NUMATICS電磁閥常見故障分析與改進措施

NUMATICS電磁閥常見故障分析與改進措施
1、概述

　　NUMATICS電磁閥以其耐壓、耐溫(高低溫) 、耐腐蝕(多種材料配置) 、具備雙向密封功能、耐磨損和使用壽命長等越來越廣泛地應用于各類工業系統,實現介質的開啟與關閉,為系統的穩定與控制發揮了重要的作用。

2、NUMATICS電磁閥分類

　　NUMATICS電磁閥的閘板形式分類(新結構未列入) ,其主要有Z40、Z41、Z42和Z44等結構(圖1) 。用戶選型時應以工況要求為原則,參考選擇合適型號。并在安裝、調試和維護等方面規范操作,以避免或杜事故的發生。

3、NUMATICS電磁閥常見事故

3.1、NUMATICS電磁閥閥桿斷裂或變形

(1)斷裂

　　閥桿斷裂般發生在上下螺紋根部,此處截面積zui小,易出現應力集中及超標現象。尤其當工作條件較大地偏離設計參數時。如某電廠曾多次發生DN175電動閘閥開啟后閥桿梯型螺紋退刀槽處拉斷的事故。調查發現,閥門的閥蓋預緊螺母松動,閥蓋上移,閥桿螺母卡住,顯然這是電裝行程調試過位,保護力矩過大引起的事故。

　　另類閥桿斷裂事故則發生于開啟瞬間。表現為閘板尚未脫離閥座,閥桿即在上或下螺紋根部斷裂。其原因通常認為是閘板卡住,這其實只是部分原因或次要原因。個重要原因是閥體中腔關閉后的異常升壓,亦即閥門關閉后,封閉于上下游兩側密封面之間的中腔流體壓力遠高于上游壓力的現象。

　　產生這種現象有兩種原因。其中腔流體被上游流體加熱升溫發生膨脹,導致壓力劇烈升高。其二閘板關閉瞬間流體封閉于中腔,無法外流,中腔空間被閥桿進步擠壓,由于液體的可壓縮性十分有限,也會使壓力劇增,這現象尤其易發生在發電廠的Z962類主給水閘閥上。同時,其異常升壓般會成幾何數增加,遠遠超過閥桿強度設計極限。

(2) 變形

　　閥桿彎曲般出現在電動閥門電裝調試不當時, 如關閉力矩過大又未設行程保護或失調等, 其對閥門的破壞非常大。

3.2、泄漏

(1) 外漏

　　閥門殼體般采用鑄件加工。雖然鍛件可以代替鑄件用于高溫高壓工況, 但受工藝或成本的限制, 大規格殼體通常用鑄件制造。由于鑄件存在氣孔、夾渣、裂紋、縮松和疏松等缺陷, 這些缺陷在閥門的運行中會隨時暴露, 成為威脅安全運行的隱患。某電廠2007年統計數據表明, 閥門外漏事故中, 37%為殼體鑄造缺陷引發。其余則為閥桿、中法蘭及端法蘭密封出現故障引發。

　　密封件損壞也將導致系統介質外漏。如閥桿密封處外漏般由填料壓板的活節螺栓未及時壓緊引起, 旦發生常導致重大事故。另個原因是閥桿表面因處理工藝或材料選擇不當被介質腐蝕或填料不合格腐蝕了閥桿密封表面。閥桿上下運動會由其表面銹蝕處帶出填料微粒, 反復多次即出現填料間隙泄漏, 此時如維護不當, 高壓或高速介質在極短時間內將填料沖出, 形成泄漏。同樣, 以石墨不銹鋼絲纏繞材料作密封件的高壓自緊密封閥門及以不銹鋼帶石墨纏繞墊的中法蘭密封閥門亦應防止此類情況的發生。再個原因也常引起介質的外漏, 即填料壓蓋與閥桿間配合間隙過大, 閥桿上下運動過程中, 會因間隙過大反復摩擦填料帶出微末, zui終使填料壓緊比壓下降, 導致泄漏。

(2) 內漏

　　引起閥門內漏的原因很多, 新閥門運行不久即發生內漏和關不到位, 應為密封面夾雜異物。因此新安裝閥門產品投運前認真檢查, 仔細沖管可減輕這類事故的發生。