旋轉閥設備組裝維修技術存在不足的問題

錢梅忠

摘要：旋轉閥是精對苯二甲酸（英文Pure terephthalic acid（PTA））化工行業輸送系統中一個不可缺少的裝置，PTA裝置用的旋轉閥，其種類雜、數量多，在PTA裝置設備高壓、高壓差、高溫、強腐蝕、易結晶、閃蒸、氣蝕等惡劣條件下工作時，旋轉閥的重要性非常突出。經過多次調試組裝及對氣源及管路口的改進，最后滿足設備部件“系統設計的規范標準”，通過改進為客戶每年節約了維修組裝成本約300萬元的經濟損失。

關鍵詞：旋轉閥;存在缺點;原因分析;改進措施

中圖分類號：G712 ? ? 文獻標志碼：A ? ? 文章編號：1674-9324（2016）08-0231-04

一、對旋轉閥設備組裝維修技術存在不足的問題改進

1.概述。旋轉閥是精對苯二甲酸（英文Pure terephthalic acid（PTA））化工行業輸送系統中一個不可缺少的裝置。2010年德國科倍隆在中國上海投資，加工組裝、維修旋轉閥和一些工程的部件，引進了德國先進技術、精度和國際品牌工程。PTA裝置用的旋轉閥，其種類雜、數量多，在PTA裝置設備高壓、高壓差、高溫、強腐蝕、易結晶、閃蒸、氣蝕等惡劣條件下工作時，旋轉閥的重要性非常突出。ZAW旋轉閥是使用于PTA粉末的風動系統中心的一種關鍵設備，由于輸送不斷運轉，ZAW旋轉閥的轉子葉片與旋轉閥殼體之間PTA粉末或粒子長期運轉、沖擊、閥體與葉片受到磨損，迷宮密封漸漸磨損，軸密封同樣漸漸受到磨損，在原設定的標準間隙使用過程中產生故障現象和一定尖叫聲，PTA粉末通過迷宮密封的間隙和高壓油封的間隙入軸承，使其很快卡死造成停機故障。

2.對ZAW旋轉閥組裝維修存在缺點原因分析。

（1）旋轉閥現場維修調試過程中發現問題檢查：旋轉閥在重載輸送物料過程中，旋轉閥運行時內部發出尖叫聲。當現場旋轉閥在空載運轉過程中，旋轉閥的聲音變小了，旋轉閥沒有噪聲，跳動、軸向竄動、空載運行平穩。現場旋轉閥輸送的物料溫度為130℃～135℃，旋轉閥殼體溫度為135℃～138℃。現場的旋轉閥反復調試當產能達到30%～60%，輸送的物料壓差達到3.0～3.5bar時，旋轉閥內部漸漸的發出尖叫聲。當產能達到60%～85%，輸送的物料壓差達到4.0～5.0bar時，旋轉閥內部的尖叫聲更加嚴重，導致轉閥電機過載過流跳閘。

（2）對ZAW旋轉閥設備拆卸后檢查故障缺陷。旋轉閥殼體內壁SR3、SR4下料口處有刮傷現象。旋轉閥轉子葉片表面被刮傷現象很明顯，傷痕處與殼體刮痕面相符合。旋轉閥兩側端蓋表面被刮傷現象，端蓋表面與轉子葉片軸有明顯磨損。旋轉閥轉子葉片軸向表面刮傷現象很明顯，傷痕處與端蓋刮痕面相符合。現場旋轉閥輸送的物料溫度為130℃～135℃，旋轉閥殼體溫度為135℃～138℃。由于旋轉閥內壁表面與轉子面金屬摩擦，旋轉閥內部的尖叫聲更加嚴重，導致旋轉閥電機過載過流跳閘。

（3）根據旋轉閥以上故障情況進行拆卸檢測分析。

旋轉閥間隙、溫度原技術要求：

拆卸旋轉閥之前檢測旋轉閥徑向間隙是否位移。檢查結果旋轉閥徑向間隙SR1、SR2、SR3、SR4正常，都在旋轉閥技術要求內R：0.28mm～0.30mm。拆卸旋轉閥之前檢測旋轉閥軸向間隙是否竄動位移。檢查結果旋轉閥軸向間隙SAL、SAF轉子兩側軸向間隙正常，都在旋轉閥技術要求內0.45mm～0.50mm。

