启延迟现象，没能彻底解决问题；而最终对该门进行如本文所述改造，彻底根治其卡涩问题。

对电厂解决类似情况下的闸板阀卡涩问题有着一定的借鉴意义；同时对于类似情况的基建、改造项目，在投入使用前也可以参照对比分析，查找是否存在问题，提前采取措施防止类似问题发生。

1 楔形双闸板阀门结构工作原理该电厂汽动给水泵出口电动闸阀为凯士比ZTS压力自密封型闸阀（如图1所示结构图），现场水平安装，此阀门由阀体、阀盖、支架及楔形双闸板、枢轴和阀杆以及执行机构等组成。

启闭件是闸板该闸板阀由电动执行机构通过带动阀杆上下移动来实现阀门的开启和关闭。

并设置了平衡手动门，安装在连通闸阀进水腔室和出水腔室的管道上，每次开启电动闸阀前需要预先开启平衡手动门，以平衡闸板两侧腔室压力，便于闸板开启。

图1 凯士比ZTS压力自密封型闸阀结构2 楔形双闸板阀门卡涩原因分析2.1 阀门前后压差的分析在某次机组启动过程中，投运汽动给水泵时，其出口电动闸板阀无法开启。

怀疑电动闸板阀前后压差过大，平衡手动门未开启或者阀芯脱落，导致闸板阀进出水侧压力压差过大，使得闸板承受单侧压力，增大闸板与阀座的之间的摩擦力，阻碍阀门的开启。

高压阀门自密封泄漏原因分析及处理措施刘江雨摘要：通过对高压闸阀自密封泄漏的原因分析，采用拆除阀架，将阀体端面、填料函与压板之间的间隙焊接加固，从阀体检漏孔处焊接密封剂注入螺母并注入密封剂的处理措施，在线完成高压阀门自密封泄漏的封堵。

本项措施利用压板与阀体内的空间，将阀体端面、填料函与压板之间的间隙焊接加固带压封堵，不仅能够保证强度，而且避免了制作堵漏胎具，节约了成本，缩短了堵漏时间，向同类阀门泄漏的封堵提供一定的借鉴。

关键词：泄漏；密封环；密封剂；堵漏普通阀门的阀体与阀盖采取法兰连接方式,阀内介质作用力的方向与螺栓的预紧力方向相反,介质压力越大密封性能越差,越容易泄漏。

而自密封阀门是借助于介质本身的压力来达到密封目的的,压力越高,密封越严。

基本工作原理为:阀盖被沉放在阀体内,阀盖的底座上依次放置坡形自密封环(以下简称坡形环)、压圈和四合环,坡形环与底座以斜面形式接触。

顶盖螺栓的作用是向上顶起顶盖、并通过对开环把阀盖拉起,使坡形环受到斜向挤压力,从而与阀体密封面之间形成牢靠密封。

当阀门内部受到介质压力作用时,这一压力由于与螺栓预紧力方向相同,使坡形环受到更大的挤压力,因而产生更牢靠的密封作用,内部介质压力越大,挤压力也越大,阀盖密封也越严密,故称为自密封。

一、泄漏原因分析1.1楔形密封环加工精度不高该阀门为高压焊接阀门，每个大修周期都进行在线维修，对楔形密封环进行检查及更换，由于高温高压自紧密封阀门楔形密封环一般有硬密封和软密封两种，硬密封为金属楔形环，软密封为复合石墨楔形环，楔形密封环锥度为30°~35°，与阀体配合间隙0mm~0.1mm，若加工精度不高，导致楔形密封环锥度与阀盖锥度不能完全贴合而发生泄漏。

1.2运行介质压力、温度大幅波动生产操作工况不平稳，压力、温度发生大幅度波动，对密封环产生冲击、挤压及冲刷，频繁发生的生产工况波动造成密封环与阀体间存在间隙，出现泄漏。

