一種大型閥門閥桿在線修復(fù)方法

張平存，銀 剛，楊廣亮，王兆軍

（河鋼集團(tuán)唐鋼分公司，河北唐山 063000）

0 引言

煉焦鼓風(fēng)機(jī)煤氣蝶閥位于鼓風(fēng)機(jī)煤氣進(jìn)口主管道，來(lái)自焦?fàn)t的煤氣經(jīng)過(guò)初冷器和電捕焦油器后進(jìn)入煤氣鼓風(fēng)機(jī)，煤氣蝶閥的作用是根據(jù)焦?fàn)t煤氣壓力對(duì)進(jìn)入鼓風(fēng)機(jī)煤氣流量進(jìn)行調(diào)節(jié)。鼓風(fēng)機(jī)煤氣蝶閥通徑為DN1400 mm，介質(zhì)壓力-5 kPa，屬于大型閥門,由液壓執(zhí)行器帶動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)控制。

1 大型閥門閥桿的典型故障

鼓風(fēng)機(jī)煤氣蝶閥的工作制度為全年24 h運(yùn)行，在頻繁的調(diào)節(jié)過(guò)程中，原閥桿軸頭雙鍵槽均會(huì)發(fā)生不同程度的損壞，在調(diào)節(jié)過(guò)程中虛行程較大，同時(shí)設(shè)備劣化較快。由于閥桿傳動(dòng)是煤氣蝶閥的關(guān)鍵部位，發(fā)生損壞后必須及時(shí)修復(fù)，而在現(xiàn)場(chǎng)更換鼓風(fēng)機(jī)煤氣蝶閥需系統(tǒng)停產(chǎn)，且在煤氣區(qū)域作業(yè)危險(xiǎn)性極大，同時(shí)由于煤氣蝶閥在系統(tǒng)中的關(guān)鍵作用，停產(chǎn)更換煤氣蝶閥會(huì)造成生產(chǎn)的損失，拉高生產(chǎn)成本，這種情況給企業(yè)和技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)維修煤氣蝶閥的閥桿造成很大壓力。

2 解決方案

為了消除現(xiàn)場(chǎng)修復(fù)煤氣蝶閥閥桿的重大安全隱患和減少停產(chǎn)造成的損失，設(shè)計(jì)一種大型閥門閥桿在線修復(fù)裝置及方法，對(duì)已損壞的閥桿軸頭及聯(lián)接部位進(jìn)行不停產(chǎn)修復(fù)，無(wú)需降低生產(chǎn)負(fù)荷，提高生產(chǎn)的安全性，保證生產(chǎn)的順利進(jìn)行。

2.1 實(shí)施原理

一種大型閥門閥桿在線修復(fù)裝置（圖1），包括壓蓋、壓蓋緊固螺栓、螺孔、連桿、轉(zhuǎn)軸、軸套、上外脹套、上內(nèi)脹套、下外脹套、下內(nèi)脹套、銅套、平鍵、鍵槽、凸臺(tái)、閥桿、閥座。

如圖1所示，連桿的一端安裝垂直與連桿臂的轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸與電液執(zhí)行器相連接，連桿的另一端有垂直于連桿臂的軸套，軸套與連桿一端的轉(zhuǎn)軸平行，軸套的內(nèi)孔中安裝脹套，脹套的外壁與軸套的內(nèi)孔壁相配合，脹套的內(nèi)壁與閥桿的外壁相匹配，脹套下部的軸套內(nèi)孔壁上有鍵槽，平鍵嵌在鍵槽中與閥桿配合連接，壓蓋位于脹套的上端，壓蓋緊固螺栓將壓蓋與軸套頂部的螺孔固定連接，軸套的外壁套裝有銅套，銅套安裝在閥座的連桿安裝孔中。

圖1 修復(fù)裝置結(jié)構(gòu)示意

脹套為上外脹套、上內(nèi)脹套、下外脹套、下內(nèi)脹套，上外脹套和下外脹套分別套裝在上內(nèi)脹套和下內(nèi)脹套的外部，上外脹套和下外脹套內(nèi)壁分別有1:4的錐度，上內(nèi)脹套、下內(nèi)脹套外壁分別有1:4的錐度，上外脹套和下外脹套的外壁分別與連桿的軸套內(nèi)孔壁為脹緊配合，上內(nèi)脹套和下內(nèi)脹套的內(nèi)壁分別與閥桿的外壁為脹緊配合。

