工業(yè)泵網(wǎng) 循環(huán)水泵出口的蝶閥運行常見故障分析
沙A電廠200MW和300MW發(fā)電機組的循環(huán)水泵出口調(diào)節(jié)閥均采用重錘式液控止回蝶閥，它能與循環(huán)水泵聯(lián)動控制，蝶閥預(yù)開15°后可啟動循環(huán)水泵。開啟后液壓驅(qū)動系統(tǒng)自動保壓，使重錘不下降。即使液壓系統(tǒng)中有輕微漏油，使重錘下跌超過15°，電控系統(tǒng)也可聯(lián)動油泵電機補油，保持油壓。當(dāng)循環(huán)水泵關(guān)閉時，蝶閥聯(lián)動關(guān)閉，分快關(guān)和慢關(guān)二階段關(guān)閉，作用是可防止關(guān)閥時管路中水錘壓力上升的沖擊，緩沖保護管路，防止循環(huán)水泵倒轉(zhuǎn)。由于此類蝶閥可起到止回和截止的功能，能有效防止水錘，并且有泵閥聯(lián)動，安全可靠等諸多優(yōu)點，自從投產(chǎn)以來，在水、火力發(fā)電廠、公共供排水、化工冶金等行業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。近年來逐步發(fā)展有防海水型、防泥砂型、鎖定型、無重錘型、蝶板三維偏心結(jié)構(gòu)等形式和結(jié)構(gòu)。但基本控制方式都是采用電液控制，其液壓系統(tǒng)的特點是原理簡單、可靠、檢修方便。
2工作原理
2.1以KD741X-6V型蝶閥為例，液壓原理
2.2液壓原理簡述
2.2.1開閥
啟動油泵電機，油泵運轉(zhuǎn)，液壓油經(jīng)濾網(wǎng)、油泵、調(diào)速閥、單向閥及高壓膠管進入擺動油缸，推動油缸中大小活塞稱動，沒通過調(diào)速閥的多余液壓油經(jīng)溢流閥流回油箱。油缸活塞帶動與之相連接的連接頭使重錘升起，并同時帶動閥軸使蝶板轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)開啟。調(diào)節(jié)調(diào)速閥可得到予定的開啟速度。此運動過程，手動閥為開狀態(tài)，電磁閥為關(guān)位置，旁路手動閥為關(guān)的位置。
2.2.2關(guān)閥
電磁閥通電，電磁閥打開，在重錘的作用下，油缸內(nèi)的壓力油經(jīng)快、慢關(guān)角度調(diào)節(jié)閥、快關(guān)調(diào)節(jié)閥，慢關(guān)調(diào)節(jié)閥及高壓膠管、常開的手動閥和電磁閥流入油箱，利用重錘的勢能帶動蝶板關(guān)閉實現(xiàn)關(guān)閥。關(guān)閥程序中的快關(guān)，慢關(guān)時間和快、慢關(guān)角度由油缸的快關(guān)調(diào)節(jié)閥，慢關(guān)調(diào)節(jié)閥和快、慢關(guān)角度調(diào)節(jié)閥來調(diào)定。
2.2.3全開后自動保
為保證油缸長期工作時，壓力不低于所需的油壓力，使重錘不至于因油壓力過低而下降，因此在液壓系統(tǒng)油路中并聯(lián)一彈簧式蓄能器。一般情況下，蓄能器的壓油壓力為額定值，當(dāng)系統(tǒng)微量內(nèi)漏時，蓄能器可向系統(tǒng)補油。當(dāng)液壓系統(tǒng)泄漏引起蝶閥關(guān)閉，蝶板關(guān)至75°時，電控系統(tǒng)自動接通電源使油泵再啟動打開蝶板至90°。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)嚴(yán)重泄漏，油泵輸出油不能維持蝶閥開啟，蝶板關(guān)至15°時，則聯(lián)動停循環(huán)水泵電源。避免損壞水泵和管路。