1.3阀门检修存在质量问题阀门解体检修时，楔形密封环在安装过程中未将密封面清理干净，存在细小颗粒物杂质或检修过程中留有纵向的划痕，在长时间的运行中出现泄漏。

书山有路勤为径，学海无涯苦作舟超低温高压球阀阀座与自泄压结构设计介绍了液化天然气用超低温高压球阀拨叉自复位式阀座的结构特点，论述了密封圈材料VESPEL SP21 的性能，分析了阀体中腔自泄压方法。

1、概述随着液化天然气( LNG) 技术的快速发展，对超低温高压球阀( 简称球阀下同) 性能提出了越来越高的要求。

球阀主要用于低温和超低温管路系统中，接通或截断管路中工作介质的流动，从而能保证管路系统的正常运行。

本文主要探讨球阀阀座和阀体中腔泄压结构的特点。

2、结构特点球阀采用上装固定球结构(2.1、拨叉自复位式阀座阀座密封预紧力由安放在弹簧保持架中施压于阀座肩部的多个圆柱螺旋压缩弹簧提供，该力恢复并补偿长期开关阀门导致的密封面磨损及阀体内部的高低温热力变化，保证密封的可靠性。

阀座为拨叉自复位式(2.2、密封圈在-196℃低温状态下，由于非金属材料韧性好，弹性大，密封所需比压较小，采用了金属对非金属组合密封副，即阀座采用金属材料，密封圈采用VESPEL SP21 材料。

VESPEL SP21 热膨胀性较小，渗透性、熔点和熔融粘度、摩擦系数和水-汽渗透率较低，不渗透任何气体，为不助燃的密封聚合物。

在LNG -196℃高压输送管路中，VESPEL SP21 不发生脆裂，不蠕变，弹性和韧性较好，与PCTFE 相比能承受更高载荷，其耐低温性、耐磨损性、抗变形能力好，使其在高压力低温环境下更容易密封(表1) 。

但是，VESPEL SP21 硬度较低，容易出现擦伤和划痕，使阀门出现泄漏。

另外，VESPEL SP21 价格高，其成本是PCTFE 的几倍。

3.1、自泄压式阀座自泄压阀座(由于受压面积A4 A3，当阀腔压力增至1.33 倍工作压力。

收稿日期:2004-02-24。

沈红杰(1972-),男,1998年毕业于西安交通大学焊接专业,获硕士学位,工程师。

现从事润滑油加氢设备技术管理工作,已发表论文3篇。

加氢裂化装置高压阀门的特点与选用沈红杰(中国石化有限股份公司上海高桥分公司,上海200137)摘要:针对加氢裂化装置高压阀门使用特点,通过对阀门设计制造中具体问题的探讨(如阀体锻造和铸造关系、阀体材料选择、密封面S tellite 6与S tellite 21区别、压力自密封、合理填料密封结构、加氢裂化阀门阀杆材料等)以及提升式轨道球阀的特殊结构与要求的介绍,提出了加氢裂化装置高压阀门的选用要求与质量控制要点。

关键词:加氢裂化　高压阀门　阀体　阀杆　密封面中图分类号:TE624.432 文献标识码:B 文章编号:1007-015X (2004)03-0045-051　加氢裂化装置高压阀门特点加氢裂化工艺具有高压、高温和临氢(并含有硫化氢)特点,其压力一般为14～20MPa ,在反应系统温度高达400℃左右。

目前国内生产的加氢裂化高压阀门在工程使用中主要存在以下问题:阀体泄漏(铸造阀体砂眼、裂纹等)、阀门密封面内漏、填料函密封泄漏、阀盖与阀体连接处泄漏及阀杆断裂等。

国外制造的优质阀门因采取合理的结构设计、制造工艺和材料选择等措施,则较好地解决了上述问题。

2　阀体锻造和铸造[1～2]阀门承压部件的制造方法有铸造和锻造两种。

锻造阀体晶粒组织均匀,不存在气孔、疏松、大尺寸圆形夹杂、柱状组织等缺陷,而且金属致密,综合机械性能好,应力集中区域材料呈流线型,抗高温蠕变、疲劳能力高,因此锻造是制造加氢裂化高压临氢阀门承压部件的理想方法。

