法兰闸阀中腔升压有哪些危害

法兰闸阀通常有楔式、平行式、单闸板、双闸板等结构设计，其中楔式双闸板（Z42、Z62 系列）及楔式弹性闸板（Z40、Z60 系列）应用最为广泛，楔式双闸板关闭时闸板自动吻合两侧阀座，会自动补偿楔角的加工位置的误差；楔式弹性闸板则依靠闸板中部的弹性槽，依靠阀杆的轴向推力来补偿楔角的加工位置的误差，这两种均可以达到较好的密封效果。正是因为其双侧的较好密封，在某些使用场合会产生中腔压力异常升高的现象，即当高温高压流体（液体或气体）被封堵于阀门中腔时，如果上游侧的流体温度升高，那么中腔流体会被热传递而同步升高，由于中腔休积是固定的无法扩大，被封堵中腔的流体由冷的状态变为热的状态时，液体可能迅速汽化导致压力急剧升高，有时候增高的压力常常是几何级数。 阀门如果超压工作那么后果是很严重的。阀门中腔异常升压的时候，其启闭件跟承压件的工作应力（如闸板架跟阀杆的使用应力）都会急剧增加，驱动机构的驱动力会承受不住甚至无法启动，严重的时候阀杆会拉断、电机烧坏、闸板架断裂，这些现象在一些大口径高压法兰闸阀中经常遇到，有时候因为不知道这种情况所以会抱怨这是闸板“咬死”，但其实“咬死”的真实原因常常是中腔的异常升压这一“隐形杀手”。

典型的案例如Z962Y系列的楔双闸板法兰闸阀运用在火电厂给水系统及其旁路的时候，这种阀门一般是先在冷态作水压试验之后关闭，当机组启动的时候系统温度会升高到 250~300℃ 时，由于温度急剧升高的缘故，封闭中部的冷态水温会跟着同步急剧升高汽化，使流体体积增大、压力升高，这个时候如果要开启阀门那么驱动力矩要么足够大，要么就是阀杆组件强度足够高，否则的话会出现阀杆断裂、闸板T型槽开花、断裂、闸板架断裂，使给水泵无法启动，从而导致严重的停炉停机事故。

法兰闸阀异常升压的危害

异常升压的形成在许多法兰闸阀的使用管道场合会惊人相似地发生，因为其发生的两大要素在许多工业系统里是相似的，就是系统介质在开机之后由冷态变热态；闸板在冷态关闭、热态时开启。因此如果不对系统采取措施，异常升压的情况对系统的破坏基本上是无法避免的，其有3方面危害：

（1）对闸阀本身的破坏

闸阀壳体、阀盖及阀杆零件的强度一般以闸阀的公称压力设计其强度，异常升压的时候，其开启压力会相应地大幅度提高，导致相关零件的使用应力跟着大幅度升高，当材料实际应力超过许用应力的时候，高应力部位会产生断裂破坏，导致闸阀无法开启，闸阀整机将损坏或报废。

（2）对管道系统安全的破坏

显而易见，壳体、阀盖等承压件超压时是很危险的，一旦超压其薄弱部位或许会先发生穿孔的现象，引起介质外漏；其填料跟自密封圈部位往往会被管道内高压流体冲出，引起管道内流体大量外漏。当介质是危险气体时会更加严重，甚至会造成设备与人员的危害。

（3）对生产控制流程造成巨大损失

阀门的正常启闭是各类工业流程控制的关键，一旦这种控制没办法实现的时候，导致的系统瘫痪就需要停机检修，这将会造成巨大的直接或间接损失。

法兰闸阀面对异常升压的防护措施

从设计、安装、调试等方面入手，从根本上消除中腔异常升压是有可能的，归纳常用3套方案供广大用户参考：

（1）法兰闸阀内部开设泄压孔

解决中腔异常升压的根本是平衡中腔压力，开设泄压孔是较为经济有效的方案，分别为在上游侧闸板跟入口侧阀座外圆开设了泄压孔，当中腔压力升高的时候，中腔压力会自动向上游侧进行泄放，始终保持中腔压力与上游侧压力相等，从而避免异常升压的发生。

（2）法兰闸阀安装外旁路泄压

对已出厂的阀门可采用安装时外旁路及外设泄压阀降低中腔压力。

采用外设带截止阀的旁路联通中腔与上游侧，当主闸板关闭后截止阀可关闭（视中腔温度变化情况，过高时须开启）。当开启主法兰闸阀的时候，应先行开启旁路截止阀，降低中腔压力后再启动主法兰闸阀。

（3）法兰闸阀外部安装专用泄压阀

在法兰闸阀中腔外设泄压阀控制压力范围，设定泄压阀的排放压力为主阀门的额定工作压力，当中腔超压时，自动排放到设定压力，从而维护主法兰闸阀的安全运行。

泄压阀前安装了截止阀，便于泄压阀的调整与检修。泄压阀的压力设定通常可按 1.33PN 考虑（PN 为系统阀门的公称应力）。

除此之外在进行阀门调试时，特别是电动阀调试时，应注意关闭行程及力矩的控制，尽可能将关闭力矩调小些，防止楔死闸板；高温阀门应考虑高温状态阀杆热胀引起的闸板楔死，建议高温高压大口径法兰闸阀调试时，闸板到位后适当后退阀杆，避免真正咬死事故的发生。

异常超压是双阀座类法兰闸阀的隐形杀手，严重威胁着设备及系统的安全运行，必须引起重视；法兰闸阀，尤其是高温、高压、大口径法兰闸阀设计安装时必须考虑异常超压的发生，并采取必要的预防措施。