Почему клапан может не открываться после длительного простоя?

Основная причина, по которой клапан не открывается после длительного простоя, заключается в том, что под воздействием среды и окружающей среды внутренние компоненты клапана претерпевают физические или химические изменения при длительной статической работе. Это может привести к застреванию или блокировке подвижных частей (таких как шток клапана, задвижка и шар), что препятствует их нормальной работе.
Конкретные причины можно разделить на следующие четыре категории, охватывающие такие основные проблемы, как коррозия компонентов, воздействие среды и механическое заклинивание.

1. Заклинивание штока клапана и сальниковой коробки: наиболее частая причина заклинивания

Шток клапана — это основной компонент, соединяющий рабочий механизм (рукоятку, маховик) и сердечник клапана (задвижку, шар и т. д.). Его внешняя поверхность находится в тесном контакте с уплотнительной набивкой (например, графитовой, асбестовой, ПТФЭ) в сальниковой коробке. При длительном закрытии клапана его легко заклинить по следующим причинам:
(1) Налипание ржавчины: Если клапан не обработан антикоррозионным средством или среда содержит влагу или коррозионные компоненты (например, водопроводную воду, паровой конденсат), контактная поверхность между штоком клапана (в основном металлическая) и сальником окисляется и ржавеет. Образовавшаяся ржавчина заполняет зазор между штоком клапана и сальником, «склеивая» их, что приводит к невозможности вращения или подъема штока клапана.
(2) Старение и затвердевание сальника: Уплотнительный сальник длительное время находится под давлением (сжатие сальника при закрытии клапана), в условиях высокой температуры или коррозионной среды и постепенно стареет, теряет эластичность и затвердевает, плотно «зажимая» шток клапана, создавая жесткое трение и затрудняя движение штока клапана. (3) Кристаллизация/отложение отложений в рабочей среде: если рабочая среда содержит легко кристаллизующиеся компоненты (например, соленую воду, некоторые химические растворы) или примеси (например, буровой раствор, сварочный шлак), они со временем будут откладываться в зазоре между штоком клапана и сальником, образуя после кристаллизации твердую «корку», которая заклинит шток клапана.

2. «Заклинивание уплотнительной поверхности» между сердечником клапана и седлом клапана: проблема с уплотнительной частью сердечника клапана.

Уплотнительная поверхность между сердечником клапана (заслонкой, шаром, тарелкой клапана и т. д.) и седлом клапана играет ключевую роль в регулировании потока жидкости. При длительном закрытии оба элемента плотно прилегают друг к другу и легко «застревают» под воздействием среды:
(1) Ржавчина/образование накипи на уплотнительной поверхности: Влага и кислород в среде вызывают коррозию металлической уплотнительной поверхности (например, медного сплава, нержавеющей стали), а образующийся слой ржавчины «приклеивает» уплотнительную поверхность сердечника клапана к седлу клапана.
Если среда содержит ионы кальция или магния (например, жёсткая вода), накипь откладывается на уплотнительной поверхности, ещё больше усиливая «прилипание» и не давая сердечнику клапана отделиться от седла клапана. (2) Загрязнения, застрявшие на уплотнительной поверхности: Если до закрытия клапана в трубопроводе остались загрязнения (например, сварочный шлак, грязь и металлическая мука), они будут «вдавлены» жидкостью в уплотнительный зазор между сердечником клапана и седлом клапана. После длительного периода статического давления примеси могут вступить в реакцию со средой (например, окисление) или дополнительно «затянуться» из-за вибрации, заклинив сердечник клапана, словно «клин», лишив его возможности двигаться.
(3) Деформация сердечника клапана (в условиях высоких температур): Если клапан используется в высокотемпературном трубопроводе (например, паропроводе), при длительном закрытии сердечник клапана и седло клапана могут создавать термические напряжения из-за неравномерного изменения температуры (например, локального переохлаждения), что приводит к незначительной деформации сердечника клапана (например, искривлению шибера и изменению эллиптичности шара). Деформированный сердечник клапана образует «натяг» с седлом клапана, принудительно заклинивая его и лишая возможности двигаться.

3. «Отказ от смазки» внутренних компонентов клапана

Подвижные части клапана (такие как резьба штока клапана, зубчатые передачи, подшипники и т. д.) нуждаются в смазке (в основном самосмазывающимися или специальными смазками). Длительное закрытие клапана приводит к отказу системы смазки:
(1) Потеря/высыхание смазки: Если клапан использует смазывающую среду (например, масло), после длительного закрытия клапан не может течь, и масляная пленка на поверхности подвижных частей постепенно теряется и испаряется.
Если используется специальная смазка (например, масло), длительное статическое хранение приведет к высыханию и образованию накипи, потере смазывающего эффекта и резкому увеличению сопротивления трения подвижных частей, что делает невозможным вращение.
(2) Ржавчина и заедание резьбовой пары: Резьбовая пара штока клапана и крышки клапана (например, резьба подъема задвижки и резьба штока запорного клапана) ржавеет из-за влаги из воздуха или утечки рабочей среды, если она не защищена должным образом. Резьбовой зазор заполняется ржавчиной, образуя «мертвый замок», из-за которого шток клапана невозможно поднимать или опускать путем вращения.

4. «Дополнительные воздействия» внешней среды и монтажа

Помимо внутренних проблем клапана, к его неисправному открытию могут привести и внешние факторы:
(1) Клапан «зафиксирован» внешними силами: при длительной эксплуатации вокруг клапана может скапливаться мусор (например, падение изоляции трубопровода, накопление строительного мусора), а также клапан и другие компоненты (например, кронштейны, трубы) могут «застрять» из-за вибрации оборудования, создавая внешнее сопротивление и затрудняя работу клапана.
(2) Неисправность рабочего механизма: рукоятка клапана, маховик, редуктор и другие рабочие механизмы длительное время подвергаются воздействию внешней среды и могут выйти из строя из-за ржавчины (например, попадания дождя на наружные клапаны) или ослабления крепления компонентов (например, чрезмерного зазора в зацеплении шестерен или выпадения шпонки). Даже если внутренние компоненты не застряли, рабочий механизм не сможет привести в движение сердечник клапана, что приведет к «отказу» клапана.