但大多数承压部件的外形比较复杂,故国外大多数阀门厂对于DN >100mm 阀门的主要承压部件仍采用铸件。

不锈钢321材料只有锻造材料标准,而无铸造材料标准。

为了保证铸件质量,应从冶炼、铸造工艺和焊补3个主要方面进行控制。

高压阀门技术要求一、JT961Y型锅炉向空排气阀：（数量：2只）JT961Y对空排汽调节阀,JT941Y对空排汽调节阀是安装在电站锅炉过热器集汽集箱生火管路上，作为一种直接向大气排出过量蒸汽的特殊专用阀门。

常用在锅炉钢启动和停炉两种工况中。

正常运行时，当锅炉压力升高，又不希望锅炉安全门动作，常开出对空排汽阀进行降压。

由此可见，对空排汽阀的工作条件十分恶劣，起动时往往排出的是汽水混合物，工作状态下排出的是全压状态的高温高压蒸汽。

当锅炉起压时，应首先打开对空排汽阀泄压，维持锅炉正常工作压力，避免安全阀频繁起跳。

JT961Y对空排汽调节阀,JT941Y对空排汽调节阀在电站锅炉系统中，一般向空排汽都采用截止阀，阀门关闭时，阀芯所承受的压力很大，容易产生泄漏，引起冲蚀，开启时由于只有一次降压，不能承受高压差，往往要产生所谓的汽蚀现象，引起震动、噪音大、使阀门很快损坏，把大量能源浪费掉。

根据上述情况，我厂专门设计研制了JT961Y、JT941Y型向空排汽阀，它是一种新型阀门，能承受高温(540-oC)高压(32MPa)高压差(排空)。

对空排汽调节阀采用了三套筒形式的笼罩，这一形式为消音式结构由普通截止阀的一次降压为多次降压，而且可以进行调节。

这就从根本上解决了噪音大、震动大的缺点。

笼罩与阀芯、阀座形成节流作用。

当阀门打开到10％以上时，即由阀芯与笼罩形成节流，改变了普通阀门单一的阀芯与阀座节流，冲蚀严重、寿命短、调节性能差的缺点，阀门采用上进下出，使整个阀体始终保持在高温状态下，不因排空时阀门的阀座、阀体产生裂纹而失效。

为了适应高温高压耐腐蚀，主要零件均选用优质不锈钢制造，阀芯、阀座采用D802(钻基合金)经热处理、金加工和气体离子硬氮化处理。

品牌：1.材质：合金钢2.连接形式：焊接3.压力环境：高压4.工作温度：高温5.形态：笼罩式6.标准：国标7.外形：中型8流动方向：单向9.零部件及配件：执行器10.驱动方式：电动11.适用介质：水、蒸汽12.类型（通道位置）：二通式产品结构特点1、阀体整体铸造，无气孔夹渣等缺陷，强度高；2、镶圈式阀座，锻造后堆焊司太立合金，过渡层堆焊具有良好抗温差应力冲击的能力，不易产生裂纹；3、自密封结构，绝无外漏；4、节流芯包设计，降低高压差下阀座密封面之冲损破坏；5、顶部蝶形弹簧设计克服关闭不到位及关闭过死热涨死亡缺点，电装调试及工作更为方便可靠。

高压阀门自密封泄漏原因分析及处理措施发布时间：2021-07-02T05:47:15.302Z 来源：《福光技术》2021年5期作者：王现华[导读] 在海上及陆地天然气处理设施的生产过程中，所使用到的阀门基本为高温高压的阀门，主要的作用就是控制天然气、锅炉以及调节相关设备的流量。

