電站閥門(mén)可靠性技術(shù)研究現(xiàn)狀和展望

仲崇峰

摘 要：隨著各種新技術(shù)的層出不窮，電站閥門(mén)在系統(tǒng)中的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，其安全穩(wěn)定的可靠性對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的有效運(yùn)行有著極其重要的作用。文章主要就目前我國(guó)電站閥門(mén)在技術(shù)上的應(yīng)用進(jìn)行了簡(jiǎn)要的分析與總結(jié)，并就存在的一系列問(wèn)題結(jié)合實(shí)際情況提出了合理化的解決措施，這樣不僅可以有效提升電站閥門(mén)的使用效率，更對(duì)其穩(wěn)定性提供了技術(shù)支持與保障。希望通過(guò)文章淺顯的介紹可以為相關(guān)工作人員提供一定的參考意見(jiàn)，從而推動(dòng)我國(guó)電站閥門(mén)的發(fā)展，使得電站閥門(mén)的可靠性更加完善。

關(guān)鍵詞：可靠性；電站閥門(mén)；原因；研究

1 對(duì)電站閥門(mén)的可靠性失效原因分析

通過(guò)相關(guān)數(shù)據(jù)得知，電站閥門(mén)在使用過(guò)程中由于受到多種因素的影響，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)失效的現(xiàn)象。一旦這種現(xiàn)象出現(xiàn)便會(huì)對(duì)整個(gè)電站閥門(mén)的使用效能構(gòu)成威脅，甚至?xí)斐蓸O其嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)財(cái)產(chǎn)損失，所以在對(duì)其進(jìn)行可靠性分析的前提下，必須對(duì)電站閥門(mén)失效進(jìn)行分析與總結(jié)，下面就常見(jiàn)的幾種失效原因進(jìn)行詳細(xì)地闡述。具體如下：

1.1 受振動(dòng)和噪音的影響使其產(chǎn)生失效。振動(dòng)的產(chǎn)生會(huì)使得電站閥門(mén)在運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生劇烈的搖晃，并且導(dǎo)致固定在電站閥門(mén)基礎(chǔ)部位的零件產(chǎn)生振動(dòng)，在此條件下就會(huì)出現(xiàn)電站閥門(mén)失效的現(xiàn)象。這與設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)電站閥門(mén)時(shí)有著密切的必然聯(lián)系，設(shè)計(jì)者在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中必須對(duì)振動(dòng)所能產(chǎn)生的幾種原因進(jìn)行合理的推測(cè)預(yù)算，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)體驗(yàn)振動(dòng)的強(qiáng)度，將振動(dòng)現(xiàn)象的頻率控制在可控范圍之內(nèi)。其次，電站閥門(mén)內(nèi)部零件損害也會(huì)出現(xiàn)失效，此時(shí)信號(hào)難以傳輸，振動(dòng)會(huì)持續(xù)出現(xiàn)，最終對(duì)其造成影響。最后，還有一種原因也會(huì)產(chǎn)生失效現(xiàn)象，則是共振現(xiàn)象。但是這種現(xiàn)象并不是很常見(jiàn)，主要是由噪音過(guò)大所引起的。

1.2 受卡滯的影響使其產(chǎn)生失效。顧名思義，在電站閥門(mén)生產(chǎn)加工過(guò)程中，會(huì)使用到不同的零部件，在使用這些零部件的過(guò)程中由于受其摩擦的影響也會(huì)出現(xiàn)各種設(shè)備的磨損或是腐蝕等現(xiàn)象。一旦機(jī)械設(shè)備受到損害就會(huì)出現(xiàn)卡滯，進(jìn)而影響整個(gè)電站閥門(mén)的運(yùn)行，失效現(xiàn)象也便由此產(chǎn)生，還有一些外在因素是因受氣物理因素的影響使得零部件出現(xiàn)變形，或是彎曲，也會(huì)出現(xiàn)卡滯，導(dǎo)致電站閥門(mén)失效。

