电动闸阀故障原因分析及对策

电动闸阀故障原因分析及对策
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标准类别:电力标准
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电动闸阀故障原因分析及对策

电动闸阀在工业自动化系统中广泛应用,其运行稳定性直接影响生产安全与效率。常见的故障原因主要包括以下几个方面:

一是电机故障,如电机过热、烧毁或启动电容损坏,导致阀门无法正常开启或关闭;二是控制电路问题,包括继电器、接触器、行程开关等元件老化或接触不良,造成信号传输不稳定;三是机械部分故障,如阀杆断裂、闸板卡死或传动机构磨损,影响阀门动作的灵敏性;四是外部因素,如电源电压波动、环境湿度过高或粉尘积聚,影响设备正常运行。

针对上述问题,应采取相应的对策:首先,定期对电机进行绝缘测试和温度检测,确保其工作状态良好;其次残疾人服务中心施工组织设计,检查控制电路各元件的工作性能,及时更换老化或损坏部件;再次,定期润滑传动部件,检查阀杆及闸板状态,防止卡涩现象发生;最后,改善安装环境,保持通风干燥,并加装稳压装置以应对电源波动。

综上所述,通过加强日常维护、定期检测与及时维修,可有效提升电动闸阀的运行可靠性,保障系统的稳定运行。

DepartmetofEnerySourcesandEwironmenalPrtectionfBranchCoBoshanIron&SteelCoLtd,hanghai200941,Chna [Abstract]A copper nut on a valve plate of the gate valve ceased tobe in force in a short time. Based on work state and structure of the gate valve, invalid causes of the copper nut were analyzed. In terms of the operating conditions,theimprovement method was given according to structure of sealing surface of thevalve and structure of the copper nut, so that service life of the nut could be prolonged. Keywordsgatevalve;coppernut;abrasion;sealing surface

宝钢现场所使用的送水泵出口电动阀是日本 制造的,形式为暗杆楔式电动闸阀,公称直径450 mm,数量共有7台,由于使用时间较长,阀门的性能 有所下降,于2003年4月和5月分别将4号、5号 出口电动阀更换为国产件。 自从国产件更换上以来,4号和5号出口电动 阀故障不断,铜套频繁的出现磨损、剪断(拔牙)现 象,致使闸板从阀杆上脱落,闸板失控,导致阀门无 法开启。

从理论上讲,铜套在工作时是阀杆螺纹传递的 挤压力、磨削力和轴向剪切力等作用在铜套上而使 之损坏,但在实际生产中还存在着许多因素。比如 铜套加工质量不好(牙形偏差大、光洁度差、铸造缺 陷)、行程开关调整不当、工作环境差等。 通过对现场设备损坏情况和实际工况的分析, 认为主要原因应该是以下两种原因之一: 一是传动螺纹的表面所承受的载荷大于本身 表面承受载荷的设计值。每一次开、关阀门,铜套的 螺纹就受到一次强烈的挤压磨削,而使传动螺纹磨 削变形,强度下降,最后导致铜套损坏。通过对已损

坏铜套的直观检查来看,其创口并非完全是硬性磨 损,而存在着明显的磨削变形、挤压变形(见图1)。

针对这种情况可以采取提高铜套质量的办法 来增加铜套的强度,使铜套单位面积所能承受的载 荷上升,有效避免铜套的磨损。但是由于要保护阀 杆,铜套的硬度不能太高,而且受到制造工艺和材 料的限制,铜套的硬度也不可能有极大的提高。 当然也可以采取增加铜套螺纹的厚度,即增加 铜套的磨损余量,同样可以达到延长使用寿命的目 的,只是方式方法上较为被动,并没有从根本上解 决问题。 二是阀门选型不当。新更换阀门的阀板与阀座 处采用的是双楔硬密封形式,如图2所示,双式

的密封形式即阀板与阀门的两个端面都具有一定的 斜度。

图2双樱硬密封结构图

理论上讲采用双楔形式的阀门启闭将较为省 力,因为阀板一旦开启,阀板上升后,阀板会立即与 阀座脱离接触,在阀门开启和关闭的过程中阀板与 阀门不接触,因此动作较为省力。但是在实际的使用 过程中,由于阀门在开启和关闭的过程中受到进口 处水流的冲击,阀板将向出口处偏移,由此造成阀板 顶部的铜套与阀杆的啮合产生变化,啮合的效果下 降。铜套螺纹与阀杆螺纹在正常情况下应该如图3 所示,螺纹是全面积进行接触的,而双锲式的闸阀在 动作过程中螺纹实际的接触情况如图4所示,接触 的面积大为下降,单位面积上所承受的力大幅上升, 远超出螺纹表面强度所能承受的范围,同时螺纹的 顶部直接参与啮合,造成螺纹的磨损大为加速,使用 寿命显著下降。

