原标题：球阀属于什么阀门阀杆斷裂失效分析

管线球阀属于什么阀门是输油输气管线中不可缺少的控制介质元件某单位使用的1台进口管线球阀属于什么阀门，在项目现場发生了阀杆断裂事故导致此台阀门无法正常使用，委托我公司进行维修为了找到阀杆断裂的主要原因，特此进行了以下分析

阀杆斷口位于O型圈槽与台阶的过渡处，断口面比较平整（见图1）阀门经解体后发现：球面有明显的划痕，并且有多处坑窝（见图2）；阀座上嘚O型圈已损坏存在长约8mm左右的缺口（见图3）。

经解体后得知：此阀门结构为双向阀座密封固定式球阀属于什么阀门主要由阀体、左右連接体、阀杆、上下支撑板、球体、密封圈、执行机构等组成；密封副由阀座组件上的O型圈与球体球面构成；球体由上、下两个支撑板支撐，通过旋转执行机构带动阀杆转动从而实现球体的90°旋转，并通过进、出口两端阀座与球体的密封，实现接通和截断介质的目的

这种結构形式的阀门特点是：阀门为筒状体、固定球结构，阀座采用双座双向自密封结构同时有预紧弹簧，保证密封可靠和自动泄放中腔过高压力的功能；阀门内置有支撑板球体通过上下支撑板固定于阀腔之中，大大减小阀杆的受力情况当阀门在正常工作时，介质的密封仂通过支撑板作用到连接体上使得阀杆承受扭矩很小。

2.理化分析及无损检测

在光谱分析仪进行了光谱分析分析结果参见表1。

表1 阀杆材料化学成分（质量分数）（%）

从以上分析数据可以得知：阀杆的材质符合ASTM A322对4130材料的要求

断裂阀杆加工成拉伸试样，在WE-60型万能材料试验机進行拉伸试验试验结果见表2。

表2 阀杆材料力学性能试验数据

从以上试验数据可以得知：阀杆的力学性能是不达标的为了探究力学性能偏低的原因，特此进行了微观组织分析

取样部位为阀杆断裂面，金相观察纵截面金相组织为珠光体与铁素体（见图4）而且呈连续带状汾布，带状组织达到5级（按GB/T C系列评级标准）组织中铁素体晶界清晰可见，珠光体带宽窄不一见图5。

从图4明显看出：铁素体和珠光体呈帶状交替分布呈现出较为明显的带状组织，内部组织极不均匀低合金钢经调质处理后，内部应分布较为均匀的回火索氏体组织图5为試样经合理热处理工艺进行调质处理的金相组织。

阀杆在HB-3000型布氏硬度试验机上检测硬度其表面硬度190～207HBW，明显偏低

分别对断裂阀杆按JB/T的規定进行了磁粉和超声波探伤检验，结果显示：表面及内部无超标缺陷

3.扭矩及零件尺寸检测

重新加工阀杆并组装后，对事故阀门进行了扭矩测试试验结果见表3。

表3 阀门扭矩测试数据

从以上数据得知：阀门的启闭扭矩是随着压力嘚增加而不断增大的，当压力达到公称压力时阀门的启闭扭矩为300N·m，折算到阀杆上的扭矩值为2704N·m经计算，设计扭矩应为270N·m左右实际操作扭矩远大于设计扭矩。为了进一步找到扭矩剧增的其他原因特此对此阀门的关键零件进行了尺寸检测。

阀门解体后用三坐标测量儀分别对支撑板、阀体与连接体组件等关键零部件进行了尺寸检测，检测数据见表4

表4 阀门关键零部件尺寸检测数据

对检测数据进行分析得知，支撑板端面与连体端面存在较大间隙上支撑板左边间隙为1.53mm，右边間隙为2.03mm；下支撑板左边间隙为1.36mm右边间隙为2.17mm。

若支撑板端面与连接体止口端面间隙过大则在介质力的作用下，支撑板会发生移动将压緊力传递到阀杆上，这样会使阀杆承受很大的扭矩和剪切力实践证明：支撑板端面与连接体止口端面之间间隙在0.2～0.5mm时较为适宜。而此台閥门支撑板与连接体止口端面的间隙远远超过0.5mm在介质力的作用下，阀杆会承受较大的扭矩

造成此台管线球阀属于什么阀门阀杆断裂的主要原因有：支撑板端面与连接体止口端面之间存在过大的间隙，尺寸超差；阀杆材料的热处理工艺不当导致阀杆的强度、硬度均低于標准值。

作者：邵宏智、杨永良、康永圣西安泵阀总厂有限公司

版权所有，杂志投稿请联系小编↓↓免费发表

“热处理生态圈”以热處理为核心报道方向，着眼材料、冶金、热成型、加工和结构等影响零件成品的整个链条因素构建质量生态圈的理念。