浅议PVC工厂三通阀改造

一、PVC反应釜三通E简要介绍阀门的问题

韩华(宁波)PVC工厂的PVC反应釜三通E阀门自2010年11月投入使用以来一直出现故障，主要现象是密封阀座磨损或切断造成的内部泄漏。在此期间，随着问题的增加，工厂多次邀请制造商到现场讨论解决方案，从最初的所有重新加工阀座，到后来改变阀门结构（浮球形式到固定球形式），然后改变密封阀座的固定方式和更换阀座材料（密封阀座加金属箍，阀座改为PPL材质），最终在这基础上又在金属压盖的阀座上增加限位设计。这次三通E阀门的改进经历了大约一年的时间，当然也离不开一些工艺的改进。

二、原因推测及解决方案

1.第一阶段:加工更换:RTFE阀座

(1)现象:从2010年11月到12月刚开始，反应釜底部的三通工艺不断反映E阀门内部泄漏。我们通过压力变送器观察了8个反应器的三通E阀门基本上有内漏。

图1 拆下的阀座

(2)原因推测:三通解体检查泄漏E阀门，发现解体阀座基本完好，除了部分阀座有一些锈残留，没有损坏现象（图1），但组装后，试验发现仍有内部泄漏，呈水柱喷射。技术人员最初认为，除了刚刚测试过程中的锈残留外，主要是密封阀座的质量问题。

(3)解决方案:由于时间紧迫，一方面要求Univals厂家再提供RTFE密封阀座，所有泄漏的三通E拆下阀门，送当地维修厂家加工阀座。

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2.第二阶段：浮动球形式改为固定球形式

(1)现象:2010年11月刚换上的阀座，不到一个月就陆续漏了。

(2)原因推测:解体检查后内漏三通E阀门，发现解体阀座基本完好，无损坏现象，组装后，试验发现仍有内部泄漏。但新加工的阀座刚刚安装，不会出现内部泄漏，使用一段时间后会出现内部泄漏。在查阅了相关的数据和数据后，发现了这些三个环节E阀门的数据表是固定球的形式，但实际上是浮动球的形式。相关规范和制造商一般规定，6以上的球阀应采用固定球的形式，浮动球易磨损，导致泄漏。

(3)解决方案:Univals工厂要求厂家立即安装8个三通E更换或改造阀门。考虑到时间紧迫和厂家困难，同意厂家现场将浮动球改造成固定球。

3.第三阶段：在密封阀座周围加入金属压盖，更换密封阀座材料（RTFE到E-TEFLON、PPL）

(1)现象:从2011年2月初开始，三通E阀门从浮从浮球形式转变为固定球形式后，效果大大提高。但从3月份开始，内部泄漏和阀门卡住。

(2)原因推测:解体检查后内漏三通E阀门发现解体阀座的出口侧损坏，几乎所有问题都是三通阀的出口侧，部分阀座磨损或切割。更换新的阀座后，类似的现象会在大约两周内发生。我们仔细观察了损坏的阀座，主要是由于出口侧的接触PVC浆液介质，高温，长时间会导致阀座软化。如果软化的阀座没有相对固定，则阀座的一侧容易翘曲，导致球磨损或切割。

(3)解决方案:针对上述推测原因，工厂协调Univals同时，制造商采用以下三种方案：在密封阀座周围增加金属盖（图2），即使密封阀座软化，也不会使阀座翘曲；同时准备三种密封阀座材料（RTFE、E-TEFLON、PPL），最后，选择最好的测试效果PPL材料为密封阀座。与工艺人员协商，介质的温度是否能适当降低(后来实际热水问题是140℃降低到120℃）。

图2 金属压盖阀座设计图

4.第四阶段：在金属压盖阀座上增加限位设计

（1）现象：在密封阀座周围加金属盖和工艺适当冷却的第三阶段后，近三个月内几乎没有类似的内部泄漏故障。但自2011年6月底以来，又有两个阀门发生了内部泄漏故障，难以打开和卡住。

(2)原因推测:解体两个内漏三通后E阀（图3）发现解体阀座的出口侧损坏严重，阀座跳出金属盖，球体接触阀体，球体和阀体磨损严重。经过仔细分析，主要原因是高温介质下的阀座总是软化，软化的阀座会通过球体的多次摩擦从金属盖中取出，使球体直接接触阀体，因为它们是金属，会导致球体和阀体损坏。

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（3）解决方案：根据现场情况，在制作三通阀大侧盖的过程中，增加密封软阀座的限位设计(图4)，防止软阀座损坏时阀座支撑环弹出拉伤阀球。这种限位增加后，主要有以下三个功能:即使阀座长时间磨损，阀座也不会跳出金属压盖保护球体；由于限位用螺栓固定，更换阀座只需拆卸螺栓，方便更换阀座；由于阀座的固定，可以大大延长阀座的使用寿命。

图3 阀座跳出后，球体与阀体之间的摩擦

图4 阀座增加限位实体图

三、改进结论

反应釜三通E经过上述四个阶段近一年的改进，阀门的效果是显而易见的。从去年试运行时频繁拆装、大量加工更换阀座到生产稳定运行，应该说这次改进非常成功。