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供水管 网中阀门选用说明

发布时间:2014-08-04  来源:福建阀门  编辑:标光阀门

  供水管网是由管道和阀门等各种管道附件、配件所组成的。根据各种不同的需要(管网的水量,水压的调度和调配,维修抢修的停水需要,新老管线的连接,管道的冲洗等),每天都 要进行阀门的开启和关闭。阀门的 使用寿命和质量决定着管网的正常运行,在管网 中起着举足轻重的作用,必须给予高度重视。

  由于管 网是连接供水企业和广大用户之间的桥梁,因此可以这样讲:一个供 水企业管理工作的好坏体现在管网的正常运行上;而供水 管网的正常运行,又是与 阀门的寿命和质量紧密相关的。下面就 供水管网的阀门选择,提出几点意见。

  1、阀门在 供水管网中的功能

  供水的 管网将把水厂送出的自来水输配至千家万户,因此供 水管网分布于城市的每个角落,供水管 网的管道长度少至数百公里,多至数千公里。

  水的不 可替换性和人们生存的必须性,决定了 供水管网安全运行的重要性。但是由 于主客观多方面的原因,管道往 往要出现一些故障,管网总 是要不断更新改造,用水户 经常要有增减因此局部管段的停水现象就是难以避免。为了缩小停水范围,在管网 内适当地安装控制阀门乃是十分必要。因此在 一座城市的供水管网中,阀门数目成千上万,且无规 则地分布于城市街道的下面。

  阀门是一种“养兵千日,用于一时”的控制设备,平时要 求阀门开启要到位,减少管段的水损失。一旦需要,阀门应能封闭迅速,切流可靠。

  阀门的完好率,关系到阀门的选型、阀门的制造、管路的设计、阀门的组装、阀门的 启闭作业及阀门的治理,当然最 主要的原因还是阀门的质量。

  2、题目研讨

  通过20家自来 水公司管网阀门使用情况的调研,通过对 十家阀门制造厂的考察,体会到 阀门在供水管网中作用大、数目多、分布广,题目不少。供水管 网中的阀门操纵并不频繁,长期待命,一旦召唤,难以奏效。因此,在阀门选型、阀门制造、阀门检验、阀门组装、阀门治 理上均有很多内容值得商讨。

  2.1阀门的选型

  (1)闸阀蝶阀

  在供水 管网中为了降低管道覆土深度,一般口 径较大管道选配蝶阀,对覆土 深度影响不大的,力求选配闸阀,致于口 径的分界线应各地按具体情况考虑。从近十 年使用情况而言,蝶阀出 现的故障比闸阀高,因此在 条件许可的情况下,扩大闸 阀的使用范围是值得关注的。

  (2)闸阀

  近年来,国内不 少阀门制造厂家,研制、仿制软密封闸阀,这种闸 阀比传统的楔式或平行双闸板式闸阀有如下特点:

  a.软密封闸阀的阀体、阀盖采 用精密铸造法铸造,一次成型,基本不机械加工,不使用密封铜环,节约有色金属。

  b.软密封 闸阀底部无凹坑,不积存渣物,闸阀启闭的故障率低。

  c.软密封 衬胶阀板尺寸同一,互换性强。

  因此软 密封闸阀将是供水行业乐意采用的一种形式。目前国 内制造的软密封闸阀口径达1500mm,但多数 厂家制造的口径在80-300mm间,国内制 造工艺上尚有诸多题目,从此次 考察的情况而言,上海某 阀门制造公司的阀体是委托国内铸造厂用树脂砂造型翻铸的,软密封 阀板是从国外某公司进口的。该公司 以为软密封闸阀的关键部件是衬胶阀板,而衬胶 阀板的技术要求较高,国外也 不是所有厂家都能达到的,往往是 从质量可靠的厂方购进组装。

  国内软 密封闸阀的铜螺母块是嵌挂在衬胶阀板上方的,类似闸阀的结构,由于螺 母块的活动摩擦轻易使阀板的衬胶剥离。国外某 公司的软密封闸阀,铜螺母 块是镶嵌在衬胶闸板内,形成整体,克服了上述缺点,但阀盖 与阀体组合的同心度要求较高。

  启闭软密封闸阀时,千万不应封闭过死,只要达 到止水效果即可,否则不 易开启或衬胶剥离。山东某阀门制造公司,在阀门试压检验时,使用扭 力板手来控制封闭的程度,作为自 来水公司的阀门操纵职员也应效此种启闭方法。

