一、閥桿斷裂現象
在工業生產中，閥門閥桿斷裂是一個不容忽視的問題。閥門閥桿斷裂一般發生在上下螺紋根部，此處截面積最小，易出現應力集中及超標現象。尤其當工作條件較大地偏離設計參數時，如某電廠曾多次發生 DN150 電動閘閥開啟后閥桿梯型螺紋退刀槽處拉斷的事故。另一類閥桿斷裂事故則發生于開啟瞬間。表現為閘板尚未脫離閥座，閥桿即在上或下螺紋根部斷裂。其原因通常認為是閘板卡住，這其實只是部分原因或次要原因。一個重要原因是閥體中腔關閉后的異常升壓，亦即閥門關閉后，封閉于上下游兩側密封面之間的中腔流體壓力遠高于上游壓力的現象。
產生這種現象有兩種原因。其一中腔流體被上游流體加熱升溫發生膨脹，導致壓力劇烈升高。其二閘板關閉瞬間流體封閉于中腔，無法外流，中腔空間被閥桿進一步擠壓，由于液體的可壓縮性十分有限，也會使壓力劇增，這一現象尤其易發生在發電廠的 Z962 類主給水閘閥上。同時，其異常升壓一般會成幾何級數增加，遠遠超過閥桿強度設計極限。
二、常見斷裂原因分析
（一）設計與制造因素
1、螺紋根部設計問題
閥桿上下螺紋根部截面積小，這使得在使用過程中易出現應力集中及超標現象。尤其當工作條件較大地偏離設計參數時，這種問題更加突出。例如某電廠曾多次發生 DN150 電動閘閥開啟后閥桿梯型螺紋退刀槽處拉斷的事故，這主要就是因為螺紋根部截面積小，無法承受實際工作中的應力。
2、表面處理問題
氮化處理是閥門制造中的常見工藝，但如果處理不當，會對閥桿產生不良影響。氮化處理可能會使閥桿脆性增加，在使用過程中更容易發生斷裂。例如在一些案例中，經過氮化處理的閥桿在工作一段時間后出現了斷裂現象，經過分析發現，氮化處理導致的脆性增加是一個重要原因。
.jpg)
（二）安裝與調試因素
1、電裝行程調試過位
以某電廠為例，電裝行程調試過位，保護力矩過大引起了閥桿斷裂的事故。調查發現，閥門的閥蓋預緊螺母松動，閥蓋上移，閥桿螺母卡住，這種情況下，電裝行程調試過位，導致保護力矩超出了閥桿的承受范圍，從而引發了閥桿斷裂。
2、閥門行程裝配問題
閥門行程裝配過長或過短都會對閥桿產生影響。如果閥門行程裝配過長，閥桿密封斜面和閥芯銷釘壓和度增大，導致閥芯和閥座環密封過緊，閥桿受力增加容易疲勞。例如在天然氣處理站的閥門故障中，6 寸閥門行程太長，導致閥桿受力增加容易疲勞，從而發生斷裂事故。如果閥門行程裝配過短，閥桿密封斜面和閥芯銷釘壓和度不夠，導致閥芯和閥座環密封不緊，閥門容易內漏。
（三）工作環境因素
1、中腔異常升壓
閥體中腔關閉后的異常升壓現象會對閥桿造成破壞。產生這種現象有兩種原因:其一，中腔流體被上游流體加熱升溫發生膨脹，導致壓力劇烈升高;其二，閘板關閉瞬間流體封閉于中腔，無法外流，中腔空間被閥桿進一步擠壓，由于液體的可壓縮性十分有限，也會使壓力劇增。這一現象尤其易發生在發電廠的 Z962 類主給水閘閥上，同時，其異常升壓一般會成幾何級數增加，遠遠超過閥桿強度設計極限。
2、溫差與壓力波動
溫度和壓力波動也會對閥桿產生影響。在溫差較大的情況下，閥桿容易發生熱脹冷縮，從而導致應力集中，增加閥桿斷裂的風險。例如在閥門冷態關閉熱態后再打開，由于閥桿受熱膨脹伸長使閘板進一步壓緊，增大閘板的關閉力矩，導致閘板住，增加了閥桿斷裂的可能性。同時，壓力波動也會使閥桿承受交變應力，容易引起疲勞斷裂。
.jpg)
三、預防閥桿斷裂的措施
（一）合理設計與選材
1、減少應力集中
在閥門設計時，應充分考慮閥桿的受力情況，避免在螺紋根部等截面積較小的部位出現應力集中現象。可以通過優化結構設計，如增加過渡圓角、減小螺紋根部的尖角等方式，降低應力集中程度。同時，在設計過程中要充分考慮工作條件的變化，確保閥門在各種工況下都能安全可靠地運行。
2、選擇合適材料
選擇合適的閥桿材料是預防斷裂的重要措施。應根據閥門的工作壓力、溫度、介質等因素，選擇具有足夠強度、韌性和耐腐蝕性的材料。例如，對于高溫高壓的閥門，可以選擇15CrMo等高強度合金鋼材料，以提高閥桿的承載能力。此外，還可以對材料進行表面處理，如氮化處理時要嚴格控制工藝參數，避免因處理不當導致閥桿脆性增加。
3、恰當表面處理
在進行表面處理時，要根據材料的特性和工作環境選擇合適的處理方法。例如對于需要提高耐磨性的閥桿，可以采用鍍硬鉻等處理方法，但要注意控制處理后的硬度，避免過硬導致脆性增加。同時，要確保表面處理的質量，避免出現缺陷和不均勻現象。
（二）正確安裝與調試
1、嚴格按照規范操作
在閥門安裝過程中，要嚴格按照安裝規范進行操作。確保閥門的安裝位置正確，連接牢固，密封良好。在調試過程中，要注意電裝行程的調試，避免過位導致保護力矩過大。以某電廠為例，電裝行程調試過位，保護力矩過大引起了閥桿斷裂的事故。因此，在調試過程中要仔細檢查閥門的各項參數，確保符合設計要求。
2、避免安裝問題
安裝過程中要注意閥門行程的裝配，避免過長或過短。閥門行程裝配過長會導致閥桿密封斜面和閥芯銷釘壓和度增大，使閥芯和閥座環密封過緊，閥桿受力增加容易疲勞;行程裝配過短則會導致密封不緊，閥門容易內漏。例如在天然氣處理站的閥門故障中，6寸閥門行程太長，導致閥桿受力增加，容易疲勞，從而發生斷裂事故。
3、定期檢修與維護
定期對閥門進行檢修和維護是預防閥桿斷裂的關鍵措施。通過定期檢查，可以及時發現閥門的潛在問題，如閥桿表面的磨損、裂紋等，采取相應的措施進行修復或更換，避免問題進一步惡化。同時，定期維護還可以保證閥門的密封性能和操作靈活性，延長閥門的使用壽命。
在檢修過程中，要對閥桿進行全面檢查，包括螺紋根部、表面處理情況等。對于發現的問題要及時處理，如更換損壞的閥桿、調整行程裝配等。此外，還要對閥門的其他部件進行檢查和維護，如閥芯、閥座、填料等，確保閥門的整體性能良好。