3使用中一些常見問題的探討
旁路（卸油）閥和手動閥這兩個閥門的外形和結(jié)構(gòu)形式是一樣的。當(dāng)?shù)y正常運行時旁路卸油閥應(yīng)在常關(guān)狀態(tài)，電磁閥前的手動閥應(yīng)在常開狀態(tài)。如果誤把電磁閥前手動閥關(guān)閉了，當(dāng)?shù)y需關(guān)閉時，油壓油就無法通過電磁閥卸油了，蝶閥也就無法自動關(guān)閉。特別需指出的是電磁閥有正作用型和反作用型兩種型式，正作用型電磁閥是指在蝶閥開啟情況下，電磁閥常帶電，當(dāng)電磁閥失電時，蝶閥關(guān)閉。反作用型電磁閥是指在蝶閥開啟時，電磁閥不帶電，當(dāng)電磁閥得電時，蝶閥關(guān)閉。后者更適合電廠采用，因為電廠有穩(wěn)定的控制電源，電磁閥可保證隨時得電打開，也能避免因電源誤斷電引起蝶閥關(guān)閉聯(lián)動跳泵。
4檢修中常見缺陷的處理方法和探討
蝶閥液壓系統(tǒng)檢修中常見缺陷是漏油，包括內(nèi)外漏油。造成外漏的原因主要是密封部件損壞，近年來由于更換了耐油橡膠密封材料，并且加強大、小修的定期維護，運行中外漏現(xiàn)象基本杜絕。造成內(nèi)漏的主要原因是各液壓控制閥的密封口（線密封）被劃傷所致，而造成密封口劃傷主要是由于系統(tǒng)中有雜質(zhì)，積聚在密封口上被擠壓后使其留下痕跡，破壞密封線，從而影響密封性。
內(nèi)漏造成的故障現(xiàn)象是多種的，但是引起故障現(xiàn)象的原因并不僅只是內(nèi)漏，還有可能是電控回路的故障，這往往需要與電修人員一起檢查判別。分析判別內(nèi)漏故障點的方法主要是根據(jù)原理圖，采用逐個分析判別排除法進行。我們總結(jié)出“故障分析樹圖”的方法，把缺陷現(xiàn)象從易到難地排查，判定原因直到最后排除故障的整個過程用樹圖的形式一一列出，可清晰、方便地判定故障點?，F(xiàn)列舉出二種常見故障分析。避免內(nèi)漏的一個行之有效的方法是定期清理油箱，過濾壓力油，注油時經(jīng)過嚴(yán)格過濾，檢修中避免使用帶棉紗頭的碎布，這些措施都能保證油的清潔度。目前各蝶閥油系統(tǒng)維護周期是一年，基本能滿足設(shè)備健康運行。
擺動油缸的大小活塞電鍍層崩缺是近年檢修中發(fā)現(xiàn)的另一個主要缺陷，估計原因是使用時間長鍍層不牢固疲勞脫落。鍍硬鉻層脫落后粗糙的活塞壁體，將會加劇密封圈的磨損，嚴(yán)重時引起內(nèi)漏。處理方法是退去鍍鉻層，重新鍍硬鉻，重新鍍層厚度可在0.10~0.15mm之間。重新電鍍處理有退鉻，補焊，校中心，粗、精啟等工藝。蝶閥液壓系統(tǒng)檢修后閥門開啟不了的缺陷，多數(shù)原因是由于調(diào)速閥或溢油閥行程錯位所致。事實上調(diào)速閥（調(diào)節(jié)油流量）、溢油閥（調(diào)節(jié)系統(tǒng)最高壓力）等液壓控制閥在一次調(diào)定后就無需再調(diào)整了。
液壓系統(tǒng)外漏也曾是一個主要故障點。主要表征是擺動油缸和各調(diào)節(jié)閥滲漏油，發(fā)生嚴(yán)重爆漏時，系統(tǒng)油壓將無法維持而引起跳泵。通過開展QC活動，統(tǒng)計循環(huán)水泵出口蝶閥故障次數(shù)，利用柏拉圖80~20%原則分析主要故障發(fā)生在液壓系統(tǒng)外漏，并用魚骨圖分析外漏的主要原因是液壓系統(tǒng)密封圈材質(zhì)選用不當(dāng)老化和缺乏維護二大因素。在檢修中將容易老化的聚氨脂材質(zhì)的密封件更換為耐油丁腈橡膠材質(zhì)，并加強維護，堅持每個大修期更換全部密封件，每個小修期進行換油濾油和檢查調(diào)試。經(jīng)過PDCA循環(huán)活動，我廠12臺循環(huán)水泵出口蝶閥的機械故障率從1.25次/臺年降低至0.2次/臺年，大大提高循環(huán)水泵出口蝶閥的運行可靠性和健康水平。
