F943X-0.5C/DN1600電動盲板閥運行中的故障處理與預防

李金峰，查次樂，鐘 鋒，文書祥

(1．川威集團科技中心，四川成都610100;2．成渝釩鈦科技有限公司軋鋼廠，四川威遠642469)

1 引言

川威集團成渝釩鈦科技有限公司新區軋鋼廠(簡稱:軋鋼廠下同)現有3條生產線(100萬t/a的小型棒材生產線、100萬t/a的中型棒材生產線和65萬t/a的高速線材生產線。簡稱:小棒、中棒、高線下同)，其高爐煤氣管路系統由總管及分出的3個支管路構成，3個支管路分別向小棒、中棒、高線加熱爐輸送燃氣。高爐煤氣管路總管及分出的3個支路管路均設有電動插(盲)板閥和電動蝶閥控制;總管為F941X-0.5電動插板閥、分支管為F943X-0.5C/DN1600電動盲板閥(簡稱:盲板閥下同)，均由上海中滬閥門(集團)有限公司制造。由軋鋼廠高爐煤氣管路系統結構特點與軋鋼生產連續性決定，除煤氣總管插板閥倒閥(切換)操作極少進行外，小棒、中棒、高線各條生產線在其加熱爐停爐檢修或長時間停產時，均必須完成其對應的倒閥操作。盲板閥作為小棒、中棒、高線高爐煤氣管道可靠的隔斷裝置，其完好以及技術性能穩定、可靠，是安全生產的必備條件。但軋鋼廠自2012年11月投產投入使用以來，盲板閥倒閥操作先后都反映出現過一些問題，主要并集中反映在2014年1月3日，高線操作工在實施現場自動關閥操作后，出現關閥不到位以及在處理此問題過程中又暴露出的其它問題。以下就筆者親歷盲板閥問題的處理、分析與預防，作一小結，供同行借鑒。

2 盲板閥結構及動作原理

盲板閥主要由左、右閥體、絲杠付、閥板、不銹鋼波紋補償器、橡膠密封圈、電動驅動裝置、電動夾緊裝置等部件組成;由底座及支承(相對于管道)構成一個剛性結構體。閥體的松開與夾緊及閥板的啟閉旋轉，分別由閥門同步裝置和翻板推桿實現。同步裝置主要由3只鏈輪并聯體的絲杠螺旋副構成，受電動夾緊裝置驅動作用，完成閥體的夾緊、松開動作;翻板推桿則通過電動驅動裝置帶動翻板推桿絲杠螺旋副驅動閥板完成通孔、盲孔的切換動作，如圖1所示。閥門夾緊、松開與扇形閥板通孔、盲孔的切換動作的行程由電動驅動裝置、電動夾緊裝置的行程控制開關控制。

3 盲板閥的故障處理

2014年1月3日18:45，高線操作工實施盲板閥“本機”“自動”關閥操作，按下“關閥”按鈕，閥體松開到位(松開指示燈亮起)，但緊接的扇形閥板由通孔向盲孔轉換旋轉僅1/3行程時，閥板推桿停止動作，但驅動裝置電機一直有運轉聲響，試“自動”開閥操作及試“點動”操作，均無結果，只是試“點動”操作，驅動裝置電機停轉。

圖1 翻板推桿示意圖

原因分析:第一步，閥板由通孔向盲孔轉換旋轉僅1/3行程時，閥板推桿停止動作，但驅動裝置電機一直有運轉聲響，說明電機控制電路正常;閥板推桿不動，說明驅動裝置內部傳動機構不給力。第二步，試“自動”開閥操作及試“點動”操作，均無結果，只是試“點動”操作，驅動裝置電機停轉，原因由電路控制“聯鎖”決定，系正常現象。盲板閥配套驅動裝置系常州電站輔機總廠生產(型號ZC60T-24/80B)，裝置設有“手動——電動”切換手柄。“手動——電動”切換，依靠裝置內位于電機主動輪，上下兩半“握緊器”(類似離合器結構)實現，正常情況下(即電動時)，手柄倒向電動位，上下兩半“握緊器”握緊裝置電機主動輪，電機運轉帶動主動輪運轉，同時依靠“握緊器”，聯動驅使裝置輸出力矩，使驅動翻板推桿絲杠螺旋副作旋轉運動;反之，手柄倒向手動位，上下兩半“握緊器”松開，主動輪與驅動裝置齒輪體脫開，此時，依靠手動驅動裝置輸出力矩使驅動翻板推桿絲杠螺旋副作旋轉運動。

可見，驅動裝置電機空轉，驅動翻板推桿未旋轉的原因，一是手柄電動位時，裝置中相應的“握緊器”并未握緊(即“手動——電動”切換不到位)，二是電機軸與主動輪柱銷脫位，具體到本例故障在于“手動——電動”切換過程中，電機軸與主動輪柱銷脫落(電機與裝置分離檢修時發現)，柱銷重新上好定位后，此例故障消除。

