城镇供水管网分布于城市的每个角落, 但是由于主客观多方面的原因, 管道往往要出现一些故障, 管网总是要不断更新改造, 用水户经常要有增减, 因此局部管段的停水现象总是难以避免。为了缩小停水范围, 在管网内适当地安装控制阀门十分必要。
阀门的完好率, 关系到阀门的选型、阀门的制造、管路的设计、阀门的组装、阀门的启闭作业及阀门的管理, 当然最主要的原因还是阀门的质量。
1 阀门的材质
供水管网中的阀门, 过去阀体、阀盖、变速传动箱材质多数是灰口铸铁, 部分为球墨铸铁。鉴于管材、管件均推广使用球墨铸铁, 阀门的材质亦应如此。从而提高铸件的质量, 且降低阀门的重量, 特别是阀板首先应使用球铁件(QT405- 10)。
应该指出, 由于阀体各部位厚薄不一, 铸件球化的难度是较大的, 应有相应的措施, 确保铸件质量。目前阀体铸造上尚存在一些问题, 譬如球墨铸铁的理化指标除个别厂家外, 多数控制不严, 并且用型砂翻铸, 大量以机械加工成型。建议各厂家建立严格的质量控制体系, 对于数量较大的中小口径阀门采用消失模法造型, 大口径阀门采用树脂砂造型, 并且要求铸件应有有效消除内应力的措施, 推广抛丸清砂措施。铸件的缺陷, 不允许用焊补方式消除, 否则应采取措施消除焊补形成的内应力, 进行更严格的检验, 并向用户说明情况。
2 阀杆的密封填料
阀门的滴漏往往出现在阀杆的密封填料上, 特别是大口径阀门因填料的维护而停水, 代价是昂贵的。因此对于提高密封填料的耐久性是十分必要的, 一方面用料恰当, 不易老化, 另一方面要求填料磨损很小。加之管网中阀门启闭次数有限, 应力求数十年不更换为好。在考察中上海某公司对于 DN100- 2600mm 的各类阀门的阀轴盘根填料均采用三道细胶圈及一个胶质防护罩, 只要阀体、阀盖组装的同心度有保证, 胶圈接触面的光洁度好, 据该公司介绍可保证十年启闭不滴漏, 这种阀轴密封方式比起人字形胶圈、弹性石墨填料等简单, 并使启闭力矩减少等优点, 值得借鉴。
3 阀门的变速传动箱
大口径阀门由于启闭力矩的关系, 配备了变速传动箱。对于这样的部件希望制造中注意以下几点。
3.1 箱体上有启闭限位的装置, 这种装置的调节螺帽应设在箱体内。
3.2 箱体结构尽量小巧并牢固, 若启闭操作过度, 不致于箱体破裂。
3.3 传动结构设计合理, 启闭时只能带动阀轴旋转, 不使其上下窜动;传动部件咬合正常, 不产生带负荷启闭时分离打滑。
3.4 变速传动箱在地下水位较高的地区往往容易被水浸泡, 所以箱体应有密封措施。有些阀门制造厂家把阀轴填料处的外壳与变速传动箱连成整体, 一旦填料处漏水, 就很容易串入箱体内, 这一点是需要改进的。
3.5 阀门的操作机构。供水管网中的管道通常暗埋, 阀门设井保护, 明杆阀门是不适用的, 阀门的启闭力求从地面作业, 因此阀门启闭端应设方榫帽, 而手轮是不适宜的。启闭方向一律要求顺时针旋转关阀, 订货时应以明确。阀门的启闭度应有标示盘, 这种标示盘应从地上观察到, 标示盘的刻度应铸造在铸件上, 可刷上荧光粉, 以便醒目。不应使用铝皮等材料, 指针与启闭限位的刻度应安装前调试好, 并锁定。近来有些厂家对中小口径闸阀, 也设计了相应启闭标示盘, 这是值得赞许的事。
4 阀门的性能与测试
评价阀门的性能与性能检测时, 要关注以下几点。
4.1 阀门在工作水压下启闭灵活、轻便, 在工作水压下用扭矩搬手检测开启力矩。
4.2 阀门关闭严密, 在 1.1 倍工作水压下, 不渗漏或滴漏符合标准要求(金属密封的蝶阀), 这要求阀门的两侧轮流承压、分别检测, 且多次启闭达到同样效果。要求各种口径、不同类型的阀门, 均应在制造厂家及有检测资格的单位, 进行带负荷启闭的寿命检测。这种检测也包括对阀轴密封效果的评价。
4.3 阀门过流能力要强。特别是蝶阀, 蝶板的过流阻力要小、过流有效面积要大。这要求各种口径、不同类型的阀门也应在有检测资格的单位, 进行流阻系数的测定。
