球閥閥桿的斷裂失效分析

管線球閥是輸油輸氣管線中不可缺少的控制介質(zhì)元件。某單位使用的1臺(tái)進(jìn)口管線球閥，在項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生了閥桿斷裂事故，導(dǎo)致此臺(tái)閥門無(wú)法正常使用，委托我公司進(jìn)行維修。為了找到閥桿斷裂的主要原因，特此進(jìn)行了以下分析。

閥桿斷口位于O型圈槽與臺(tái)階的過渡處，斷口面比較平整。閥門經(jīng)解體后發(fā)現(xiàn)：球面有明顯的劃痕，并且有多處坑窩；閥座上的O型圈已損壞，存在長(zhǎng)約8mm左右的缺口

1.分析過程

經(jīng)解體后得知：此閥門結(jié)構(gòu)為雙向閥座密封固定式球閥，主要由閥體、左右連接體、閥桿、上下支撐板、球體、密封圈、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等組成；密封副由閥座組件上的O型圈與球體球面構(gòu)成；球體由上、下兩個(gè)支撐板支撐，通過旋轉(zhuǎn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)帶動(dòng)閥桿轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)球體的90°旋轉(zhuǎn)，并通過進(jìn)、出口兩端閥座與球體的密封，實(shí)現(xiàn)接通和截?cái)嘟橘|(zhì)的目的。

這種結(jié)構(gòu)形式的閥門特點(diǎn)是：閥門為筒狀體、固定球結(jié)構(gòu)，閥座采用雙座雙向自密封結(jié)構(gòu)，同時(shí)有預(yù)緊彈簧，保證密封可靠和自動(dòng)泄放中腔過高壓力的功能；閥門內(nèi)置有支撐板，球體通過上下支撐板固定于閥腔之中，大大減小閥桿的受力情況。當(dāng)閥門在正常工作時(shí)，介質(zhì)的密封力通過支撐板作用到連接體上，使得閥桿承受扭矩很小。