超高压阀门水压试验用端面自密封盲板

　　介绍一种用于超高压阀门水压试验台工艺装置的端面自密封盲板的工作原理、结构、特点及应用。

1、概述

　　按照相关规定，每台阀门出厂前均须进行压力试验，包括压力强度试验和密封试验。随着阀门使用参数的增高，对阀门检验和试验设备的要求也越来越高。

2、水压试验

　　阀门水压试验时由试验台提供夹紧力，阀门通道两端采用试验盲板封堵，盲板与阀门通道端面之间用密封圈密封，试验介质由进水管进入阀门内腔，通过增压泵加压至阀门试验压力。阀门水压试验盲板一般采用轴向密封和端面密封。

　　2.1、轴向密封

　　轴向密封( 图1) 的密封性好。当两端试验盲板在内压力作用下由于螺纹间隙和丝杆弹性变形( 拉长) 向两侧张开时，盲板及密封圈可以在阀门通道内位移，保证密封。若采用较大的夹紧力使试验盲板在内压力作用下不位移，容易损伤阀门，影响阀门使用寿命。通过设计计算，在高压状态下，轴向间隙控制在0. 6 ～ 0. 9mm，能够保证密封性能。由于采用轴向密封，超高压大口径阀门受自重影响，导致单边间隙加大，密封难以控制，且橡胶圈在高压下存在挤出的风险。不同配管的坡口尺寸不同，需要不同尺寸的盲板。试验后，盲板拆卸困难。

1. 盲板2. 密封圈3. 试验阀门

图1 轴向密封

1. 盲板2. 密封圈3. 试验阀门

图2 端面密封

　　2.2、端面密封

　　端面密封( 图2) 盲板加工精度要求低，适用于不同配管尺寸，试验盲板的通用性强。试验完成后，工装容易拆卸。避免了阀门试验时由于自重造成单边泄漏。由于超高压大口径阀门内压力非常大，受螺纹间隙和丝杆弹性变形等因素影响，两端盲板会向两侧张开，端面密封容易泄漏，且压力越大越容易泄漏。

3、端面自密封结构

　　结合盲板轴向密封和端面密封的特点，设计了一种端面自密封结构用于超高压阀门水压试验( 图3) 。在试验盲板上增加环状槽，装入盲板环和密封圈。当阀门内压力升高时，两端盲板在内压力作用下向两侧张开，在环a 和环b 面积差产生的推力作用下，盲板环与阀门端面紧密贴合，自动密封。水压试验时内压力F 与环a 和环b 面积差产生的推力f为

　　式中F———阀门水压试验内压力，N

　　D———阀门通道孔最大内径尺寸，mm

　　Pm———阀门水压强度试验压力，取不低于

　　1. 5倍的38℃下压力额定值，MPa

　　f———盲板环面积差产生的推力，N

　　Aa———环a 面积，mm2

　　Ab———环b 面积，mm2

1. 盲板2. 密封圈3. 盲板环4. 试验阀门

图3 端面自密封

　　端面自密封盲板密封性好，压力越高密封性能越好，解决了不同口径阀门工装繁多问题，易拆装，避免了超高压、大口径阀门自重导致单边间隙加大，密封难以控制，密封圈在高压下易挤出的问题和风险。

4、应用

　　采用水压试验台端面自密封盲板对超临界水压试验堵阀进行强度试验( 图4 ) ，阀门公称尺寸DN500，工作压力27MPa，工作温度580℃，水压试验强度72MPa。在1 413T 的内压力下，两侧盲板与阀门端面间隙达到5mm，在盲板环面积差产生的推力作用下，盲板密封可靠。

图4 阀门强度试验

5、结语

　　超高压阀门在水压试验机上采用端面自密封盲板进行水压试验，密封性好，通用性强，操作性好，降低了盲板加工难度，节约了成本。