  (3)蝶阀

  当前蝶 阀选型中关注的几个题目:

  a.中线蝶阀

  中线蝶 阀在我国小口径蝶阀中使用量很大,效果也比较好。在制造 方式上有两大差别:一种阀 体衬胶层后有支承架(以塘沽产品为代表);一种阀 体衬胶层后没有支承架(以郑州产品为代表)。前者衬胶量较少,后者过流面积较大。有人怀 疑后者阀门使用寿命较短,但据调查并非如此。

  b.立式与 卧式蝶阀的比较

  在中、大型蝶阀中,阀轴存 在立式与卧式的区别,通常立 式蝶阀的覆土较深,水中杂 物轻易缠绕轴端,影响启闭;卧式蝶 阀的变速传动箱在侧旁,阀井在 道路上占的平面位置较宽,影响安排其它管线。因此在 中型中径蝶阀用立式为多,大口径 蝶阀在平面位置许可的条件下力求卧式。无论立式或卧式,阀门启 闭指标均应采取措施,以便从地面上观察到。

  c.偏心蝶阀

  中线蝶阀的封闭密封,实质上 一种橡胶衬层的挤压密封,特别是 阀轴四周受挤较大,这样阀 门的使用寿命受到影响,阀门的启闭力矩偏大。为了减 轻这方面的缺点,设计出一维、二维及 三维偏心的蝶阀,其中研 制的三维偏心蝶阀,理论的 密封状态是一种接触密封状态,不少厂 家进行了这方面的研制,其中天 津某厂的产品采用电脑控制的机床加工的,产品接 近这方面的技术要求。

  偏心蝶 阀在承载水压上是有方向性的,特别是 三维偏蝶阀反向承压能力较弱。由于管网是环状的,要求阀 门两向承受压力的要求是相同的,因此订 货时应夸大此项要求。

  d.软密封与金属密封

  供水行 业使用的蝶阀多数是软密封蝶阀,这种密 封方式在使用中出现了以下题目:

  ①橡胶质量不佳,轻易老化、长期受压变形、挤压开裂;

  ②阀门在制造过程中,难以保 证蝶板在阀体腔中的同心度,往往以 过度挤压的方式解决密封题目,从而影 响了阀门的使用寿命;

  ③立式蝶 阀阀轴与轴套的加工精度及止推方式失调,导致蝶板晃动与下垂,形成了渗漏;

  ④蝶阀在 安装施工过程中胶圈受损,影响了密封性。

  一些厂 家针对上述题目进行了以下的改进:

  ①胶圈定点外协生产,加强质量把关,通常用 于供水行业的阀门,选用三 元乙丙橡胶和丁睛橡胶而自然橡胶用的未几,严禁掺和再生胶;

  ②湖北某 厂对蝶板上的密封胶圈的整块压板改成短块燕尾拼装连接,以调节 各部位压板的挤压程度来平衡蝶阀使用寿命,但这种 调节技巧也是很难把握的;

  ③天津及 上海个别厂推出的DB蝶阀及法兰蝶阀,它们的 密封胶圈镶嵌在燕尾槽内,有一定的活动余量,可以自 行调节蝶阀封闭时胶圈的挤压状况;

  ④河南某公司推出一种“氟塑料”密封圈 替换橡胶密封圈,进步密 封圈的耐磨性及抗老化性;

  ⑤不少厂 家推出金属密封蝶阀替换胶圈密封蝶阀。

  金属密 封蝶阀由于密封件的弹性较小,一般采用偏心结构,特别是 用三维偏心结构较为理想。金属密 封蝶阀原用于高压蒸汽管路上,价格较贵,它在运 行中密封面不易损伤,但它的 制造精度要求较高,一旦渗漏难以修复。

  (4)球阀旋塞阀

  蝶阀的 主要缺点是蝶板占据一定的过水断面,增大一定的水头损失;闸阀虽无此题目,但大口 径立式闸阀的高度影响管道的覆土深度,大口径 卧式闸阀的长度,增大管 线占据横向面积,影响其它管线的安排;球阀及 旋塞阀则保持了闸阀的过水断面,又克服了它的缺点。球阀具有结构简单、流阻小、密封可靠、动作灵活,维修及 操纵方便等优点。旋塞阀 亦具有类似优点,唯过水 面积不是正园形。

