一種進(jìn)口切閥的故障判斷與處理方法

張貽立

（四川攀鋼梅塞爾氣體產(chǎn)品有限公司，四川攀枝花 617023）

0 引言

四川攀鋼梅塞爾氣體產(chǎn)品有限公司3#，4#空分分子篩切閥為西班牙歐賓羅斯公司出品的MP型3連桿閥，屬于連桿蝶閥，2套空分系統(tǒng)分子篩切閥共16臺，運(yùn)行近10 a后，其中2臺切閥開關(guān)出現(xiàn)不同程度的滯后或卡頓，延長分子篩程序切換時間，影響空分正常運(yùn)行。

1 故障現(xiàn)象及在線處理

（1）故障現(xiàn)象。2013年3月，運(yùn)行部反應(yīng)4#空分V1201和V1202切閥卡頓現(xiàn)象不斷加劇，夜晚環(huán)境溫度較低時，切閥冷吹完畢后按正常程序無法開啟，需要人員用榔頭敲擊氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)才能使閥開啟。

（2）在線處理。檢查并調(diào)整氣缸儀表氣進(jìn)氣壓力、清洗過濾減壓器，但2個閥的卡頓現(xiàn)象沒有改善。檢查氣缸活塞環(huán)是否存在泄漏，在確認(rèn)活塞環(huán)無泄漏且進(jìn)排氣暢通情況下，適當(dāng)調(diào)整氣缸活塞桿與閥桿主軸間力臂長度，使氣缸傳遞給閥桿主軸的力矩達(dá)最大值（圖1）。為確保空分正常生產(chǎn)，在2臺分子篩均壓過程中適度調(diào)長活塞桿力臂，即逆時針旋轉(zhuǎn)調(diào)整螺栓，并反復(fù)開關(guān)閥板，直觀判斷沒有卡頓現(xiàn)象發(fā)生。

2 解體檢查

4#空分 V1201和V1202閥通過在線處理后平穩(wěn)運(yùn)行近6個月，閥門開啟又出現(xiàn)卡頓現(xiàn)象，白天基本正常開關(guān)，半夜后卡頓現(xiàn)象嚴(yán)重，當(dāng)閥不能自動開啟時，分子篩無法切換使用和再生，需使用撬棍輕輕撬動傳動機(jī)構(gòu)的連桿，閥門才能開啟。再次在線調(diào)長活塞桿力臂，2個閥的卡頓現(xiàn)象沒有改善。

圖1 調(diào)整螺栓

2013年11月，空分停機(jī)大修期間，將V1201和V1202閥落地，把V1201閥連接原儀表氣源，電腦控制閥門開關(guān)多次，可以看到閥板在剛開啟時滯后 2 s，閥板開度20°左右又有輕微卡頓，同時發(fā)現(xiàn)3個連桿軸套與軸一起轉(zhuǎn)動，另外3個連桿軸套不轉(zhuǎn)動（圖2）。軸套為與空氣直接接觸的自潤滑運(yùn)動副，限位螺栓徑向限位后不應(yīng)轉(zhuǎn)動。拆卸2個連桿及閥板，發(fā)現(xiàn)6個軸套均有不同程度磨損，最嚴(yán)重的是隨軸一起轉(zhuǎn)動的3個軸套，局部已經(jīng)磨損穿孔（圖3），限位螺栓無法限制軸套徑向轉(zhuǎn)動。

綜合分析可知，連桿蝶閥閥板開關(guān)過程中主軸所需驅(qū)動力矩用公式（1）計算。

圖2 閥體及3連桿機(jī)構(gòu)

式中T——驅(qū)動力矩，Nm

D——閥板直徑，m

△P——閥板兩側(cè)介質(zhì)壓差，MPa

R——主軸偏心距，m

Q——閥板自重，N

f——鉸鏈（軸套）間的摩擦因數(shù)

k——安全系數(shù)，一般取1.1～1.2

由公式（1）可知，當(dāng)3連桿機(jī)構(gòu)的6個軸套異常磨損且隨軸轉(zhuǎn)動后，摩擦因數(shù)f變大，產(chǎn)生的額外摩擦力成為閥板開啟的阻力，主軸所需驅(qū)動力矩增大，而氣缸執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出的活塞力保持不變，故閥板開啟過程出現(xiàn)卡頓現(xiàn)象。

3 處理措施

針對V1201切閥存在的軸套磨損穿孔問題，需要更換6個軸套，因原軸套材料無法查證，選用能自潤滑且不易生銹的黃銅棒料加工軸套，按舊件尺寸軸向長度20 mm，內(nèi)圓柱面直徑 20 mm，裝配間隙（0.02～0.04）mm，外圓柱面直徑26 mm，裝配間隙（0.01～0.03）mm，確保3連桿機(jī)構(gòu)傳力的靈活性和平穩(wěn)性。更換6個軸套和限位螺栓（圖4）后恢復(fù)閥板及連桿安裝，氣動開關(guān)該閥多次，無滯后和卡頓現(xiàn)象。按同樣方法檢查處理V1202切閥，確保無負(fù)荷狀態(tài)下閥門開關(guān)靈活。

圖3 磨損的軸套

4 處理效果

4#空分V1201和V1202切閥維修后交付運(yùn)行使用，無論白天和夜晚都沒有發(fā)生卡頓現(xiàn)象，已經(jīng)連續(xù)平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)4 a多，無任何異常故障發(fā)生，處理方法及效果理想，為公司節(jié)省采購閥門費(fèi)用50萬元人民幣。

圖4 新軸套及限位螺栓