一、水垢的成因與特性

水垢是水中鈣、鎂離子（如碳酸氫鈣、碳酸氫鎂）在溫度升高、壓力變化或蒸發(fā)濃縮過(guò)程中，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成的難溶性沉淀物，主要成分為碳酸鈣、硫酸鈣、氫氧化鎂及少量金屬氧化物。這些物質(zhì)以結(jié)晶或絮狀形態(tài)附著在閥門(mén)內(nèi)壁、密封面、流道及活動(dòng)部件表面，形成致密或疏松的硬質(zhì)垢層。其特性與水質(zhì)、工況密切相關(guān)：在高溫環(huán)境（如鍋爐、換熱器配套閥門(mén)）中多為堅(jiān)硬的鈣化垢，在常溫循環(huán)水系統(tǒng)中則可能混合泥沙、微生物黏泥形成軟垢，但無(wú)論形態(tài)如何，長(zhǎng)期積累都會(huì)對(duì)閥門(mén)性能產(chǎn)生顯著影響。

二、水垢對(duì)閥門(mén)密封性能的破壞

閥門(mén)的密封性能依賴于密封面（如閥瓣與閥座、閥桿與填料函）的緊密貼合，而水垢的沉積會(huì)直接破壞這一精密配合。以截止閥為例，當(dāng)含有鈣鎂離子的介質(zhì)長(zhǎng)期流經(jīng)閥門(mén)，停機(jī)時(shí)溫度下降導(dǎo)致離子析出，會(huì)在閥瓣密封面形成微米級(jí)的結(jié)晶顆粒。這些顆粒看似微小，卻會(huì)使密封面出現(xiàn)肉眼難察的凹坑或凸起，導(dǎo)致閥門(mén)關(guān)閉時(shí)無(wú)法完全貼合，產(chǎn)生介質(zhì)泄漏。對(duì)于軟密封閥門(mén)（如橡膠密封圈），水垢的棱角還會(huì)劃傷密封材料，加速老化破損。在高壓工況下，這種泄漏風(fēng)險(xiǎn)會(huì)被成倍放大，例如電站鍋爐主蒸汽閥門(mén)若因水垢導(dǎo)致密封失效，可能引發(fā)高溫蒸汽泄漏，甚至釀成安全事故。

三、水垢導(dǎo)致閥門(mén)動(dòng)作失效

閥門(mén)的正常啟閉依賴于閥桿、閥芯、齒輪等活動(dòng)部件的靈活運(yùn)轉(zhuǎn)，而水垢的堆積會(huì)顯著增加部件間的摩擦阻力。在閘閥中，水垢易沉積在閘板與閥座的導(dǎo)向槽內(nèi)，形成 “卡澀點(diǎn)”，導(dǎo)致閘板升降受阻，輕則造成啟閉力矩增大、操作困難，重則完全卡死，使閥門(mén)失去控制功能。對(duì)于球閥、蝶閥等旋轉(zhuǎn)類閥門(mén)，水垢附著在閥球與閥體的密封面間隙或軸套部位，會(huì)破壞潤(rùn)滑層，加劇金屬部件的磨損。在自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，這種卡澀會(huì)導(dǎo)致閥門(mén)響應(yīng)延遲或信號(hào)反饋異常，影響整個(gè)管路系統(tǒng)的調(diào)節(jié)精度，甚至引發(fā)連鎖故障。例如，中央空調(diào)循環(huán)水系統(tǒng)的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥若因水垢卡澀，可能導(dǎo)致水溫控制失衡，增加能耗并降低設(shè)備壽命。