图3铜套与阀杆螺纹正常啮合图

图4铜套与阀杆螺纹实际啮合图

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而在实际使用中由于供水管网主要是控制压 力,在送水泵的流量与压力无法进行调节的情况下 只能通过调节该阀门的开度来控制压力,故该阀门 在单项受压的情况下频繁动作,所以在短时间内铜 套完全失效也就不足为怪了。 针对这种情况可以采用增加铜套长度的方法。 增加铜套的长度可以改善铜套的导向性,在一定程 度上可以改善铜套的啮合状况。但是铜套的长度到 达了一定值后,改善导向作用的效果将不再明显。同 时铜套尺寸过长后会造成加工困难,加工精度不容 易控制,反而会导致螺纹受力集中在几个齿上,使铜 套的受力条件更加恶化。

通过对铜套材质和受力情况的分析和计算,第 一种传动螺纹的表面所承受的载荷大于本身表面承 受载荷的设计值的情况可以排除,因此造成铜套短 期内迅速失效的原因就应该是选型不当造成的。 由于增加铜套长度的方法成本较高,所以为了 避免阀板在动作过程中产生偏移,最终还是对阀门 的结构进行了改进,将原来的双式密封面改为如 图5所示的单式密封形式。

图5单樱式密封结构图

在进水口处密封面是倾斜的,在出水口处密封 面是平的。采用这种形式的密封面,在阀门的开闭过 程中,阀板受进口处水流的冲击作用,进口处的倾斜 密封面脱离接触,不受磨损,阀板沿着出口处的平面 上下运动,由于有出口处的平面作为依靠,而且在阀 板的侧面还加装了导向槽,阀板不会产生偏移。故保 证了铜套与阀杆大面积的接触,有效降低了螺纹单 位面积上所承受的力。而在阀门关闭以后,阀门的出 水口处受水压作用,阀板与进口处的倾斜密封面紧

装时应注意远离外界的电磁场源,以免影响传感器 的工作磁场及流量信号,传感器水平安装时,要求 两个电极的中心轴线处于水平状态,防止颗粒杂质 沉积,影响电极工作。测量管内应为满管,不允许大 量气泡通过传感器,当不能满足条件时,应采取相 应措施。为使仪表可靠地工作,提高测量精确度,不 受外界寄生电势的干扰,传感器应有良好的单独接 地线,且接地电阻应小于10Ω,尤其是安装在阴极 保护管道上时。转换器应安装在符合其防护等级要 求的场所,在满足安装环境、使用要求的前提下,转 换器与传感器之间的距离和连接电缆越短越好,以 节约投资,减少可能产生的强电信号的干扰。 如选用超声流量计要特别注意传感器的安装 误差、管道内壁结垢、防腐层均匀与否,这些因素对 测量结果影响很大。另据超声流量计的测量原理, 只有流速分布均匀时才能保证测量的精确度。因此 超声波流量计不应设置在管路变化较大处。

由于工业循环水处理设施冷热水池内不同的 水位或是不同的平面位置之间的温度差别较大,因 此建议温度计一般安装在循环冷却给回水管、冷却 塔进水总管上,以确保对循环水系统温度测量的准 确性。埋地管道上的温度计也可以设置在地下仪表 井内。

压力表在安装时,测压管进人传感器以前应设 有阻尼装置,以利于测到稳定的压力数值;还应注

(上接第28页)该密封面不接触,不会磨损,长期使 用后阀门的密封效果也不会下降。 当然也可以使用平板闸阀来代替双楔闸阀,但 是平板闸阀本身造价就高,同时启闭所需扭矩也较 大,需要对电动执行机构进行更换,成本较高。而且 平板闸阀密封面的磨损也较大上海轨道交通6号线(东靖路站至博兴路站)工程施工组织设计,长期使用后密封效 果下降较快。

闸阀本应该是在管路系统中起到截止和开放 介质作用的,然而由于受到生产工艺的要求和现场

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意传感器安装高度对测量数值的影响,并在显示数 值上加上传感器到测压点的高差转换成的压力值。

电导率仪的电导池部分设于水池内,其余部分 均设于水池上。电导率仪的电导池应设置在远离冷 热水池补水管的地方,距离补水管近的地方水质相 对较好,电导率值较低。电导池设置在离冷热水池 补水管近的地方,会造成对整个循环水系统水质判 断的不准确,从而对循环水系统的加药、强制排污 等水质稳定工作带来影响。

检测仪表的好坏直接关系到工业循环冷却水 系统的运行是否正常。在仪表的选用时,从仪表的 性能、质量、价格、备件情况、售后服务等方面进行 反复比较。要精确度高;响应时间快;输出信号可为 模拟量或开关量(根据实际要求确定);仪表的防护 等级应满足所在环境的要求,一般应不低于IP65; 现场监测仪表宜选用数显仪;仪表的工作电源应独 立,不应和计算机共用电源,以保证发生故障和检 修时电源互不干扰,使各自都能稳定可靠地运行; 应选择能够提供可靠服务和有丰富经验的仪表生 产厂商。

实际情况的限制,本文中所提到的闸阀也起到了一 定的控制流量的作用,所以在使用过程中动作较为 频繁,普通形式的双楔闸阀和平板闸阀均难以适 用。采用单式密封的阀门后,阀门铜套的寿命得 到了极大的提高白杨湾物流桥梁工程封闭式施工方案,密封效果有了极大的改善,很好 的解决了现场的技术难题。

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