止回阀故障预防指南

几乎每一个利用管道输送流体的行业都离不开止回阀的使用。止回阀,也称为单向阀、截止阀或卡式阀,只允许流体沿一个方向流动,并防止其倒流或反向流动。这些阀门的开启和关闭完全依靠作用在阀门机构上的水流所产生的液压。 举例来说,止回阀通常用于蒸汽管、 阅读全文>>

乎每一个利用管道输送流体的行业都离不开止回阀的使用。止回阀,也称为单向阀、截止阀或卡式阀,只允许流体沿一个方向流动,并防止其倒流或反向流动。这些阀门的开启和关闭完全依靠作用在阀门机构上的水流所产生的液压。 举例来说,止回阀通常用于蒸汽管、冷凝水管、水管、HVAC系统和化学品加药泵等。在许多情况下,这些阀门都属于关键部件,因为逆流可能对某些设备极为有害。因此,必须尽早查明止回阀出现故障的症状,以防止发生设备停机和昂贵的维修。
01止回阀常见问题

 

•水锤:水锤是当运动中的流体被迫突然停止或改变方向时产生的压力激增或高压冲击波。通常发生在摆动式止回阀中,其中下游的流动反转引起阀门突然关闭,导致压力波在整个管道中传播。水锤会导致管道、配件和阀门的损坏。

•反向流动:当阀门允许水回流到止回阀的上游侧时,即发生反向流动;换句话说,存在通过阀门的双向流动。这可能对诸如排泄泵之类的设备有害。在排泄泵中,回流到泵的流体会使叶轮向另一个方向旋转,从而导致泵的损坏。

•不恰当的安装、维护和组装:如同任何机械设备一样,止回阀的安装、维护和组装不恰当可能会引起昂贵而耗时的损坏,并最终导致故障。在安装过程中,阀门应该朝向管道系统适当的方向。同样重要的是要记住,并非所有的止回阀都是以相同的方式工作的。必须考虑管道流量的要求、阀门安装的位置,以及阀门应安装在水平位置还是垂直位置。

•管道中的碎片:管道中的碎片可能滞留在止回阀中,导致其停留在开启或关闭位置。此外,快速移动的碎片会影响止回阀并损坏其内部机构,导致阀门破裂产生碎片或脱落,引起更多的碎片向下游方向移动。止回阀故障也可能是由于弹性体和阀座密封件磨损,以及运行温度过高造成的。

02预防措施

防止止回阀故障和保证阀门寿命的关键是进行适当和定期的预防性维护。

避免出现阀门故障的第一个、也是最有效的步骤是保持管道和阀门的清洁和无碎片。这可以通过在需要的地方安装过滤器和罩盖来实现。另外,还可以对管道系统进行定期冲洗,以消除沉积的碎片,并尽量减少污染物的累积。

阀门润滑是防止过早发生故障的另一个有效办法。止回阀由若干运动部件组成,因此,通过润滑来尽可能降低这些部件之间的摩擦可以延长阀门部件的寿命,提高整体性能,并确保有效运行。

最后,必须正确安装并按规定使用阀门。阀门安装不当或使用错误类型的止回阀,会缩短阀门的使用寿命。还应执行定期的维修计划,以确保故障阀门在刚刚出现故障迹象时即被及时更换

03选择尺寸恰当的止回阀

 

在选择阀门尺寸时,切记要根据给定应用而非管道尺寸来评估止回阀。

考虑未来容量需求而采用尺寸超过需求的管道是一种普遍的做法。然而,管径增大会造成流速降低,这意味着流体速度可能不足以完全打开止回阀,有可能导致按管道直径配置的阀门在部分开启和关闭位置之间来回摆动。这种现象被称为颤振。由于颤振引起的频繁运动最终会增加阀门的磨损率,并导致部件发生故障,从而导致其它下游设备的进一步损坏。

因此,必须根据预期流量选择止回阀,包括选择阀系数(CV)值恰当的阀门。CV值描述了流体介质完全打开阀门的能力。CV值越高,打开阀门所需的流量就越大。

还必须考虑将要通过阀门的介质类型。例如,腐蚀性或磨蚀性介质可能需要使用特定的阀门材料,如碳钢、不锈钢或黄铜。此外,还需考虑通过管道的流体的特性,以确保流动能够不间断地进行。固体、液体和气体的粘度、密度、质量等都是不同的。内部阀机构必须能够容纳这些独特的介质。

阀门的方向对于正确选择给定应用的止回阀类型也是必不可少的。某些阀门在垂直流动情况下可能无法正常工作。此外,如果认为阀门适用于垂直流动,则必须确定其方向朝上还是朝下,因为这些条件是根据独特要求设定的。

04止回阀类型 
 
虽然所有的止回阀都执行相同的功能,但其内部机构允许单向流动的方式不同。每种机构都适用于不同情况。因此,应了解这些阀的基本运作模式以便确定其最合适的应用,这一点至关重要。一些最常用的止回阀包括:
•球形止回阀:球形止回阀包含一个球体,它被弹簧压到处于关闭位置的阀座上。当流体在上游被诱导流动时,球体发生移动,弹簧被压缩。当水流关闭时,球体移回阀座以防止发生反向流动。
•双板(双门)式止回阀:双板式止回阀包含两块翻板,中间由扭簧连接。流体打开止回阀并在扭簧中产生扭转应力。当流量消失或减少时,扭簧释放能量以关闭阀门。
•弹簧辅助止回阀实现纵贯、速闭或静音:与其它内部阀机构相比,弹簧式止回阀相对较新。通过这种类型的阀,流体使得内部运动的弹簧朝相反方向打开阀门。当流量恒定而充足时,阀保持完全打开,弹簧保持在压缩状态。当流动停止时,弹簧释放出累积的势能,以快速地将阀门卡紧到关闭位置。在流体逆流前关闭阀门,减少了水锤现象发生的可能性。
•活塞式或升降式:在这种类型的止回阀中,来自上游的流体向上提升活塞以打开阀门并允许向下游流动。一旦压力被移除,重力推动活塞回到原来的关闭位置,以防止流体反向流动。
•旋启式止回阀:旋启式止回阀是最古老、最常见的阀门类型。流体流动,摆动打开一个绕铰链旋转的圆盘,开启阀门。当流量减少时,重力和反向流动则会将阀门移动到关闭位置。
05正确选择和保养止回阀的重要性    
 
尽管理念都相似,但不同类型的止回阀在阀的内部机构、开启压力(与CV有关)和制造材料方面差别很大。这些阀的内部机构也对碎片、流速和峰值压力较为敏感。因此,恰当的阀门选型和例行检查是防止各种应用场合止回阀过早发生故障的关键。