公司新闻

一、阀杆断裂现象

在工业生产中，阀门阀杆断裂是一个不容忽视的问题。阀门阀杆断裂一般发生在上下螺纹根部，此处截面积最小，易出现应力集中及超标现象。尤其当工作条件较大地偏离设计参数时，如某电厂曾多次发生 DN150 电动闸阀开启后阀杆梯型螺纹退刀槽处拉断的事故。另一类阀杆断裂事故则发生于开启瞬间。表现为闸板尚未脱离阀座，阀杆即在上或下螺纹根部断裂。其原因通常认为是闸板卡住，这其实只是部分原因或次要原因。一个重要原因是阀体中腔关闭后的异常升压，亦即阀门关闭后，封闭于上下游两侧密封面之间的中腔流体压力远高于上游压力的现象。

产生这种现象有两种原因。其一中腔流体被上游流体加热升温发生膨胀，导致压力剧烈升高。其二闸板关闭瞬间流体封闭于中腔，无法外流，中腔空间被阀杆进一步挤压，由于液体的可压缩性十分有限，也会使压力剧增，这一现象尤其易发生在发电厂的 Z962 类主给水闸阀上。同时，其异常升压一般会成几何级数增加，远远超过阀杆强度设计极限。

二、常见断裂原因分析

（一）设计与制造因素

1、螺纹根部设计问题

阀杆上下螺纹根部截面积小，这使得在使用过程中易出现应力集中及超标现象。尤其当工作条件较大地偏离设计参数时，这种问题更加突出。例如某电厂曾多次发生 DN150 电动闸阀开启后阀杆梯型螺纹退刀槽处拉断的事故，这主要就是因为螺纹根部截面积小，无法承受实际工作中的应力。

2、表面处理问题

氮化处理是阀门制造中的常见工艺，但如果处理不当，会对阀杆产生不良影响。氮化处理可能会使阀杆脆性增加，在使用过程中更容易发生断裂。例如在一些案例中，经过氮化处理的阀杆在工作一段时间后出现了断裂现象，经过分析发现，氮化处理导致的脆性增加是一个重要原因。

（二）安装与调试因素

1、电装行程调试过位

以某电厂为例，电装行程调试过位，保护力矩过大引起了阀杆断裂的事故。调查发现，阀门的阀盖预紧螺母松动，阀盖上移，阀杆螺母卡住，这种情况下，电装行程调试过位，导致保护力矩超出了阀杆的承受范围，从而引发了阀杆断裂。

2、阀门行程装配问题

阀门行程装配过长或过短都会对阀杆产生影响。如果阀门行程装配过长，阀杆密封斜面和阀芯销钉压和度增大，导致阀芯和阀座环密封过紧，阀杆受力增加容易疲劳。例如在天然气处理站的阀门故障中，6 寸阀门行程太长，导致阀杆受力增加容易疲劳，从而发生断裂事故。如果阀门行程装配过短，阀杆密封斜面和阀芯销钉压和度不够，导致阀芯和阀座环密封不紧，阀门容易内漏。

（三）工作环境因素

1、中腔异常升压

阀体中腔关闭后的异常升压现象会对阀杆造成破坏。产生这种现象有两种原因:其一，中腔流体被上游流体加热升温发生膨胀，导致压力剧烈升高;其二，闸板关闭瞬间流体封闭于中腔，无法外流，中腔空间被阀杆进一步挤压，由于液体的可压缩性十分有限，也会使压力剧增。这一现象尤其易发生在发电厂的 Z962 类主给水闸阀上，同时，其异常升压一般会成几何级数增加，远远超过阀杆强度设计极限。

2、温差与压力波动

温度和压力波动也会对阀杆产生影响。在温差较大的情况下，阀杆容易发生热胀冷缩，从而导致应力集中，增加阀杆断裂的风险。例如在阀门冷态关闭热态后再打开，由于阀杆受热膨胀伸长使闸板进一步压紧，增大闸板的关闭力矩，导致闸板住，增加了阀杆断裂的可能性。同时，压力波动也会使阀杆承受交变应力，容易引起疲劳断裂。

三、预防阀杆断裂的措施

（一）合理设计与选材

1、减少应力集中

在阀门设计时，应充分考虑阀杆的受力情况，避免在螺纹根部等截面积较小的部位出现应力集中现象。可以通过优化结构设计，如增加过渡圆角、减小螺纹根部的尖角等方式，降低应力集中程度。同时，在设计过程中要充分考虑工作条件的变化，确保阀门在各种工况下都能安全可靠地运行。

2、选择合适材料

选择合适的阀杆材料是预防断裂的重要措施。应根据阀门的工作压力、温度、介质等因素，选择具有足够强度、韧性和耐腐蚀性的材料。例如，对于高温高压的阀门，可以选择15CrMo等高强度合金钢材料，以提高阀杆的承载能力。此外，还可以对材料进行表面处理，如氮化处理时要严格控制工艺参数，避免因处理不当导致阀杆脆性增加。

3、恰当表面处理

在进行表面处理时，要根据材料的特性和工作环境选择合适的处理方法。例如对于需要提高耐磨性的阀杆，可以采用镀硬铬等处理方法，但要注意控制处理后的硬度，避免过硬导致脆性增加。同时，要确保表面处理的质量，避免出现缺陷和不均匀现象。

（二）正确安装与调试

1、严格按照规范操作

在阀门安装过程中，要严格按照安装规范进行操作。确保阀门的安装位置正确，连接牢固，密封良好。在调试过程中，要注意电装行程的调试，避免过位导致保护力矩过大。以某电厂为例，电装行程调试过位，保护力矩过大引起了阀杆断裂的事故。因此，在调试过程中要仔细检查阀门的各项参数，确保符合设计要求。

2、避免安装问题

安装过程中要注意阀门行程的装配，避免过长或过短。阀门行程装配过长会导致阀杆密封斜面和阀芯销钉压和度增大，使阀芯和阀座环密封过紧，阀杆受力增加容易疲劳;行程装配过短则会导致密封不紧，阀门容易内漏。例如在天然气处理站的阀门故障中，6寸阀门行程太长，导致阀杆受力增加，容易疲劳，从而发生断裂事故。

3、定期检修与维护

定期对阀门进行检修和维护是预防阀杆断裂的关键措施。通过定期检查，可以及时发现阀门的潜在问题，如阀杆表面的磨损、裂纹等，采取相应的措施进行修复或更换，避免问题进一步恶化。同时，定期维护还可以保证阀门的密封性能和操作灵活性，延长阀门的使用寿命。

在检修过程中，要对阀杆进行全面检查，包括螺纹根部、表面处理情况等。对于发现的问题要及时处理，如更换损坏的阀杆、调整行程装配等。此外，还要对阀门的其他部件进行检查和维护，如阀芯、阀座、填料等，确保阀门的整体性能良好。