F943X-0.5C/DN1600电动盲板阀运行中的故障处理与预防

李金峰，查次乐，钟 锋，文书祥

(1．川威集团科技中心，四川成都610100;2．成渝钒钛科技有限公司轧钢厂，四川威远642469)

1 引言

川威集团成渝钒钛科技有限公司新区轧钢厂(简称:轧钢厂下同)现有3条生产线(100万t/a的小型棒材生产线、100万t/a的中型棒材生产线和65万t/a的高速线材生产线。简称:小棒、中棒、高线下同)，其高炉煤气管路系统由总管及分出的3个支管路构成，3个支管路分别向小棒、中棒、高线加热炉输送燃气。高炉煤气管路总管及分出的3个支路管路均设有电动插(盲)板阀和电动蝶阀控制;总管为F941X-0.5电动插板阀、分支管为F943X-0.5C/DN1600电动盲板阀(简称:盲板阀下同)，均由上海中沪阀门(集团)有限公司制造。由轧钢厂高炉煤气管路系统结构特点与轧钢生产连续性决定，除煤气总管插板阀倒阀(切换)操作极少进行外，小棒、中棒、高线各条生产线在其加热炉停炉检修或长时间停产时，均必须完成其对应的倒阀操作。盲板阀作为小棒、中棒、高线高炉煤气管道可靠的隔断装置，其完好以及技术性能稳定、可靠，是安全生产的必备条件。但轧钢厂自2012年11月投产投入使用以来，盲板阀倒阀操作先后都反映出现过一些问题，主要并集中反映在2014年1月3日，高线操作工在实施现场自动关阀操作后，出现关阀不到位以及在处理此问题过程中又暴露出的其它问题。以下就笔者亲历盲板阀问题的处理、分析与预防，作一小结，供同行借鉴。

2 盲板阀结构及动作原理

盲板阀主要由左、右阀体、丝杠付、阀板、不锈钢波纹补偿器、橡胶密封圈、电动驱动装置、电动夹紧装置等部件组成;由底座及支承(相对于管道)构成一个刚性结构体。阀体的松开与夹紧及阀板的启闭旋转，分别由阀门同步装置和翻板推杆实现。同步装置主要由3只链轮并联体的丝杠螺旋副构成，受电动夹紧装置驱动作用，完成阀体的夹紧、松开动作;翻板推杆则通过电动驱动装置带动翻板推杆丝杠螺旋副驱动阀板完成通孔、盲孔的切换动作，如图1所示。阀门夹紧、松开与扇形阀板通孔、盲孔的切换动作的行程由电动驱动装置、电动夹紧装置的行程控制开关控制。

3 盲板阀的故障处理

2014年1月3日18:45，高线操作工实施盲板阀“本机”“自动”关阀操作，按下“关阀”按钮，阀体松开到位(松开指示灯亮起)，但紧接的扇形阀板由通孔向盲孔转换旋转仅1/3行程时，阀板推杆停止动作，但驱动装置电机一直有运转声响，试“自动”开阀操作及试“点动”操作，均无结果，只是试“点动”操作，驱动装置电机停转。

图1 翻板推杆示意图

原因分析:第一步，阀板由通孔向盲孔转换旋转仅1/3行程时，阀板推杆停止动作，但驱动装置电机一直有运转声响，说明电机控制电路正常;阀板推杆不动，说明驱动装置内部传动机构不给力。第二步，试“自动”开阀操作及试“点动”操作，均无结果，只是试“点动”操作，驱动装置电机停转，原因由电路控制“联锁”决定，系正常现象。盲板阀配套驱动装置系常州电站辅机总厂生产(型号ZC60T-24/80B)，装置设有“手动——电动”切换手柄。“手动——电动”切换，依靠装置内位于电机主动轮，上下两半“握紧器”(类似离合器结构)实现，正常情况下(即电动时)，手柄倒向电动位，上下两半“握紧器”握紧装置电机主动轮，电机运转带动主动轮运转，同时依靠“握紧器”，联动驱使装置输出力矩，使驱动翻板推杆丝杠螺旋副作旋转运动;反之，手柄倒向手动位，上下两半“握紧器”松开，主动轮与驱动装置齿轮体脱开，此时，依靠手动驱动装置输出力矩使驱动翻板推杆丝杠螺旋副作旋转运动。

可见，驱动装置电机空转，驱动翻板推杆未旋转的原因，一是手柄电动位时，装置中相应的“握紧器”并未握紧(即“手动——电动”切换不到位)，二是电机轴与主动轮柱销脱位，具体到本例故障在于“手动——电动”切换过程中，电机轴与主动轮柱销脱落(电机与装置分离检修时发现)，柱销重新上好定位后，此例故障消除。