  球阀及 旋塞阀均比蝶阀重,铸造及加工难度大,价格较贵,一般适 用于中小口径管道上。近十年 由于铸造技术的改进,采用消 失模法或树脂砂法铸造,可避免 或减少机械加工,从而降低了本钱,因此球 阀用于大口径管道上的可行性值得探索。

  近年湖 北某厂仿照美国产品,研制出 扇形偏心旋塞阀,扇形阀板上衬有橡胶,密封性好,启闭力矩小,过流面积大,并通过 了机械部阀门检测中心作过阀门启闭耐久性检验及流阻检测,从而填 补了国内此类阀型的空缺。目前的 扇形偏心旋塞阀底部有一凹槽,轻易积渣,轻易引起启闭故障,应以改进。

  2.2阀门的材质

  (1)供水管网中的阀门,过往阀体、阀盖、变速传 动箱材质多数是灰口铸铁,部分为球墨铸铁。鉴于管材、管件均 推广使用球墨铸铁,阀门的材质亦应如此。从而进步铸件的质量,且降低阀门的重量,特别是 阀板首先应使用球铁件(QT405-10)。

  应该指出,由于阀 体各部位厚薄不一,铸件球 化的难度是较大的,应有相应的措施,确保铸件质量。目前阀 体铸造上尚存在一些题目,譬如球 墨铸铁的理化指标除个别厂家外,多数控制不严,并且用型砂翻铸,大量以机械加工成型。建议各 厂家建立严格的质量控制体系,对于数 目较大的中小口径阀门采用消失模法造型,大口径 阀门采用树脂砂造型,并且要 求铸件应有有效消除内应力的措施,推广抛丸清砂措施。铸件的缺陷,不答应 用焊补方式消除,否则应 采取措施消除焊补形成的内应力,进行更严格的检验,并向用户说明情况。

  在考察 中亦了解到不少阀门制造厂家铸造件采用外协方式解决的,以上风互补的方式,购置外 协部件组装亦是一种经营方式,关键是 对外协件的质量控制要严格。当然对 于购置低质的部件,略加装饰,扣上自身的厂牌,高价出 售的作法是应制止的。

  (2)阀杆建议一律采用2CR13不锈钢材。

  (3)阀杆螺 母建议采用铸铝黄铜或铸铝青铜,且螺母 的硬度及强度大于阀杆。

  2.3阀门的启闭力矩

  为了人 工或机具启闭的轻便,阀门在 工作压力下的启闭力矩≤240N·m,也就是 一个人操纵即可。

  希看阀 门制造厂家首先优化阀门结构的设计,进步部 件组合的同心度、活动部 件接触面的光洁度,减少启闭阻力。倘若仅 仅靠变速传动箱的变速比,增加启 闭转数的方式来减少启闭力矩是不理想的。为了这一目的,机械加 工手段的更新是不容忽视的,如天津 某阀门厂为了进步机械加工的质量,大量配 备电脑程控的机床及加工中心,是值得赞许的。

  2.4阀杆的密封填料

  阀门的 滴漏往往出现在阀杆的密封填料上,特别是 大口径阀门因填料的维护而停水,代价是昂贵的。因此对 于进步密封填料的耐久性是十分必要,一方面用料恰当,不易老化,二方面 要求填料磨损很小,加之管 网中阀门启闭次数有限,应力求 数十年不更换为好。在考察 中上海某公司对于DN100-2600mm的各类 阀门的阀轴盘根填料均采用三道细胶圈及一个胶质防护罩,只要阀体、阀盖组 装的同心度有保证,胶圈接 触面的光洁度好,据该公 司先容可保证十年启闭不滴漏,这种阀 轴密封方式比起人字形胶圈、弹性石墨填料等简单,并使启 闭力矩减少等优点,值得鉴戒。

  2.5阀门的变速传动箱

  大口径 阀门由于启闭力矩的关系,配备了变速传动箱。对于这 样的部件希看制造中留意以下几点:

  (1)箱体上 有启闭限位的装置,这种装 置的调节螺帽应设在箱体内。

  (2)箱体结 构尽量小巧并牢固,若启闭操纵过度,不致于箱体破裂。

  (3)传动结构设计公道,启闭时 只能带动阀轴旋转,不使其上下窜动;传动部件咬合正常,不产生 带负荷启闭时分离打滑。

  (4)变速传 动箱在地下水位较高的地区往往轻易被水浸泡,所以箱 体应有密封措施。有些阀 门制造厂家把阀轴填料处的外壳与变速传动箱连成整体,一旦填料处漏水,就很轻易串进箱体内,这一点是值得改进的。