螺紋連接閥門
這種連接通常是將閥門進出端部加工成錐管或直管螺紋，可使其連接到錐管螺紋接頭或管路上。由于這種連接可能出現(xiàn)較大的泄漏溝道，故可用密封劑、密封膠帶或填料來堵塞這些溝道。如果閥體的材料是可以焊接的，但膨脹系數(shù)差異很大，或者工作溫度的變化幅度范圍較大，螺紋連接部必須進行蜜封焊。螺紋連接的閥門主要是公稱通經(jīng)在50mm以下的閥門。如果通徑尺寸過大，連接部的安裝和密封十分困難。為了便于安裝和拆卸螺紋連接的閥門，在管路系統(tǒng)的適當(dāng)位置上可用管接頭。公稱通徑在50mm以下的閥門可使用管套節(jié)作為管接頭，管套節(jié)的螺紋將連接的兩部分連接在一起。
法蘭連接閥門
法蘭連接的閥門，其安裝和拆卸都比較方便。但是比螺紋連接的閥門笨重，相應(yīng)價格也價高。故它適用于各種通徑和壓力的管道連接。但是，當(dāng)溫度超過350度時，由于螺栓、墊片和法蘭一變松弛，也明顯地降低螺栓的負(fù)荷，對受力很大的法蘭連接可能產(chǎn)生泄漏。
焊接連接閥門
這種連接適用于各種壓力和溫度，在較荷刻的條件下使用時，比法蘭連接更為可靠。但是焊接連接的閥門拆卸和重新安裝都比較困難，所以它的使用限于通常能長期可靠地運行，或使用條件荷刻、溫度較高的場合。如火力發(fā)電站、核能工程、乙烯工程的管道上。公稱通徑在50mm以下的焊接閥門通常具有焊接插口來承接荷平面端的管道。由于承插焊接在插口與管道間形成縫隙，因而有可能使縫隙受到某些介質(zhì)的腐蝕，同時管道的振動會使連接部位疲勞，因此承插焊接的使用受到一定的限制。在公稱直徑較大，使用條件荷刻，溫度較高的場合，閥體常采用坡口對焊接，同時，對焊接縫有原格要求，必須選用技術(shù)過硬的焊工完成此項工作。
沙A電廠200MW和300MW發(fā)電機組的循環(huán)水泵出口調(diào)節(jié)閥均采用重錘式液控止回蝶閥，它能與循環(huán)水泵聯(lián)動控制，蝶閥預(yù)開15°后可啟動循環(huán)水泵。開啟后液壓驅(qū)動系統(tǒng)自動保壓，使重錘不下降。即使液壓系統(tǒng)中有輕微漏油，使重錘下跌超過15°，電控系統(tǒng)也可聯(lián)動油泵電機補油，保持油壓。當(dāng)循環(huán)水泵關(guān)閉時，蝶閥聯(lián)動關(guān)閉，分快關(guān)和慢關(guān)二階段關(guān)閉，作用是可防止關(guān)閥時管路中水錘壓力上升的沖擊，緩沖保護管路，防止循環(huán)水泵倒轉(zhuǎn)。由于此類蝶閥可起到止回和截止的功能，能有效防止水錘，并且有泵閥聯(lián)動，安全可靠等諸多優(yōu)點，自從投產(chǎn)以來，在水、火力發(fā)電廠、公共供排水、化工冶金等行業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。近年來逐步發(fā)展有防海水型、防泥砂型、鎖定型、無重錘型、蝶板三維偏心結(jié)構(gòu)等形式和結(jié)構(gòu)。但基本控制方式都是采用電液控制，其液壓系統(tǒng)的特點是原理簡單、可靠、檢修方便。
2工作原理
2.1以KD741X-6V型蝶閥為例，液壓原理
2.2液壓原理簡述
2.2.1開閥
啟動油泵電機，油泵運轉(zhuǎn)，液壓油經(jīng)濾網(wǎng)、油泵、調(diào)速閥、單向閥及高壓膠管進入擺動油缸，推動油缸中大小活塞稱動，沒通過調(diào)速閥的多余液壓油經(jīng)溢流閥流回油箱。油缸活塞帶動與之相連接的連接頭使重錘升起，并同時帶動閥軸使蝶板轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)開啟。調(diào)節(jié)調(diào)速閥可得到予定的開啟速度。此運動過程，手動閥為開狀態(tài)，電磁閥為關(guān)位置，旁路手動閥為關(guān)的位置。
