電站閥門可靠性技術(shù)研究現(xiàn)狀和展望

仲崇峰

摘 要：隨著各種新技術(shù)的層出不窮，電站閥門在系統(tǒng)中的應(yīng)用也越來越廣泛，其安全穩(wěn)定的可靠性對整個系統(tǒng)的有效運行有著極其重要的作用。文章主要就目前我國電站閥門在技術(shù)上的應(yīng)用進行了簡要的分析與總結(jié)，并就存在的一系列問題結(jié)合實際情況提出了合理化的解決措施，這樣不僅可以有效提升電站閥門的使用效率，更對其穩(wěn)定性提供了技術(shù)支持與保障。希望通過文章淺顯的介紹可以為相關(guān)工作人員提供一定的參考意見，從而推動我國電站閥門的發(fā)展，使得電站閥門的可靠性更加完善。

關(guān)鍵詞：可靠性；電站閥門；原因；研究

1 對電站閥門的可靠性失效原因分析

通過相關(guān)數(shù)據(jù)得知，電站閥門在使用過程中由于受到多種因素的影響，經(jīng)常會出現(xiàn)失效的現(xiàn)象。一旦這種現(xiàn)象出現(xiàn)便會對整個電站閥門的使用效能構(gòu)成威脅，甚至?xí)斐蓸O其嚴(yán)重的經(jīng)濟財產(chǎn)損失，所以在對其進行可靠性分析的前提下，必須對電站閥門失效進行分析與總結(jié)，下面就常見的幾種失效原因進行詳細(xì)地闡述。具體如下：

1.1 受振動和噪音的影響使其產(chǎn)生失效。振動的產(chǎn)生會使得電站閥門在運行過程中產(chǎn)生劇烈的搖晃，并且導(dǎo)致固定在電站閥門基礎(chǔ)部位的零件產(chǎn)生振動，在此條件下就會出現(xiàn)電站閥門失效的現(xiàn)象。這與設(shè)計者在設(shè)計電站閥門時有著密切的必然聯(lián)系，設(shè)計者在進行設(shè)計的過程中必須對振動所能產(chǎn)生的幾種原因進行合理的推測預(yù)算，并通過實驗來體驗振動的強度，將振動現(xiàn)象的頻率控制在可控范圍之內(nèi)。其次，電站閥門內(nèi)部零件損害也會出現(xiàn)失效，此時信號難以傳輸，振動會持續(xù)出現(xiàn)，最終對其造成影響。最后，還有一種原因也會產(chǎn)生失效現(xiàn)象，則是共振現(xiàn)象。但是這種現(xiàn)象并不是很常見，主要是由噪音過大所引起的。

1.2 受卡滯的影響使其產(chǎn)生失效。顧名思義，在電站閥門生產(chǎn)加工過程中，會使用到不同的零部件，在使用這些零部件的過程中由于受其摩擦的影響也會出現(xiàn)各種設(shè)備的磨損或是腐蝕等現(xiàn)象。一旦機械設(shè)備受到損害就會出現(xiàn)卡滯，進而影響整個電站閥門的運行，失效現(xiàn)象也便由此產(chǎn)生，還有一些外在因素是因受氣物理因素的影響使得零部件出現(xiàn)變形，或是彎曲，也會出現(xiàn)卡滯，導(dǎo)致電站閥門失效。

1.3 受壓力波動影響使電站閥門失效。電站閥門在較大強度下作業(yè)時，也會出現(xiàn)失效。彈簧的硬度必須具有控制在一定范圍內(nèi)，不易過硬也不易過軟，要選取適中。否則當(dāng)電站閥門運行時就會由于受到外力作用的影響導(dǎo)致彈簧壓力過大或是過小，從而減輕阻力，當(dāng)阻力過小，壓力波動逐漸減小時，就會出現(xiàn)各種質(zhì)量問題，并伴有其共振現(xiàn)象。

1.4 受外部滲漏以及內(nèi)部滲透影響使其產(chǎn)生失效。任何一項作業(yè)在開始之前，都必須做好相關(guān)的檢查工作，尤其是對電站閥門來講，事前的清理檢查工作是極其重要的。因長期運行的緣故，機械會出現(xiàn)各種磨損、老化的現(xiàn)象，甚至?xí)霈F(xiàn)一些細(xì)小的劃痕，此時若不進行及時情況，就會導(dǎo)致電站閥門零部件損壞或是難以在正常的軌道上行使，最終導(dǎo)致內(nèi)外部滲透的現(xiàn)象也會對電站閥門產(chǎn)生極其不好的影響。

1.5 受閥體本身的破裂使電站閥門失效。構(gòu)成閥體的材料質(zhì)量沒有保證，內(nèi)部出現(xiàn)了很多諸如氣孔砂眼等問題，局部的強度被降低了；本就存在小細(xì)痕的電站閥門，由于碰撞使其加大；強行安裝電站閥門，可能會由于受力不均勻使電站閥門破裂內(nèi)部環(huán)境對電站閥門也是個大的影響因素，它會使電站閥門振動從而產(chǎn)生裂痕；注意對閥體的保養(yǎng)，低溫會對其造成損害。

