在以下雙活塞效應(yīng)（DPE）密封結(jié)構(gòu)示意圖中，各作用力均描述如下：

FF—閥座彈簧彈力        F△A—干線/閥腔壓力對閥座作用合

FR—閥座所受合力        A—合力作用面積

由附圖 2.1 與附圖 2.2 可見，以雙活塞效應(yīng)結(jié)構(gòu)（DPE）閥座為受力分析對象，干線壓力與閥腔壓力對閥座的作用力 FR= FF+ F△A，所受合力 FR 方向始終指向閥座，即干線與閥腔壓力均使閥座密封圈向球體壓緊，始終實(shí)現(xiàn)球閥閥座良好密封。

附圖 2.1 Double Piston Effect（DPE）結(jié)構(gòu)及密封原理示意圖（干線壓力對閥座作用力）

附圖 2.2 Double Piston Effect（DPE）結(jié)構(gòu)及密封原理示意圖（閥腔壓力對閥座作用力）

球閥抱死故障判斷及排除流程圖

步驟 1：須首先打開傳動(dòng)齒輪箱判斷是否由傳動(dòng)齒輪箱內(nèi)發(fā)生嚴(yán)重銹蝕、軸承損壞或存在異物卡阻，導(dǎo)致閥門無法正常操作。若判定非此原因則進(jìn)入下面步驟。

步驟 2：對球閥進(jìn)行排污操作，若閥腔內(nèi)有氣壓，則可初步判斷抱死原因?yàn)槊芊庾ㄗ?。密封閥座正常應(yīng)有0.003英寸的橫向移動(dòng)空間，若注入的密封脂硬化、污物雜質(zhì)卡入閥座縫隙、或密封座彈簧工作不正常均可造成密封座卡阻、球閥抱死。

步驟 3：對球閥排污，若腔內(nèi)無氣壓，則判斷為由閥腔與干線壓差過大導(dǎo)致球閥抱死。閥腔與干線壓差過大時(shí)，密封座壓緊球面，操作扭矩過大，球閥抱死無法正常操作。

根據(jù)球閥密封原理、故障原因分析及球閥抱死故障實(shí)地成功排除經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)抱死故障排除方法如下：

（1）傳動(dòng)齒輪箱故障：作為預(yù)防性維護(hù)，須每年定期打開齒輪箱，檢查箱內(nèi)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)潤滑、防銹及部件完好情況，清理箱內(nèi)污水、異物，并更換補(bǔ)充新鮮黃油，若軸承等部件損壞須及時(shí)更換，以確保傳動(dòng)機(jī)構(gòu)工作狀態(tài)良好，閥門操作順暢。

（2）密封座卡阻故障：首先注入清洗液浸泡（浸泡時(shí)間可根據(jù)閥門注脂情況而定）、再經(jīng)排污排出污物雜質(zhì)，消除密封座卡阻；若經(jīng)反復(fù)清洗、排污，閥門仍無法正常操作，可判斷為密封座彈簧等部分異常，須拆卸解體閥門進(jìn)行檢修。

（3）閥腔與干線壓差過大：一般首先注入清洗液浸泡后排污，清洗掉密封面原有密封脂，若閥門本身存在一定量內(nèi)漏，則可實(shí)現(xiàn)閥腔與干線壓力平衡；若故障仍存在，則考慮按照圖 3.1 所示制作排污咀注氣裝置連接到球閥排污咀平衡閥腔與干線壓差，消除抱死故障。這套平壓裝置結(jié)構(gòu)簡單易于制作，且效果明顯，利用該套裝置已成功解決我公司如大港站某廠 12〞球閥等其他多起閥門抱死故障。如圖 3.1 機(jī)加連接件一端為快裝接頭，一端為配合排污咀接口規(guī)格的螺扣，建議工程師根據(jù)常見閥門排污咀接口規(guī)格制作一組機(jī)加連接件隨時(shí)備用。

圖 3.1 排污咀注氣裝置示意圖

為預(yù)防閥門抱死故障發(fā)生，提高天然氣管道在用球閥的可靠性、延長閥門使用壽命，特提出如下建議和預(yù)防性維護(hù)措施：

1、改進(jìn)排污咀安裝方式：普通球閥的排污咀是直接安裝到閥體接口上的，由于閥門可能存在內(nèi)漏，當(dāng)排污咀出現(xiàn)故障或需要向閥腔注氣平壓時(shí)，必須拆卸排污咀進(jìn)行維修，漏入閥腔的高壓介質(zhì)將可能對維修作業(yè)人員帶來危險(xiǎn)。因此建議干線球閥排污咀安裝推廣兩閥組設(shè)計(jì)方式，在排污咀前加裝兩個(gè)控制閥與閥體相連，控制閥后安裝排污咀，以提高相關(guān)維護(hù)、檢修作業(yè)的便利性與安全性。另外兩閥組排污咀安裝方式還可實(shí)現(xiàn)大口徑排放，以減少漸開排污咀時(shí)產(chǎn)生截流冰堵的風(fēng)險(xiǎn)。如下圖 4.1 所示。

圖 4.1 干線球閥兩閥組排污咀安裝示意圖