2.2.2關(guān)閥
電磁閥通電，電磁閥打開，在重錘的作用下，油缸內(nèi)的壓力油經(jīng)快、慢關(guān)角度調(diào)節(jié)閥、快關(guān)調(diào)節(jié)閥，慢關(guān)調(diào)節(jié)閥及高壓膠管、常開的手動閥和電磁閥流入油箱，利用重錘的勢能帶動蝶板關(guān)閉實現(xiàn)關(guān)閥。關(guān)閥程序中的快關(guān)，慢關(guān)時間和快、慢關(guān)角度由油缸的快關(guān)調(diào)節(jié)閥，慢關(guān)調(diào)節(jié)閥和快、慢關(guān)角度調(diào)節(jié)閥來調(diào)定。
2.2.3全開后自動保
為保證油缸長期工作時，壓力不低于所需的油壓力，使重錘不至于因油壓力過低而下降，因此在液壓系統(tǒng)油路中并聯(lián)一彈簧式蓄能器。一般情況下，蓄能器的壓油壓力為額定值，當(dāng)系統(tǒng)微量內(nèi)漏時，蓄能器可向系統(tǒng)補油。當(dāng)液壓系統(tǒng)泄漏引起蝶閥關(guān)閉，蝶板關(guān)至75°時，電控系統(tǒng)自動接通電源使油泵再啟動打開蝶板至90°。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)嚴(yán)重泄漏，油泵輸出油不能維持蝶閥開啟，蝶板關(guān)至15°時，則聯(lián)動停循環(huán)水泵電源。避免損壞水泵和管路。
3使用中一些常見問題的探討
旁路（卸油）閥和手動閥這兩個閥門的外形和結(jié)構(gòu)形式是一樣的。當(dāng)?shù)y正常運行時旁路卸油閥應(yīng)在常關(guān)狀態(tài)，電磁閥前的手動閥應(yīng)在常開狀態(tài)。如果誤把電磁閥前手動閥關(guān)閉了，當(dāng)?shù)y需關(guān)閉時，油壓油就無法通過電磁閥卸油了，蝶閥也就無法自動關(guān)閉。特別需指出的是電磁閥有正作用型和反作用型兩種型式，正作用型電磁閥是指在蝶閥開啟情況下，電磁閥常帶電，當(dāng)電磁閥失電時，蝶閥關(guān)閉。反作用型電磁閥是指在蝶閥開啟時，電磁閥不帶電，當(dāng)電磁閥得電時，蝶閥關(guān)閉。后者更適合電廠采用，因為電廠有穩(wěn)定的控制電源，電磁閥可保證隨時得電打開，也能避免因電源誤斷電引起蝶閥關(guān)閉聯(lián)動跳泵。
4檢修中常見缺陷的處理方法和探討
蝶閥液壓系統(tǒng)檢修中常見缺陷是漏油，包括內(nèi)外漏油。造成外漏的原因主要是密封部件損壞，近年來由于更換了耐油橡膠密封材料，并且加強大、小修的定期維護，運行中外漏現(xiàn)象基本杜絕。造成內(nèi)漏的主要原因是各液壓控制閥的密封口（線密封）被劃傷所致，而造成密封口劃傷主要是由于系統(tǒng)中有雜質(zhì)，積聚在密封口上被擠壓后使其留下痕跡，破壞密封線，從而影響密封性。
內(nèi)漏造成的故障現(xiàn)象是多種的，但是引起故障現(xiàn)象的原因并不僅只是內(nèi)漏，還有可能是電控回路的故障，這往往需要與電修人員一起檢查判別。分析判別內(nèi)漏故障點的方法主要是根據(jù)原理圖，采用逐個分析判別排除法進行。我們總結(jié)出“故障分析樹圖”的方法，把缺陷現(xiàn)象從易到難地排查，判定原因直到最后排除故障的整個過程用樹圖的形式一一列出，可清晰、方便地判定故障點?，F(xiàn)列舉出二種常見故障分析。避免內(nèi)漏的一個行之有效的方法是定期清理油箱，過濾壓力油，注油時經(jīng)過嚴(yán)格過濾，檢修中避免使用帶棉紗頭的碎布，這些措施都能保證油的清潔度。目前各蝶閥油系統(tǒng)維護周期是一年，基本能滿足設(shè)備健康運行。