電控箱轉換開關SA1置“手動”，SA2置“現場”，閥體松開到位時，持續按下“關閥”按鈕，驅動裝置電機與翻板推桿短時(≤5s)動作停轉，間隙1min再按下“關閥”按鈕或改變方向按下“開閥”按鈕，驅動裝置電機與翻板推桿動作情況重復，即順時針、逆時針動作情況相同，動作時長均≤5S。此時，改電動操作為人工手動操作，又能完成“關閥切換”或“開閥切換”。

原因分析:此故障原因，總體歸結為翻板推桿機構“發卡”過載，電動裝置電動機主回路設有熱繼電器作電動機過載保護，本閥裝置電機 Ne=3kW，過載保護整定值 I=1.25Ie，經用鉗型電流表檢測確認，電機過載保護瞬時電流≥10A。具體過載原因，是在逐一排出翻板推桿絲杠螺旋副、推桿接手、電動裝置傳動齒以及電機繞組等各可能因素后，通過使電動裝置與推桿接手完全脫開處理，才最終鎖定。一是裝置接口位推力軸承錯誤裝配，即緊環安裝在靜止件的端面上。由于緊環內圈與軸頸系過渡配合，軸轉動時帶動緊環，并與靜止件端面發生摩擦，在受到軸向作用力(Fx)時，出現摩擦力矩大于內徑配合阻力矩，導致緊環與軸配合面強制轉動，軸頸磨損加劇的同時增加了轉動力矩的阻礙(實際是轉動力矩減弱)。二是盲板閥安裝于露天平臺，平時疏于潤滑保養，形成電動裝置輸出軸與推桿接手結合面銹蝕以及結合面污垢完全干燥后形成的“垢膜”作用，增加了克服翻板推桿轉動的阻力。顯見，正是這一減一加，導致了翻板推桿機構“發卡”，裝置電機“過載”。因之，在脫開電動裝置與推桿接手后，通過對推力軸承的檢查、糾正裝配并對其銹蝕結合面處理(用0#砂布除銹、除圬并用布條蘸煤油擦洗最后涂潤滑脂)后，此例電動裝置電機過載故障才得以消除。

需要指出的是，在分析和處理此故障過程中，涉及到改用手動操作，又能完成“關閥”或“開閥”切換，但同比前后有明顯費力感覺，費力的表現恰說明翻板推桿機構“發卡”使裝置電機過載。這一點也是在完成對裝置推力軸承、輸出軸與推桿接手銹圬結合面處理后，同比前后用手動切換盲板的用力感覺，才有了對此問題的體會與總結。也正是因為在分析處理電動機“過載”問題時，翻板推桿通過裝置手動能夠完成倒閥切換，才使電動機“過載”問題在一開始沒有能夠及時、準確的診斷而費解。

實際上，由于盲板閥倒閥操作頻率低(只有在其對應生產線長時間停產檢修或需停爐≥4h檢修時才會倒閥動作1次，據記錄此盲板閥自投入使用1年多來，一共才完成3次倒閥操作)，且只有在電動失效后才可能去用手動。因此，在手動又能夠完成倒閥切換的情況下，根據手動費力的情況去分析破解問題，也是難以實現的。

閥板切換(閥開啟到閥關閉或閥關閉到閥開啟)，通孔閥后側密封墊(鑲鉗于閘板上的橡膠密封圈)切換中因受刮擦閥體作用被擠壓脫出3mm～400mm，嚴重時閥盲孔側密封圈受力部分458mm兩端斷裂性脫開。檢查發現，問題在，一是閥板2只定位輪(閥板切換旋轉運動定位，卡槽型定位輪，輪套兩側各通過對稱4只M10×60內六角螺栓固定于同步裝置兩個鏈輪軸上)輪套固定螺栓松脫，造成定位失效，導致繞頂軸作切換運動的閥板左或右偏移，形成與閥體“刮擦”;二是閥體松開不到位，經檢測，發現此問題時盲板閥出口側閥體與閥板分離間隙≤9mm，而出廠時，調好的左右閥體與閥板分離間隙(及限位開關定位間隙)在16mm左右，形成的原因，在于電動裝置與閥體檢修后行程開關定位產生的位移。在通過上述兩方面問題的處理調整后，閥板切換時，閥板切換自如，不再有卡阻使密封墊“刮擦”受損現象。

4 故障預防

勤檢查、勤調整、勤潤滑、勤保養。前已述及，軋鋼廠煤氣總管輸入后，一分為三輸出供小棒、中棒、高線加熱爐使用。這決定了總管插板閥可能一年都輪不上倒閥動作1次。本例的高線盲板閥自投入使用1年多來，一共才完成3次倒閥操作，倒閥動作頻率之低和高爐煤氣區域作業的安全特殊性，客觀上增加了盲板閥故障及時發現、及時檢修排除的困難。為此，軋鋼廠建立了煤氣插(盲)板閥一個月定期試驗保養制度(定期試驗保養包含正常倒閥操作在內)，使檢修行為規范化。定期試驗過程使盲板閥勤檢查、勤調整得到落實，盲板閥諸如推力軸承裝配上的錯誤、電動裝置主傳動輪柱銷脫落及控制電路故障等等均可通過檢查、調整及早發現、及時解決。而潤滑、保養則強調每次操作(試驗)前完成一為次對閥板積灰、密封粘性物清潔、鏈輪、鏈條、絲杠等傳動部位潤滑。總之，勤檢查、勤調整、勤潤滑、勤保養，有利于延長閥門的使用壽命及保持良好的工作狀態。

