管線凯时在线平台网址是输油输气管線中不可缺少的控制介质元件。某单位使用的1台进口管線凯时在线平台网址，在项目现场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。

閥杆斷口位于O型圈槽與台階的過渡處，斷口面比較平整（見圖1）。閥門經解體後發現：球面有明顯的劃痕，並且有多處坑窩（見圖2）；閥座上的O型圈已損壞，存在長約8mm左右的缺口（見圖3）。

1.分析過程

经解体后得知：此阀门结构为双向阀座密封固定式凯时在线平台网址，主要由阀体、左右连接体、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、下两个支撑板支撑，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。

這種結構形式的閥門特點是：閥門爲筒狀體、固定球結構，閥座采用雙座雙向自密封結構，同時有預緊彈簧，保證密封可靠和自動泄放中腔過高壓力的功能；閥門內置有支撐板，球體通過上下支撐板固定于閥腔之中，大大減小閥杆的受力情況。當閥門在正常工作時，介質的密封力通過支撐板作用到連接體上，

2.理化分析及無損檢測

（1）化學成分 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。
（2）力學性能試驗
断裂阀杆加工成拉伸试样，在WE-60型万能材料试验机进行拉伸试验，试验结果见表2。 表2  阀杆材料力学性能试验数据

從以上試驗數據可以得知：閥杆的力學性能是不達標的。爲了探究力學性能偏低的原因，特此進行了微觀組織分析。
（3）微觀組織分析
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），而且呈连续带状分布，带状组织达到5级（按GB/T13299-1991 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。

從圖4明顯看出：鐵素體和珠光體呈帶狀交替分布，呈現出較爲明顯的帶狀組織，內部組織極不均勻。低合金鋼經調質處理後，內部應分布較爲均勻的回火索氏體組織。圖5爲試樣經合理熱處理工藝進行調質處理的金相組織。

（4）表面硬度檢測

閥杆在HB-3000型布氏硬度試驗機上檢測硬度，其表面硬度190～207HBW，明顯偏低。

（5）無損檢測

分別對斷裂閥杆按JB/T4730-2005的規定進行了磁粉和超聲波探傷檢驗，結果顯示：表面及內部無超標缺陷。

3.扭矩及零件尺寸檢測

（1）扭矩檢測

重新加工閥杆並組裝後，對事故閥門進行了扭矩測試，試驗結果見表3。

表3  閥門扭矩測試數據

從以上數據得知：閥門的啓閉扭矩是隨著壓力的增加而不斷增大的，當壓力達到公稱壓力時，閥門的啓閉扭矩爲300N·m，折算到閥杆上的扭矩值爲2704N·m。經計算，設計扭矩應爲270N·m左右，實際操作扭矩遠大于設計扭矩。爲了進一步找到扭矩劇增的其他原因，特此對此閥門的關鍵零件進行了尺寸檢測。

（2）零件尺寸檢測

閥門解體後，用三坐標測量儀分別對支撐板、閥體與連接體組件等關鍵零部件進行了尺寸檢測，檢測數據見表4。

表4  閥門關鍵零部件尺寸檢測數據

對檢測數據進行分析得知，支撐板端面與連體端面存在較大間隙。上支撐板左邊間隙爲1.53mm，右邊間隙爲2.03mm；下支撐板左邊間隙爲1.36mm，右邊間隙爲2.17mm。

若支撐板端面與連接體止口端面間隙過大，則在介質力的作用下，支撐板會發生移動，將壓緊力傳遞到閥杆上，這樣會使閥杆承受很大的扭矩和剪切力。實踐證明：支撐板端面與連接體止口端面之間間隙在0.2～0.5mm時較爲適宜。而此台閥門支撐板與連接體止口端面的間隙遠遠超過0.5mm，在介質力的作用下，閥杆會承受較大的扭矩。

4.結語

造成此台管線凯时在线平台网址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。