高压管压阀易磨损原因分析

高压管压阀易磨损原因分析

0基本结构的卸压阀在管道的维护过程中，试压是非常重要的一部分，旨在检测管道的压能力和螺钉密封性能，并提高运行井的成功率。目前,试压系统中主要采用的是锥形密封结构的卸压阀,这种锥形卸压阀在现场应用中暴露出如下问题:①密封面为锥形面,比较单一,阀心和阀座容易磨损,寿命短;②采用弹簧顶压阀心关闭卸压阀,弹簧及阀组件易腐蚀失效,造成先期关闭不严。针对上述问题,2010年5月,笔者研制了一种球形卸压阀。该球形卸压阀的密封性能良好,阀心和阀座的抗磨损性能大大提高,延长了维修保养周期。在胜利油田分公司孤岛采油厂的应用情况表明,球形卸压阀的免修期比锥形卸压阀延长3月,每年可节约成本21400元。1技术分析1.1卸压阀的结构球形卸压阀主要由顶杆、阀体螺帽、阀体、密封圈、球形阀心、阀心底座、连接螺栓、阀体底座及配套气缸等组成,其结构如图1所示。球形卸压阀采用分体式结构,阀心底座从下部安装,由阀体底座压紧。阀心、阀体底座与阀体之间均安装有密封圈。阀心、顶杆由上部装入,顶杆直径较大部分与阀体之间有密封圈接触,将阀体内部分成上、下腔,下腔分别与进水道和卸载道连通。为了避免顶杆与球形阀心之间因撞击产生压痕,顶杆底部加工成一个圆弧面,将两者之间的点接触方式改为面接触,通过增大受力面积,减轻顶杆对球阀的撞击损坏。1.2接触密封在油管试压加压过程中,顶杆在气缸的作用下压紧球形阀心,使阀心与阀心底座接触密封,进水道与卸载道断开;当压力达到20MPa以上,稳压10s以后,电磁阀换向,气缸带动卸压阀顶杆上移,球形阀心压力消失;在水压作用下,球形阀心脱离底座,进水道与卸载道接通,开始卸压,如此往复进行。1.3阀、阀、钢球直径2.密封件通孔直径:20mm;气缸型号:QGBQ100×75;缸径:100mm;行程:75mm;气缸到支撑点的距离:250mm;卸压阀到支撑点的距离:90mm;钢球直径:10mm;阀心底座内通孔直径:8mm;顶杆底面加工成半径为5mm的圆弧面,表面粗糙度为0.8μm。1.4密封面的选择(1)球形阀心代替锥形阀心,卸载时,在水压冲击下阀心会不断旋转,密封时有不同的面与底座接触,增大了阀心密封面。(2)采用气缸顶压密封,避免了弹簧的腐蚀失效,同时提高了阀心与阀心底座的同轴度,增强可靠性。(3)一次性卸载,卸压速度快,可以避免卸载时因油管内部残存压力而造成油管上、卸扣时损伤螺纹。2现场应用与效率分析2.1基本性能分析将球形卸压阀在孤岛采油厂准备油管厂的2套SY—III型上扣式油管试压机上应用,并与锥形卸压阀的应用效果进行对比,其结果分别如表1和表2所示。由表1和表2可以看出,锥形卸压阀的维修保养次数为平均每月3次,而球形卸压阀的维护保养次数为平均每月0.3次,免修期延长3月,有效提高了工作效率和油管修复质量。2.2卸压阀的维护与保养(1)气缸工作压力应调节适当,防止压力不足影响密封效果。(2)卸压阀需要定期清洗与保养,及时清除阀体内部及密封面处的污垢、锈渍等,以保证其密封性能。(3)活动部件及受力部件应定期检查保养,磨损严重时及时更换。2.3阀心及阀座更换的成本球形卸压阀密封性能良好,阀心阀座抗磨损性能大大提高,可减少维护保养费用及人工成本,具体如下:锥形卸压阀平均每年需要更换阀心及阀座6次,每套阀心及阀座成本为3600元,年维修费用为21600元;球形卸压阀半年左右更换1次球阀及球座,每套成本为100元,每年维修费用约为200元。因此,球形卸压阀每年可以节约成本21400元。3提高设备事故降压机(