2 設(shè)計可靠性的電站閥門

設(shè)計安全可靠的電站閥門對其有效的運行有著至關(guān)重要的影響，所以在具有設(shè)計前必須對電站閥門有所了解，選擇材料及閥門是很重要的一項作業(yè)。在設(shè)計之初，設(shè)計人員要針對材料的使用及閥門裝備的生產(chǎn)給予足夠的重視，依據(jù)材料的質(zhì)地來設(shè)計其符合需求的電站閥門，不僅在很大程度上可以保障電站閥門的有效運行，更能節(jié)約成本，延長電站閥門的使用壽命?？梢哉f，電站閥門的安全有效設(shè)計是保障電站閥門運行的基礎(chǔ)，設(shè)計過程中要求設(shè)計者不能憑借其經(jīng)驗進行設(shè)計，要依據(jù)實際需求，在規(guī)范的前提下進行改革與創(chuàng)新，最終把好質(zhì)量關(guān)。

（1）因為設(shè)計狀況決定電站閥門是否可靠，所以在對電站閥門進行設(shè)計時，要考慮的因素是相當(dāng)多的。綜合考慮電站閥門的功能與特點可從以下幾個方面對電站閥門進行設(shè)計：工作試運行時不存在卡澀狀況，可靠穩(wěn)定；基于振動會使電站閥門失效考慮，設(shè)計時要有很強的抗振功能；強度夠大；可快速運行；損失?。豢箟盒阅軓?；密封效果好。

（2）對不同環(huán)境下工作的電站閥門進行設(shè)計時，需要充分考慮電站閥門可靠性設(shè)計中的不同影響因素。比如設(shè)計高溫條件下工作閥門必須考慮材料不同的熱膨脹系數(shù)。C·W·Lawton提出電站閥門在高溫情況下要考慮高溫應(yīng)力和蠕變疲勞對各個部件的作用和影響。

（3）電站閥門強度可靠性設(shè)計的方法逐漸從安全系數(shù)法發(fā)展向應(yīng)用概率統(tǒng)計法。

3 提高電站閥門可靠性的措施

3.1 結(jié)構(gòu)改進措施

通過對電站閥門結(jié)構(gòu)的改進，而已減少振動現(xiàn)象的發(fā)生。將傳統(tǒng)的電站閥門零部件的形狀通過數(shù)字技術(shù)進行線性的完善與設(shè)計，使其質(zhì)地更加流暢，增強材料的穩(wěn)定性，減少磨損及噪音的出現(xiàn)。

3.2 材料改進措施

通過熱處理工藝來改變電站閥門零部件材料的成分或內(nèi)部結(jié)構(gòu)，提高電站閥門的強度。采用噴焊、熔覆、噴涂等技術(shù)使零部件表面耐磨損能力提高。采取化工等防護措施，解決引起閥門損壞主要原因之一的腐蝕問題。

3.3 其它措施

保證電站閥門本身的清潔和控制介質(zhì)的清潔是提高電站閥門可靠性的關(guān)鍵措施。在保證材料、技術(shù)等前提下，進行電站閥門使用過程的定期預(yù)防檢查調(diào)校（確定檢查周期，這里指的是一般情況下很少用到的那些電站閥門），以便及早發(fā)現(xiàn)存在的問題。電站閥門安裝的位置盡量靠近控制對象，以減少不必要的連接管和配件，安裝過程中避免強力安裝，以免產(chǎn)生局部應(yīng)力。

4 電站閥門可靠性研究發(fā)展方向

針對目前我國電站閥門所存在的一系列問題，可以采用先進的FMEA、FMECA和FrA的分析法對其進行加以完善，從而降低失效現(xiàn)象的頻頻發(fā)生。此外，還要不斷引進先進的國外技術(shù)及管理創(chuàng)新理念，將各種新技術(shù)運用其中，并建立完善的管理用人機制，可以針對其人才的不足加以培訓(xùn)，提高他們對電站閥門的認(rèn)識，在設(shè)計的過程中將新的理念融入其中，深入研究各種問題所產(chǎn)生的原因。從這個角度來講，電站閥門系統(tǒng)設(shè)計并不是一項獨立的系統(tǒng)設(shè)計，它與多種學(xué)科交叉，要求其穩(wěn)定性是極高的，發(fā)達國家在這一點上所做出的研究遠遠超于我國。因此，必須運用電站閥門研制、試驗和使用過程中記錄的各個方面的性能數(shù)據(jù)，建立電站閥門的可靠性數(shù)據(jù)庫，輔助電站閥門的可靠性分析、設(shè)計、試驗，使電站閥門的可靠性研究進一步規(guī)范化和程序化。

5 結(jié)束語

總之，電站閥門的主要失效模式為卡滯、滲漏和振動，應(yīng)當(dāng)從理論和工程的角度對這三種失效模式的失效機理進行深入研究，找出提高可靠性的方法。加強電站閥門研制、試驗、使用過程中的數(shù)據(jù)采集，電站閥門失效機理的理論研究、電站閥門可靠性試驗與評估和電站閥門可靠性數(shù)據(jù)庫的建立是今后電站閥門可靠性研究的重點內(nèi)容。

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