擺動油缸的大小活塞電鍍層崩缺是近年檢修中發(fā)現(xiàn)的另一個主要缺陷，估計原因是使用時間長鍍層不牢固疲勞脫落。鍍硬鉻層脫落后粗糙的活塞壁體，將會加劇密封圈的磨損，嚴(yán)重時引起內(nèi)漏。處理方法是退去鍍鉻層，重新鍍硬鉻，重新鍍層厚度可在0.10~0.15mm之間。重新電鍍處理有退鉻，補焊，校中心，粗、精啟等工藝。蝶閥液壓系統(tǒng)檢修后閥門開啟不了的缺陷，多數(shù)原因是由于調(diào)速閥或溢油閥行程錯位所致。事實上調(diào)速閥（調(diào)節(jié)油流量）、溢油閥（調(diào)節(jié)系統(tǒng)最高壓力）等液壓控制閥在一次調(diào)定后就無需再調(diào)整了。
液壓系統(tǒng)外漏也曾是一個主要故障點。主要表征是擺動油缸和各調(diào)節(jié)閥滲漏油，發(fā)生嚴(yán)重爆漏時，系統(tǒng)油壓將無法維持而引起跳泵。通過開展QC活動，統(tǒng)計循環(huán)水泵出口蝶閥故障次數(shù)，利用柏拉圖80~20%原則分析主要故障發(fā)生在液壓系統(tǒng)外漏，并用魚骨圖分析外漏的主要原因是液壓系統(tǒng)密封圈材質(zhì)選用不當(dāng)老化和缺乏維護二大因素。在檢修中將容易老化的聚氨脂材質(zhì)的密封件更換為耐油丁腈橡膠材質(zhì)，并加強維護，堅持每個大修期更換全部密封件，每個小修期進行換油濾油和檢查調(diào)試。經(jīng)過PDCA循環(huán)活動，我廠12臺循環(huán)水泵出口蝶閥的機械故障率從1.25次/臺年降低至0.2次/臺年，大大提高循環(huán)水泵出口蝶閥的運行可靠性和健康水平。
螺紋連接閥門
這種連接通常是將閥門進出端部加工成錐管或直管螺紋，可使其連接到錐管螺紋接頭或管路上。由于這種連接可能出現(xiàn)較大的泄漏溝道，故可用密封劑、密封膠帶或填料來堵塞這些溝道。如果閥體的材料是可以焊接的，但膨脹系數(shù)差異很大，或者工作溫度的變化幅度范圍較大，螺紋連接部必須進行蜜封焊。螺紋連接的閥門主要是公稱通經(jīng)在50mm以下的閥門。如果通徑尺寸過大，連接部的安裝和密封十分困難。為了便于安裝和拆卸螺紋連接的閥門，在管路系統(tǒng)的適當(dāng)位置上可用管接頭。公稱通徑在50mm以下的閥門可使用管套節(jié)作為管接頭，管套節(jié)的螺紋將連接的兩部分連接在一起。
法蘭連接閥門
法蘭連接的閥門，其安裝和拆卸都比較方便。但是比螺紋連接的閥門笨重，相應(yīng)價格也價高。故它適用于各種通徑和壓力的管道連接。但是，當(dāng)溫度超過350度時，由于螺栓、墊片和法蘭一變松弛，也明顯地降低螺栓的負(fù)荷，對受力很大的法蘭連接可能產(chǎn)生泄漏。
焊接連接閥門
這種連接適用于各種壓力和溫度，在較荷刻的條件下使用時，比法蘭連接更為可靠。但是焊接連接的閥門拆卸和重新安裝都比較困難，所以它的使用限于通常能長期可靠地運行，或使用條件荷刻、溫度較高的場合。如火力發(fā)電站、核能工程、乙烯工程的管道上。公稱通徑在50mm以下的焊接閥門通常具有焊接插口來承接荷平面端的管道。由于承插焊接在插口與管道間形成縫隙，因而有可能使縫隙受到某些介質(zhì)的腐蝕，同時管道的振動會使連接部位疲勞，因此承插焊接的使用受到一定的限制。在公稱直徑較大，使用條件荷刻，溫度較高的場合，閥體常采用坡口對焊接，同時，對焊接縫有原格要求，必須選用技術(shù)過硬的焊工完成此項工作。