盲板閥切換操作施“點動”且每操作完一個程序，均做到現場確認。其好處:一是，克服自動狀態時出現一步程序故障，即一步“程序”未完成時，不僅本步程序且其它程序均因電路聯鎖作用無法進行的弊端;二是使檢修查故障由復雜變簡單，使故障處理因此而快捷;再就是“點動”完每一程序的現場確認，可以增強操作的可靠性、安全性。

盲板閥電控箱加護罩、加鎖并斷電管理。盲板閥一般安裝于5m高的鋼構平臺上(本廠小棒、中棒、高線盲板閥、蝶閥在同一鋼構的上中下3個平臺上安裝，頂層小棒盲板閥安裝平臺高達15m)，其安全操作要求，電控箱就近安裝于平臺下的地面，由于露天安裝，電控箱日曬雨淋尤其是盲板閥啟閉切換，介質冷凝水泄漏及電控箱平時又完全脫離操作者視野等等，均會降低電控箱使用壽命與安全性能。如:本廠高爐煤氣總管F941X－0.5 DN2200電動插板閥，在2014年1月27日系統中修倒閥操作時，就出現了電控箱“遠程——現場”與“自動——點動”2只轉換開關手柄軸斷裂(因未加鎖，被人為擰壞，幸而電控箱實施了斷電管理)。因此，本廠在電控箱實施安裝位加裝封閉式護罩和斷電管理的基礎上，又增加護罩上鎖管理措施。這樣有效增強了電控箱防曬、防水、防塵、防誤操作功能，盲板閥安全運行會更有保障。

5 使用檢修調試要點

盲板閥切換操作十項注意:一是操作前盲板閥現場有無影響切換操作的安全確認;二是盲板閥松開到位，左右閥座于閥板產生間隙小于出廠時調好的行程開關定位(16mm左右)不得啟動閥板電動裝置;閥板全開(或全關)不到位時，不得啟動閥座電動裝置;三是盲板閥一步程序完成，但指示燈未亮起和實際完成該步程序與否的現場確認未進行，不得實施下一步程序點動操作;四是電動失效，須通知電工現場排除故障再操作(切忌重復強行點動按鈕不松手);五是進行手動切換時，必須將電動裝置上“手動——電動”切換手柄置手動位;六是電動(點動或自動)時，切忌不要撥動裝置上的“手動——電動”切換手柄;七是橡膠密封圈不得與閥體粘連或發生硬磨擦，以防止損壞橡膠密封圈，破壞閥門的工作性能。八是左、右閥體松開時，介質要外溢，為確保安全，應在關閉盲板閥前，先關閉盲板閥前的煤氣蝶閥，同時采取通氮氣吹掃措施。九是安全措施未到位不操作。十是操作完成，斷電源、電控箱護罩上鎖和做好記錄。

電動裝置輸出端推力軸承檢修安裝三要素:(1)分清軸承的緊環和松環(根據軸承內徑大小判斷，孔徑相差0.1～0.5mm);(2)分清機構的靜止件(即不發生運動的部件，主要是指裝配體)，(3)無論什么情況，軸承的松環始終應靠在靜止件的端面上。

閥門上設有不銹鋼波紋補償器，此補償器只負責閥門的啟閉，嚴禁代替管路中應該設有的補償器。管路中應另設補償器，不然會由于管路熱脹冷縮產生的外力傳導至本閥，對閥門產生推拉、扭曲，從而影響閥門的工作性能。

盲板閥左右閥體聯接的管道中心，不同軸度≤3mm。閥松開到位時，左右閥座于閥板產生間隙在16mm左右。

檢修調試前一定要將伸縮器四周的三個螺栓松開以保證伸縮器的伸縮量并注意先用手動操作使盲板處于中間位置，然后接通電源點動操作控制閥門裝置，以便觀察是否與閥門的松開、夾緊旋向相同。

6 結束語

電動插(盲)板閥系煤氣管道可靠的隔斷裝置，其完好以及技術性能穩定、可靠，是安全生產的必備條件。其高空與露天安裝和倒閥切換操作頻率低的運行特點及煤氣區域作業特殊的安全要求，客觀上增加了盲板閥故障及時發現、及時檢修排除的困難。堅持勤檢查、勤調整、勤潤滑、勤保養原則和切實執行盲板閥切換操作十項注意以及正確的檢修調試，一定有利于延長插(盲)板閥的使用壽命及保持良好的工作狀態。