（4）檢測旋轉閥轉子跳動值：在旋轉閥拆卸后將轉子放置到檢測平臺上，利用雙頂針檢測轉子跳動值，軸向竄動，都符合轉閥設計要求0.02mm～0.03mm跳動值。

（5）旋轉閥拆卸解體查找有刮傷問題。拆卸后發現旋轉閥殼體內壁下料口SR3、SR4處有一些被金屬刮傷的痕跡，受刮傷的內壁毛刺位置可以斷定：旋轉閥在輸送物料過程中轉子受熱再加上進入物料的上游壓差，導致旋轉閥轉子下沉后，葉片徑向和殼體內發出尖叫聲，加上設備系統輸送物料生產過程中越是壓差大或產量越是高，電機容易過載過流跳閘原因。

（6）檢查端蓋平面被金屬刮傷現象分析。在主動端SAL側端蓋面和轉子的葉片軸向面被刮傷的現象分析，斷定有兩種原因。當旋轉閥物料輸送過程中，物料的溫度是130℃～135℃，高溫的物料經過旋轉閥轉子時，轉子受熱后迅速膨脹，導致轉子與端蓋的金屬面接觸摩擦，造成旋轉閥在使用過程中產生尖叫聲的問題。摩擦和尖叫聲需要改進糾正，在組裝過程中，鎖緊螺母擰緊時操作者不夠重視，未達到規定扭矩600N要求值，這是造成鎖緊螺母受熱后膨脹導致松動故障之一。

（7）物料與旋轉閥殼體蒸氣加溫不均勻故障原因。現場調試檢查發現，如物料的溫度是130℃～135℃，而殼體的表面溫度測得是138℃，技術要求不符，需要現場旋轉閥設備工藝操作改正。

3.改進旋轉閥組裝維修技術不足的問題和措施。經過數次調試維修組裝發現了前幾項的故障情況上的內容，同時也找出了對工作中的薄弱現象要解決一些重要問題：掌握對旋轉閥組裝維修技術，提出旋轉閥維修組裝解決方案。①組裝旋轉閥前必須清洗零件部件保證組裝時均無毛刺。②測量閥體內孔直徑八點基準和閥體兩端平行度和同軸度。③檢測轉子外徑和轉子兩端寬度平行度和同軸度（檢測平臺的V型塊檢測）。④檢測端蓋內孔加工平行度及同心度跳動值情況。⑤旋轉閥在組裝調正，對中間隙控制是一項主要的任務，按旋轉閥的裝配標準，應控制非驅動側無軸向竄動。

4.改進對旋轉閥間隙維修組裝不足的缺陷。

（1）對旋轉閥徑向間隙不足與改進。解決旋轉閥殼體的內壁下料口SR3、SR4被刮傷痕跡的原因。修改要求：為了保證旋轉閥在輸送物料過程中轉子下沉的問題（見圖3（B））由于在設計過程中將旋轉閥的轉子徑向間隙組裝調整為中心位子，但未考慮到旋轉閥在輸送物料過程中的上壓差，導致旋轉閥轉子通過熱態物料和物料輸送的高壓差5.5bar后，轉子下沉與殼體的SR3、SR4殼體內壁刮傷。修改組裝要求：

旋轉閥間隙、溫度改進后技術要求：

旋轉閥調整間隙時將轉子SR1、SR2間隙修改為0.12m～0.15mm，將轉子SR3、SR4間隙修改為0.40mm～0.45mm組裝要求值。

（2）對旋轉閥的軸向間隙不足進行改進。解決旋轉閥端蓋SAL主動端平面被刮傷痕跡的原因。修改要求（見圖3（A））：為了控制旋轉閥在輸送物料過程中，轉子與端蓋軸向之間不被竄動和平面磨損，需要在組裝、維修改變軸向間隙，將原有的旋轉閥軸向間隙，兩邊端蓋與轉子之間以分中心各進行50%調整。對旋轉閥設備實際情況決定改變軸向間隙。將SAF非動端間隙0.20mm～0.25mm，SAL主動端間隙為0.70mm～0.80mm，解決了旋轉閥在使用過程中，由于高溫的物料經過轉子時，受熱后迅速膨脹而造成軸向面刮壁產生的尖叫聲。改進了旋轉閥在組裝維修過程中鎖緊螺母固定時，需要達到的設計扭矩要求，扭矩設定為600N，解決了由于被鎖緊螺母受熱后膨脹，導致松動故障。旋轉閥輸送的物料和殼體的設計未達到PTA工藝操作技術，造成旋轉閥殼體與物料溫差受熱不均勻，導致旋轉閥在輸送物料過程中一直卡料而造成跳閘。根據PTA裝置工藝技術要求修改：閥體蒸氣加溫溫度應該是大于物料溫度8℃～10℃，閥體受溫膨脹增大旋轉閥內壁與轉子的間隙，保證使用暢通。