电控箱转换开关SA1置“手动”，SA2置“现场”，阀体松开到位时，持续按下“关阀”按钮，驱动装置电机与翻板推杆短时(≤5s)动作停转，间隙1min再按下“关阀”按钮或改变方向按下“开阀”按钮，驱动装置电机与翻板推杆动作情况重复，即顺时针、逆时针动作情况相同，动作时长均≤5S。此时，改电动操作为人工手动操作，又能完成“关阀切换”或“开阀切换”。

原因分析:此故障原因，总体归结为翻板推杆机构“发卡”过载，电动装置电动机主回路设有热继电器作电动机过载保护，本阀装置电机 Ne=3kW，过载保护整定值 I=1.25Ie，经用钳型电流表检测确认，电机过载保护瞬时电流≥10A。具体过载原因，是在逐一排出翻板推杆丝杠螺旋副、推杆接手、电动装置传动齿以及电机绕组等各可能因素后，通过使电动装置与推杆接手完全脱开处理，才最终锁定。一是装置接口位推力轴承错误装配，即紧环安装在静止件的端面上。由于紧环内圈与轴颈系过渡配合，轴转动时带动紧环，并与静止件端面发生摩擦，在受到轴向作用力(Fx)时，出现摩擦力矩大于内径配合阻力矩，导致紧环与轴配合面强制转动，轴颈磨损加剧的同时增加了转动力矩的阻碍(实际是转动力矩减弱)。二是盲板阀安装于露天平台，平时疏于润滑保养，形成电动装置输出轴与推杆接手结合面锈蚀以及结合面污垢完全干燥后形成的“垢膜”作用，增加了克服翻板推杆转动的阻力。显见，正是这一减一加，导致了翻板推杆机构“发卡”，装置电机“过载”。因之，在脱开电动装置与推杆接手后，通过对推力轴承的检查、纠正装配并对其锈蚀结合面处理(用0#砂布除锈、除圬并用布条蘸煤油擦洗最后涂润滑脂)后，此例电动装置电机过载故障才得以消除。

需要指出的是，在分析和处理此故障过程中，涉及到改用手动操作，又能完成“关阀”或“开阀”切换，但同比前后有明显费力感觉，费力的表现恰说明翻板推杆机构“发卡”使装置电机过载。这一点也是在完成对装置推力轴承、输出轴与推杆接手锈圬结合面处理后，同比前后用手动切换盲板的用力感觉，才有了对此问题的体会与总结。也正是因为在分析处理电动机“过载”问题时，翻板推杆通过装置手动能够完成倒阀切换，才使电动机“过载”问题在一开始没有能够及时、准确的诊断而费解。

实际上，由于盲板阀倒阀操作频率低(只有在其对应生产线长时间停产检修或需停炉≥4h检修时才会倒阀动作1次，据记录此盲板阀自投入使用1年多来，一共才完成3次倒阀操作)，且只有在电动失效后才可能去用手动。因此，在手动又能够完成倒阀切换的情况下，根据手动费力的情况去分析破解问题，也是难以实现的。

阀板切换(阀开启到阀关闭或阀关闭到阀开启)，通孔阀后侧密封垫(镶钳于闸板上的橡胶密封圈)切换中因受刮擦阀体作用被挤压脱出3mm～400mm，严重时阀盲孔侧密封圈受力部分458mm两端断裂性脱开。检查发现，问题在，一是阀板2只定位轮(阀板切换旋转运动定位，卡槽型定位轮，轮套两侧各通过对称4只M10×60内六角螺栓固定于同步装置两个链轮轴上)轮套固定螺栓松脱，造成定位失效，导致绕顶轴作切换运动的阀板左或右偏移，形成与阀体“刮擦”;二是阀体松开不到位，经检测，发现此问题时盲板阀出口侧阀体与阀板分离间隙≤9mm，而出厂时，调好的左右阀体与阀板分离间隙(及限位开关定位间隙)在16mm左右，形成的原因，在于电动装置与阀体检修后行程开关定位产生的位移。在通过上述两方面问题的处理调整后，阀板切换时，阀板切换自如，不再有卡阻使密封垫“刮擦”受损现象。

4 故障预防

勤检查、勤调整、勤润滑、勤保养。前已述及，轧钢厂煤气总管输入后，一分为三输出供小棒、中棒、高线加热炉使用。这决定了总管插板阀可能一年都轮不上倒阀动作1次。本例的高线盲板阀自投入使用1年多来，一共才完成3次倒阀操作，倒阀动作频率之低和高炉煤气区域作业的安全特殊性，客观上增加了盲板阀故障及时发现、及时检修排除的困难。为此，轧钢厂建立了煤气插(盲)板阀一个月定期试验保养制度(定期试验保养包含正常倒阀操作在内)，使检修行为规范化。定期试验过程使盲板阀勤检查、勤调整得到落实，盲板阀诸如推力轴承装配上的错误、电动装置主传动轮柱销脱落及控制电路故障等等均可通过检查、调整及早发现、及时解决。而润滑、保养则强调每次操作(试验)前完成一为次对阀板积灰、密封粘性物清洁、链轮、链条、丝杠等传动部位润滑。总之，勤检查、勤调整、勤润滑、勤保养，有利于延长阀门的使用寿命及保持良好的工作状态。