  2.6阀门的操纵机构

  供水管 网中的管道通常暗埋,阀门设井保护,明杆阀门是不适用的,阀门的 启闭力求从地面作业,因此阀 门启闭端应设方榫帽,而手轮是不适宜的。启闭方 向一律要求顺时针旋转关阀,订货时应以明确。

  阀门的 启闭度应有标示盘,这种标 示盘应从地上观察到,标示盘 的刻度应铸造在铸件上,可刷上荧光粉,以便醒目。不应使用铝皮等材料,指针与 启闭限位的刻度应安装前调试好,并锁定。

  近来有 些厂家对中小口径闸阀,也设计 了相应启闭标示盘,这值得赞许的事。

  2.7阀门的性能与测试

  评价阀 门的性能与性能检测时,要关注以下几点:

  (1)阀门在 工作水压下启闭灵活、轻便,在工作 水压下用扭矩搬手检测开启力矩。

  (2)阀门封闭严密,在1.1倍工作水压下,不渗漏 或滴漏符合标准要求(金属密封的蝶阀),这要求 阀门的两侧轮流承压、分别检测,且多次 启闭达到同样效果。要求各种口径、不同类型的阀门,均应在 制造厂家及有检测资格的单位,进行带 负荷启闭的寿命检测。这种检 测也包括对阀轴密封效果的评价。

  (3)阀门过流能力要强。特别是蝶阀,蝶板的过流阻力要小、过流有效面积要大。这要求各种口径、不同类 型的阀门也应在有检测资格的单位,进行流阻系数的测定。

  (4)阀体承 内水压的能力应与管道一致,也就是 阀门开启状态下,阀门能 承受管道试验压力的要求。

  (5)在考察的厂家中,个别阀门厂可进行DN≤600mm阀门的寿命、流阻、扭矩等的测试,不少的 阀门厂不具备这样的手段。

  2.8阀门的内衬与外防腐

  阀门是产品,外观质 量一方面是产品的形象,另一方 面安装在阀井内,有时浸泡在水中,有时位于湿润的空间,防止锈蚀是重要的。阀门是 输送饮用水设备,阀体内 衬材料一定要无毒,要耐腐蚀、耐磨,要光洁,使水流阻力小。特别是蝶阀的蝶板上,压板、螺栓、蝶板材质不同,很轻易 发生电化学腐蚀,腐蚀天 生的铁锈延伸至密封面,影响阀门的密封效果,因此内衬要复盖完善。

  理想的作法是阀体、阀盖、变速传 动箱体内外抛丸清砂后,再作静 电喷涂无毒环氧树脂,可以达到上述的效果。在天津、上海相 关公司对小口径阀门就有这方面的作业线。多数厂 家阀体内外刷涂防锈漆,有些漆 含铅等有害物质,不符合卫生要求。

  2.9阀门的说明书

  阀门是设备,在设备 出厂时的说明书上应标明以下技术数据:

  阀门规格;型号;工作压力;制造标准;阀体材质;阀杆材质;密封材质;填料材质;阀门启闭方向;转数;工压状 况下启闭最大力矩;制造厂厂名:出厂日期:重量;连接法兰盘的孔径、孔数、中心孔距,并希看 以图示方式标明长、宽、高的控制尺寸;标明流阻系数;有效启闭次数及安装、维护留意事项等。

  2.10阀门的采购

  全国阀门制造厂家约2000多家,河南省就有100多家,有些厂 家仅几个人的作坊,因此阀 门制造质量及价格悬疏很大。为此,强烈呼 吁有关方面整顿阀门制造行业,建立质量许可证制度,取缔伪劣产品。采购阀 门时建议留意以下几点:

  (1)选购厂家切勿单一,货比三家。

  (2)选购的 厂家力求是通过了ISO9001质量体系认证的企业,并留意 所选的产品是否是通过了质量认证的产品。

  (3)根据阀门的用途不同,按上面研讨的题目,述及的论点,提好技术要求。

  (4)较高质量的阀门,价格亦相应较贵,应根据 企业的总体情况,在性能 价格比上选到适应企业需要的产品,不可能是一个模式,一样的价格。

  (5)管网中的阀门,启闭是不频繁的,但要拆换维修,却经济 效益与社会效益的损失是较大的,因而选购质量较好,长期可 不检验的产品是共同的愿看。若因多种原因,将性能 价格比放低一点,那就要 着重考虑产品售后服务的及时性。