5.取得的成果。通過現場調試故障報告分析原因解決故障問題：將旋轉閥重新修改組裝改進要求。通過把旋轉閥的轉子在間隙調整時往上偏移到使用最佳值，對轉子軸向間隙重新設計調整，解決了由于轉子軸向徑向被受熱物料產生影響的旋轉閥間隙造成故障原因，解決了被鎖緊螺母受熱后膨脹造成，造成松動故障現象的問題。解決了設備長期在運行過程中的故障現象，客戶節省了許多維修生產經濟成本。通過現場對旋轉閥以上故障缺陷改進后，消除了設備運行故障的現象，對客戶設備維修保養工作解決了一大難題。通過改進，對客戶和公司每年節約維修組裝成本約1200萬元的經濟損失。

二、吹掃裝置斜孔角度移位及吹掃孔徑的改進

1.概述。CVD旋轉閥是煤化、食品、醫療等行業輸送系統中一個不可缺少的裝置，2004年德國科倍隆在中國上海投資，加工、組裝、維修旋轉閥和一些工程的部件，引進了德國先進技術、精度和國際品牌工程。吹掃裝置也是旋轉閥中心部分不可缺少的附件，它是將外接的氣壓從外部往里面吹，保證運轉時，閥體的粉料不進入迷宮密封和軸密封內，減少粉塵往外擠壓造成軸密封之間的自然磨損，延長閥門的使用壽命，減少迷宮密封軸密封粉料形成塑化片，保護軸承減少發熱產生卡死現象。

2.對旋轉閥吹掃裝置性能壓力不足產生的問題及分析。在最早開始生產過程組裝與調試中發現吹掃裝置性能大部分不合格，例如氣流量不夠和G1/4″管螺紋直接頭位置不對，容易在安裝接頭時出現碰鏈輪保護罩的現象。在這種情況之下，查詢具體的技術資料和旋轉閥功能需要改進的情況，并將旋轉閥全部解體，反復測量、測繪來回組裝調試，后來在調試中發現原來端蓋處吹氣裝置設定有兩點缺陷需要改進。①旋轉閥設備故障原因：輸送系統管道內壓力為5.0bar，而外部氣壓為6.0bar，從理論上講是合格的，但由于吹掃裝置下唇口Φ5mm偏小，加上吹氣位置與迷宮密封槽中心不對稱偏離原中心1.5mm，所以其后果是造成氣壓減小的重要原因。②由于G1/4″管接口原45°角位置是不對的，因為G1/4″管螺紋45°斜孔直接頭與鏈輪保護罩距離太近，在組裝維修氣源管路時，容易碰上保護罩，所以G1/4″螺紋吹掃孔斜度需要改進。

3.吹氣口斜孔及管路直徑改進措施。CRD旋轉閥在輸送系統中是一項關鍵設備，作為吹掃裝置也是在旋轉閥中心部分不可缺少的附件，它的核心能力是將外接的氣壓從外部往里面吹，保證運轉時閥體的粉料不進入迷宮密封和軸密封內，減少粉料往外擠壓造成軸密封之間自然磨損延長壽命，減少迷宮密封軸密封粉料形成塑化片，保護減少軸承發熱產生卡死現象。為了提高吹氣裝置質量氣源流量達到穩定性，減小吹掃氣壓的壓力消耗，在原斜孔45°和吹掃唇口內Φ5mm進行改進，將改進成：在G1/4″管螺紋吹掃孔原45°斜孔改成30°斜孔，吹掃唇口擴大Φ8mm，當Φ5mm孔擴大到Φ8mm，斜孔下底口與端蓋平移距離3mm正好在迷宮密封槽中心，當斜孔往上偏移角度后，對氣管組裝拆卸，就沒有障礙了。當吹掃口擴大后，吹氣口位置中心正確了，吹氣口壓力也確保了，達到了系統中的標準值要求，延長今后旋轉閥運轉時自然磨損的現象，解決了輸送系統的一個難題。

4.取得的成果。解決了旋轉閥附件在輸送系統的一個難題。①由于吹掃裝置下唇口Φ5mm偏小，加上吹氣位置與迷宮密封槽中心不對稱偏離原中心1.5mm，所以這種后果是造成氣壓減小的重要缺點。②吹掃裝置G1/4″管接口原45°角位置是不對的缺點。經過反復調試論證將旋轉閥吹掃管徑擴大增加生產中的吹掃壓力，將吹掃裝置的管孔原45°改為30°，解決了安裝旋轉閥鏈條保護罩被碰撞的原因，由此確認原設備上氣源設計的不足之處，達不到設計要求，經過多次調試組裝及對氣源及管路口的改進。最后滿足設備部件“系統設計的規范標準”，通過改進，對客戶每年節約維修組裝成本約300萬元的經濟損失。