身份证号码：41282719800418xxxx 密尔沃基（桐庐）阀门有限公司 311500摘要：在海上及陆地天然气处理设施的生产过程中，所使用到的阀门基本为高温高压的阀门，主要的作用就是控制天然气、锅炉以及调节相关设备的流量。

在这一过程中，高压阀门容易发生泄漏问题，而且长时间的泄漏会使阀门损坏，增加现场开采及处理的风险。

因此，天然气作业过程中，要利用有效手段研究高压阀门的泄漏问题。

关键词：高压阀门；自密封泄漏；原因；处理措施高压阀门自密封泄漏较为常见的形式阀门填料的泄漏高压阀门在运作过程中，阀杆和填料之间是相对运动的，包含了轴向运动和转动。

如果开关的次数增加，相对运动的次数也会增加，而且受温度的影响阀门填料容易发生泄漏问题。

高压阀门的法兰泄漏在高压阀门中，法兰的密封主要依托的是连接轴栓的预紧力，其会通过垫片，使密封比压增加，进而阻挡被密封压力流体介质发生外漏问题。

影响其泄漏的因素有很多种，密封垫片的压紧力度不够，结合面的粗糙程度不能满足使用要求，以及垫片产生变形问题等，都会导致泄漏问题。

阀门的阀体存在泄漏问题如果高压阀门在生产或者是铸造过程中出现问题，使其存在一定缺陷，比如出现裂纹，气孔或者砂眼等问题，阀体就非常容易出现泄漏。

同时，天然气生产过程中流体介质的冲刷和气体侵蚀等，也是造成阀体泄漏比较常见的形式。

高压阀门自密封泄漏的主要原因介质压力以及温度的变化较大在天然气生产过程中，经常会出现工程状况不平稳，温度和压力出现大幅度波动的问题。

这些问题的产生，会对密封环造成比较严重的冲击，冲刷和挤压着密封环。

如果经常性的产生这些生产状况，阀体和密封环之间的空隙会越变越大，最终发生泄漏问题。

中华人民共和国电力行业标准DL/T 531—94电站高温高压截止阀闸阀技术条件Technical Specification of High Temperature HighPressure Globe Stop Valves and Gate Valves for Power Station中华人民共和国电力工业部1994-03-18批准1994-10-01实施1主题内容与适用范围本标准规定了电站用高温、高压截止阀、闸阀的分类及产品的质量要求。

本标准适用于公称压力p N为20、25、32MPa，工作温度等于或低于425℃；工作压力p为10、14、17MPa，工作温度为510、540、570℃；工作介质为水、蒸汽的截止阀、闸阀。

2引用标准JB 2765阀门名词术语JB 4018电站阀门型号编制方法ZBJ 98015承压铸钢件技术条件GB 12231阀门铸钢件外观质量要求JB 2633锅炉锻件技术条件GB 1176铸造铜合金技术条件GB 699优质碳素结构钢技术条件GB 3077合金结构钢技术条件GB 979碳素钢铸件分类及技术条件GB 4981工业用阀门的压力试验GB 6414铸件尺寸公差GB 1804公差与配合未注公差尺寸的极限偏差GB 3595电站阀门制造技术条件GB 5677铸钢件射线照相及底片分类方法GB 7233铸钢件超声波探伤及质量评级方法GB 9443铸钢件渗透探伤及质量评级方法GB 9444铸钢件磁粉探伤及质量评级方法SDB DZ系列阀门电动装置SDZ包装通用技术条件3术语截止阀一一启闭件（阀瓣）由阀杆带动沿阀座（密封面）轴线作升降运动的阀门；闸阀一一启闭件（闸板）由阀杆带动沿阀座密封面作升降运动的阀门；手动截止阀、闸阀一一由手轮、冲击手轮或齿轮转动驱动的截止阀、闸阀；电动截止阀、闸阀一一由电动装置驱动的截止阀、闸阀。

4产品分类4.1阀门型号的编制方法按JB 4018标准规定执行。