壓蓋位于脹套的上端，連桿的軸套的頂部圓周均布有螺孔，壓蓋圓周均布有與軸套頂部螺孔相對(duì)的通孔，壓蓋緊固螺栓穿過(guò)壓蓋通孔將壓蓋與軸套頂部固定連接，壓蓋將連桿的軸套內(nèi)的脹套壓緊，實(shí)現(xiàn)軸套與閥桿的脹緊連接。鼓風(fēng)機(jī)煤氣閥門修復(fù)案列中壓蓋緊固螺栓采用內(nèi)六角圓柱頭螺栓，規(guī)格為M12×50 mm，數(shù)量為10個(gè)，壓蓋1的通孔為Φ14 mm孔。

連桿的軸套的外壁套裝有銅套，銅套材料為錫青銅，銅套外表面鑲嵌于閥座的連桿安裝孔中，銅套的內(nèi)表面與連桿的軸套配合，防止連桿動(dòng)作過(guò)程中發(fā)生晃動(dòng)。

大型閥門閥桿在線修復(fù)裝置連桿的軸套內(nèi)孔為階梯形（圖2），階梯的上部直徑大于下部直徑，2組脹套位于階梯的上部，階梯下部為凸臺(tái)，凸臺(tái)的高度為原閥桿鍵槽長(zhǎng)度的1/2。凸臺(tái)的相對(duì)兩側(cè)分別有垂直方向的鍵槽，2個(gè)平鍵分別嵌在鍵槽中。平鍵的長(zhǎng)度為原閥桿平鍵長(zhǎng)度的1/2，通過(guò)與連桿的軸套內(nèi)壁鍵槽配合，實(shí)現(xiàn)防止閥桿失控轉(zhuǎn)動(dòng)的雙重保護(hù)。

2.2 實(shí)施方法

大型閥門閥桿在線修復(fù)方法：①現(xiàn)場(chǎng)拆除故障的閥桿與執(zhí)行器之間連接的連桿及平鍵；②將連桿一端的轉(zhuǎn)軸與執(zhí)行器相連接；③將銅套安裝于閥座上，再將連桿的軸套安裝在銅套中，軸套外壁與銅套內(nèi)壁為滑動(dòng)配合；④在連桿的軸套中安裝平鍵，再分別安裝4個(gè)脹套，安裝脹套后在脹套上方壓緊壓蓋，用壓蓋緊固螺栓將壓蓋與軸套的頂部的螺孔固定連接，使得脹套與連桿的軸套和閥桿分別實(shí)現(xiàn)過(guò)盈聯(lián)接，完成修復(fù)工作（圖3）；⑤分別連接好電液執(zhí)行機(jī)構(gòu)，通電試車。

圖2 連桿結(jié)構(gòu)示意

3 實(shí)施效果

在線修復(fù)方法改變了現(xiàn)有技術(shù)，在較細(xì)的閥桿軸頭部位采用雙鍵聯(lián)接的原結(jié)構(gòu)，以2組脹套結(jié)構(gòu)為主的連接結(jié)構(gòu)，輔助以平鍵起到保護(hù)作用，并對(duì)閥門閥座與連桿的連接結(jié)構(gòu)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，同時(shí)優(yōu)化曲柄連桿結(jié)構(gòu)，加長(zhǎng)力臂達(dá)到執(zhí)行器省力的目的，最大程度地提高設(shè)備運(yùn)行可靠性。

圖3 修復(fù)閥門裝配示意

4 經(jīng)濟(jì)效益

改造前由于連桿動(dòng)作安全隱患大，每班需派專人對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行檢查確認(rèn)，常規(guī)處理方案需鼓風(fēng)機(jī)停機(jī)，停產(chǎn)加盲板更換蝶閥，在線處理方法完全避免停產(chǎn)，且實(shí)施效果良好，運(yùn)行平穩(wěn)，安全可靠，僅此一項(xiàng)創(chuàng)效80萬(wàn)元人民幣以上。 此外增加了機(jī)構(gòu)運(yùn)行平穩(wěn)性，提高設(shè)備可靠性，延長(zhǎng)備件使用壽命，緩解人力及備件成本。