四、水垢加速閥門(mén)材料腐蝕

水垢本身雖無(wú)強(qiáng)腐蝕性，但會(huì)成為電化學(xué)腐蝕的 “溫床”。垢層與金屬表面之間的微小縫隙會(huì)形成 “閉塞電池”，縫隙內(nèi)的介質(zhì)因蒸發(fā)濃縮導(dǎo)致氯離子、硫酸鹽濃度升高，pH 值異常（通常呈酸性或強(qiáng)堿性），引發(fā)局部腐蝕。以不銹鋼閥門(mén)為例，水垢下的縫隙腐蝕會(huì)先在表面形成點(diǎn)蝕坑，逐漸擴(kuò)展為穿透性裂紋；對(duì)于鑄鐵閥門(mén)，水垢覆蓋會(huì)阻礙表面氧化膜的形成，加速基體金屬的銹蝕。更嚴(yán)重的是，某些水垢（如硫酸鈣垢）結(jié)構(gòu)致密，會(huì)阻礙防腐涂層與金屬的直接接觸，使涂層失效。在工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)中，這種垢下腐蝕常導(dǎo)致閥門(mén)殼體變薄、穿孔，尤其是在含有腐蝕性介質(zhì)（如海水、化工溶液）的場(chǎng)景，水垢的存在會(huì)將閥門(mén)壽命縮短 30%-50%。

五、水垢對(duì)閥門(mén)流道與系統(tǒng)效率的影響

閥門(mén)流道內(nèi)壁的水垢會(huì)縮小通流截面積，增加介質(zhì)流動(dòng)阻力，導(dǎo)致壓力損失上升。以 DN100 的管道為例，若內(nèi)壁結(jié)垢厚度達(dá) 2mm，流通面積將減少約 12%，同等流量下壓降會(huì)增加 15%-20%，不僅加劇水泵等動(dòng)力設(shè)備的負(fù)荷，還可能引發(fā)系統(tǒng)流量不足的問(wèn)題。對(duì)于節(jié)流閥、減壓閥等精密調(diào)節(jié)閥門(mén)，水垢還會(huì)干擾介質(zhì)流速分布，導(dǎo)致壓力調(diào)節(jié)失準(zhǔn)。例如，在鍋爐給水系統(tǒng)中，減壓閥若因水垢堵塞阻尼孔，會(huì)造成出口壓力波動(dòng)，影響鍋爐水位穩(wěn)定，甚至觸發(fā)安全保護(hù)裝置誤動(dòng)作。此外，垢層表面粗糙不平，易吸附雜質(zhì)顆粒，形成 “垢上結(jié)垢” 的惡性循環(huán)，進(jìn)一步加劇流道堵塞。

六、水垢危害的典型場(chǎng)景與預(yù)防建議

在鍋爐、熱水器等高溫設(shè)備配套閥門(mén)中，水垢危害最為顯著：某供熱公司曾因未定期清理蒸汽閥門(mén)水垢，導(dǎo)致多個(gè)截止閥密封面損壞，冬季供暖期頻繁停爐檢修，經(jīng)濟(jì)損失達(dá)數(shù)十萬(wàn)元。而在工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)中，冷卻塔補(bǔ)水若未經(jīng)軟化處理，3-6 個(gè)月即可在蝶閥、止回閥內(nèi)形成明顯垢層，導(dǎo)致閥門(mén)故障率上升 40% 以上。

要降低水垢影響，需從源頭控制與定期維護(hù)兩方面入手：水質(zhì)預(yù)處理（如軟化、除鹽）可減少離子含量；選擇抗結(jié)垢材料（如特氟龍涂層閥內(nèi)件）或設(shè)計(jì)便于清洗的流道結(jié)構(gòu)（如直通式閥門(mén)）；定期進(jìn)行化學(xué)清洗（如用檸檬酸溶液去除鈣鎂垢）或機(jī)械除垢（如高壓水沖洗），并檢查密封面磨損情況。

水垢對(duì)閥門(mén)的影響是多維度、漸進(jìn)式的，從初期的密封性能下降到最終的結(jié)構(gòu)失效，每一步都可能埋下安全隱患或增加運(yùn)行成本。在水處理、熱力輸送、工業(yè)循環(huán)等依賴閥門(mén)控制的系統(tǒng)中，重視水垢問(wèn)題并采取針對(duì)性防護(hù)措施，是保障設(shè)備可靠性、延長(zhǎng)閥門(mén)壽命的關(guān)鍵。隨著工業(yè)自動(dòng)化程度的提高，對(duì)閥門(mén) “零故障” 運(yùn)行的要求愈發(fā)嚴(yán)格，水垢治理也成為流體控制系統(tǒng)維護(hù)的重要一環(huán)。