4.4 阀体承内水压的能力应与管道一致, 也就是阀门开启状态下, 阀门能承受管道试验压力的要求。
4.5 在考察的厂家中, 个别阀门厂可进行 DN≤600mm阀门的寿命、流阻、扭矩等的测试, 不少的阀门厂不具备这样的手段。
5 阀门的内衬与外防腐
阀门是产品, 外观质量一方面是产品的形象, 另一方面安装在阀井内,有时浸泡在水中, 有时位于潮湿的空间, 防止锈蚀是重要的。阀门是输送饮用水设备, 阀体内衬材料一定要无毒, 要耐腐蚀、耐磨, 要光洁, 使水流阻力小。特别是蝶阀的蝶板上, 压板、螺栓、蝶板材质不同, 很容易发生电化学腐蚀, 腐蚀生成的铁锈延伸至密封面, 影响阀门的密封效果, 因此内衬要复盖完善。
理想的做法是阀体、阀盖、变速传动箱体内外抛丸清砂后, 再作静电喷涂无毒环氧树脂, 可以达到上述的效果。在天津、上海相关公司对小口径阀门就有这方面的作业线。多数厂家阀体内外刷涂防锈漆, 有些漆含铅等有害物质, 不符合卫生要求。
6 阀门的说明书
阀门是设备, 在设备出厂时的说明书上应标明以下技术数据: 阀门规格; 型号; 工作压力; 制造标准; 阀体材质; 阀杆材质; 密封材质; 填料材质; 阀门启闭方向; 转数; 工压状况下启闭最大力矩; 制造厂厂名: 出厂日期: 重量;连接法兰盘的孔径、孔数、中心孔距, 并希望以图示方式标明长、宽、高的控制尺寸; 标明流阻系数; 有效启闭次数及安装、维护注意事项等。
6.1 阀门的组装
6.1.1 阀门与管道的连接方式。为了便利阀门的装拆, 一般在阀门与管道连接一侧安装可固位伸缩器, 有些企业对于 DN≤400mm 的阀门用单盘连轴器(活法兰)代替固位伸缩器。现在有些阀门制造厂家有带固位伸缩器的阀门产品, 是值得欢迎的, 但价格比一般阀门另加伸缩器的价格还高是不太合理的, 影响了它的推广使用。
6.1.2 阀门不宜过早进入工地。管道施工是一个较长的过程, 施工负责人往往担心材料供应上的问题, 开工就把阀门等附属设备领到工地, 甚至按安装桩号一次性运至现场, 这样阀门在数月内摆在工地日晒雨淋, 无人监管, 问题也就容易产生。
建议管道施工过程中, 用双平替代管的方式连接, 待管道施工完毕, 管内杂物清扫及阀门井砌筑后(井上预制钢筋砼板未盖上), 再将阀门运至工地逐个安装就位, 然后完成砌井的收尾工作。北京市自来水公司大口径阀门安装就是采取这样的措施, 值得借鉴。
6.1.3 阀门组装后的检验。阀门监理验收人员在阀门现场组装后, 应对组装情况进行检查, 看是否符合图纸要求; 是否符合运行管理的需要; 启闭检查, 启闭指示读数与实际启闭情况是否吻合; 启闭转数是否与说明书一致; 大口径管道还应钻入管内检查与清洗密封面; 并作好验收记录, 建立好阀门技术档案。
7 阀门的运行管理
阀门能否启闭良好, 不仅要阀门选型恰当、产品质量好、精心施工安装, 而且还要周到的管理, 才能起到“养兵千日, 用兵一时”的效果。
良好的运行管理体现在以下三个方面:
技术资料齐备; 阀门运行管理周到; 阀井状况良好。
7.1 阀门的技术资料。阀门的技术资料, 包括阀门出厂说明书; 阀门购进后的检验合格单; 阀门组装及位置卡片; 阀门检修记录。对于街道的变迁, 阀门卡片应及时更新, 力求建立 GIS 管理系统。
7.2 阀门运行管理。阀门运行管理的质量要求包括阀门应关闭严密或基本严密; 阀门轴杆密封填料处不串漏; 阀门启闭轻便, 指示完好。阀门运行管理日常工作包括阀门历次启闭操作单的报批记录及操作记录的完善;阀门定期周检的启闭记录等。对于长期没操作过的阀门, 根据口径的大小,定出不同的周检周期是必要的, 一般仅启闭活动数拾转, 若要作完全关闭操作则慎重。对于发现的故障应提出相应的大中修计划, 及时处理, 特别关闭后无法开启的阀门应像抢修爆管一样进行紧急处理。