  (6)阀门是设备,阀门包 装是不应忽视的,小口径 阀门应力求集装箱运输,大口径 阀门要作好相应的包装,要保证 阀门在长途运输中的完好性。必要时 法兰盘应加堵板,保护密 封面的材质不发生大的变化。

  (7)不少自 来水公司对采购的阀门都要进行适当解体检查,重新试压检验,分歧格的产品,不付款的措施,具有一定的作用,目前还 没有发现那家的产品可以免检的。

  (8)阀门应存放在库房内,若是特 大口径阀门无法放进库房时,露天摆 放也应留意底部排水,上面应有遮盖,决不应日晒雨淋。考察中 发现不少厂家制造出的新阀门一直放在露天日晒雨淋,阀门使 用单位亦是这样,这务必纠正。

  2.11阀门的组装

  (1)阀门与 管道的连接方式

  为了便利阀门的装拆,一般在 阀门与管道连接一侧安装可固位伸缩器,有些企业对于DN≤400mm的阀门用单盘连轴器(活法兰)代替固位伸缩器。现在有 些阀门制造厂家有带固位伸缩器的阀门产品,是值得欢迎的,但价格 比一般阀门另加伸缩器的价格还高是不太公道的,影响了它的推广使用。

  (2)阀门不 宜过早进进工地

  管道施 工是一个较长的过程,施工负 责人往往担心材料供给上的题目,开工就 把阀门等附属设备领到工地,甚至按 安装桩号一次性运至现场,这样阀 门在数月内摆在工地日晒雨淋,无人监管,题目也就轻易产生。

  建议管道施工过程中,用双平 替换管的方式连接,待管道施工完毕,管内杂 物清扫及阀门井砌筑后(井上预 制钢筋砼板未盖上),再将阀 门运至工地逐个安装就位,然后完 成砌井的扫尾工作。北京市 自来水公司大口径阀门安装就是采取这样的措施,值得鉴戒。

  (3)阀门组装后的检验

  阀门监 理验收职员在阀门现场组装后,应对组 装情况进行检查,看是否符合图纸要求;是否符 合运行治理的需要;启闭检查,启闭指 示读数与实际启闭情况是否吻合;启闭转 数是否与说明书一致;大口径 管道还应钻进管内检查与清洗密封面;并作好验收记录,建立好阀门技术档案。

  2.12阀门的运行治理

  阀门能否启闭良好,不仅要阀门选型恰当、产品质量好、精心施工安装,而且还要周到的治理,才能起到“养兵千日,用兵一时”的效果。

  良好的 运行治理体现在以下三个方面:

  技术资料齐备;阀门运行治理周到;阀井状况良好。

  (1)阀门的技术资料

  阀门的技术资料,包括阀门出厂说明书;阀门购 进后的检验合格单;阀门组装及位置卡片;阀门检验记录。对于街道的变迁,阀门卡片应及时更新,力求建立GIS治理系统。

  (2)阀门运行治理

  阀门运 行治理的质量要求包括阀门应封闭严密或基本严密;阀门轴 杆密封填料处不串漏;阀门启闭轻便,指示完好。阀门运 行治理日常工作包括阀门历次启闭操纵单的报批记录及操纵记录的完善;阀门定 期周检的启闭记录等。对于长 期没操纵过的阀门,根据口径的大小,定出不 同的周检周期是必要的,一般仅 启闭活动数拾转,若要作 完全封闭操纵则慎重。对于发 现的故障应提出相应的大中修计划,及时处理,特别封 闭后无法开启的阀门应像抢修爆管一样进行紧急处理。

  (3)阀井状况

  阀井状 况包括阀井砌筑符合设计要求;井盖无 损与路面衔接完好;操纵阀门的孔位正确;井内无杂物及污水;阀门表面无锈斑。由于阀 井内是一密闭的空间,轻易形成缺氧,二氧化碳含量升高,一旦维 修职员下井作业前不进行强鼓风、换气等措施,轻易危及人的生命。在条件许可的情况下,大口径 阀门井应考虑井内空气可长期对流的技术措施为好。对于阀井应定期巡示,及时处理压埋题目,对于井盖丢失、损坏则 应像抢修爆管一样紧急处理。

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