盲板阀切换操作施“点动”且每操作完一个程序，均做到现场确认。其好处:一是，克服自动状态时出现一步程序故障，即一步“程序”未完成时，不仅本步程序且其它程序均因电路联锁作用无法进行的弊端;二是使检修查故障由复杂变简单，使故障处理因此而快捷;再就是“点动”完每一程序的现场确认，可以增强操作的可靠性、安全性。

盲板阀电控箱加护罩、加锁并断电管理。盲板阀一般安装于5m高的钢构平台上(本厂小棒、中棒、高线盲板阀、蝶阀在同一钢构的上中下3个平台上安装，顶层小棒盲板阀安装平台高达15m)，其安全操作要求，电控箱就近安装于平台下的地面，由于露天安装，电控箱日晒雨淋尤其是盲板阀启闭切换，介质冷凝水泄漏及电控箱平时又完全脱离操作者视野等等，均会降低电控箱使用寿命与安全性能。如:本厂高炉煤气总管F941X－0.5 DN2200电动插板阀，在2014年1月27日系统中修倒阀操作时，就出现了电控箱“远程——现场”与“自动——点动”2只转换开关手柄轴断裂(因未加锁，被人为拧坏，幸而电控箱实施了断电管理)。因此，本厂在电控箱实施安装位加装封闭式护罩和断电管理的基础上，又增加护罩上锁管理措施。这样有效增强了电控箱防晒、防水、防尘、防误操作功能，盲板阀安全运行会更有保障。

5 使用检修调试要点

盲板阀切换操作十项注意:一是操作前盲板阀现场有无影响切换操作的安全确认;二是盲板阀松开到位，左右阀座于阀板产生间隙小于出厂时调好的行程开关定位(16mm左右)不得启动阀板电动装置;阀板全开(或全关)不到位时，不得启动阀座电动装置;三是盲板阀一步程序完成，但指示灯未亮起和实际完成该步程序与否的现场确认未进行，不得实施下一步程序点动操作;四是电动失效，须通知电工现场排除故障再操作(切忌重复强行点动按钮不松手);五是进行手动切换时，必须将电动装置上“手动——电动”切换手柄置手动位;六是电动(点动或自动)时，切忌不要拨动装置上的“手动——电动”切换手柄;七是橡胶密封圈不得与阀体粘连或发生硬磨擦，以防止损坏橡胶密封圈，破坏阀门的工作性能。八是左、右阀体松开时，介质要外溢，为确保安全，应在关闭盲板阀前，先关闭盲板阀前的煤气蝶阀，同时采取通氮气吹扫措施。九是安全措施未到位不操作。十是操作完成，断电源、电控箱护罩上锁和做好记录。

电动装置输出端推力轴承检修安装三要素:(1)分清轴承的紧环和松环(根据轴承内径大小判断，孔径相差0.1～0.5mm);(2)分清机构的静止件(即不发生运动的部件，主要是指装配体)，(3)无论什么情况，轴承的松环始终应靠在静止件的端面上。

阀门上设有不锈钢波纹补偿器，此补偿器只负责阀门的启闭，严禁代替管路中应该设有的补偿器。管路中应另设补偿器，不然会由于管路热胀冷缩产生的外力传导至本阀，对阀门产生推拉、扭曲，从而影响阀门的工作性能。

盲板阀左右阀体联接的管道中心，不同轴度≤3mm。阀松开到位时，左右阀座于阀板产生间隙在16mm左右。

检修调试前一定要将伸缩器四周的三个螺栓松开以保证伸缩器的伸缩量并注意先用手动操作使盲板处于中间位置，然后接通电源点动操作控制阀门装置，以便观察是否与阀门的松开、夹紧旋向相同。

6 结束语

电动插(盲)板阀系煤气管道可靠的隔断装置，其完好以及技术性能稳定、可靠，是安全生产的必备条件。其高空与露天安装和倒阀切换操作频率低的运行特点及煤气区域作业特殊的安全要求，客观上增加了盲板阀故障及时发现、及时检修排除的困难。坚持勤检查、勤调整、勤润滑、勤保养原则和切实执行盲板阀切换操作十项注意以及正确的检修调试，一定有利于延长插(盲)板阀的使用寿命及保持良好的工作状态。