1.3 受壓力波動(dòng)影響使電站閥門(mén)失效。電站閥門(mén)在較大強(qiáng)度下作業(yè)時(shí)，也會(huì)出現(xiàn)失效。彈簧的硬度必須具有控制在一定范圍內(nèi)，不易過(guò)硬也不易過(guò)軟，要選取適中。否則當(dāng)電站閥門(mén)運(yùn)行時(shí)就會(huì)由于受到外力作用的影響導(dǎo)致彈簧壓力過(guò)大或是過(guò)小，從而減輕阻力，當(dāng)阻力過(guò)小，壓力波動(dòng)逐漸減小時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)各種質(zhì)量問(wèn)題，并伴有其共振現(xiàn)象。

1.4 受外部滲漏以及內(nèi)部滲透影響使其產(chǎn)生失效。任何一項(xiàng)作業(yè)在開(kāi)始之前，都必須做好相關(guān)的檢查工作，尤其是對(duì)電站閥門(mén)來(lái)講，事前的清理檢查工作是極其重要的。因長(zhǎng)期運(yùn)行的緣故，機(jī)械會(huì)出現(xiàn)各種磨損、老化的現(xiàn)象，甚至?xí)霈F(xiàn)一些細(xì)小的劃痕，此時(shí)若不進(jìn)行及時(shí)情況，就會(huì)導(dǎo)致電站閥門(mén)零部件損壞或是難以在正常的軌道上行使，最終導(dǎo)致內(nèi)外部滲透的現(xiàn)象也會(huì)對(duì)電站閥門(mén)產(chǎn)生極其不好的影響。

1.5 受閥體本身的破裂使電站閥門(mén)失效。構(gòu)成閥體的材料質(zhì)量沒(méi)有保證，內(nèi)部出現(xiàn)了很多諸如氣孔砂眼等問(wèn)題，局部的強(qiáng)度被降低了；本就存在小細(xì)痕的電站閥門(mén)，由于碰撞使其加大；強(qiáng)行安裝電站閥門(mén)，可能會(huì)由于受力不均勻使電站閥門(mén)破裂內(nèi)部環(huán)境對(duì)電站閥門(mén)也是個(gè)大的影響因素，它會(huì)使電站閥門(mén)振動(dòng)從而產(chǎn)生裂痕；注意對(duì)閥體的保養(yǎng)，低溫會(huì)對(duì)其造成損害。

2 設(shè)計(jì)可靠性的電站閥門(mén)

設(shè)計(jì)安全可靠的電站閥門(mén)對(duì)其有效的運(yùn)行有著至關(guān)重要的影響，所以在具有設(shè)計(jì)前必須對(duì)電站閥門(mén)有所了解，選擇材料及閥門(mén)是很重要的一項(xiàng)作業(yè)。在設(shè)計(jì)之初，設(shè)計(jì)人員要針對(duì)材料的使用及閥門(mén)裝備的生產(chǎn)給予足夠的重視，依據(jù)材料的質(zhì)地來(lái)設(shè)計(jì)其符合需求的電站閥門(mén)，不僅在很大程度上可以保障電站閥門(mén)的有效運(yùn)行，更能節(jié)約成本，延長(zhǎng)電站閥門(mén)的使用壽命。可以說(shuō)，電站閥門(mén)的安全有效設(shè)計(jì)是保障電站閥門(mén)運(yùn)行的基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)過(guò)程中要求設(shè)計(jì)者不能憑借其經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，要依據(jù)實(shí)際需求，在規(guī)范的前提下進(jìn)行改革與創(chuàng)新，最終把好質(zhì)量關(guān)。

（1）因?yàn)樵O(shè)計(jì)狀況決定電站閥門(mén)是否可靠，所以在對(duì)電站閥門(mén)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要考慮的因素是相當(dāng)多的。綜合考慮電站閥門(mén)的功能與特點(diǎn)可從以下幾個(gè)方面對(duì)電站閥門(mén)進(jìn)行設(shè)計(jì)：工作試運(yùn)行時(shí)不存在卡澀狀況，可靠穩(wěn)定；基于振動(dòng)會(huì)使電站閥門(mén)失效考慮，設(shè)計(jì)時(shí)要有很強(qiáng)的抗振功能；強(qiáng)度夠大；可快速運(yùn)行；損失小；抗壓性能強(qiáng)；密封效果好。

（2）對(duì)不同環(huán)境下工作的電站閥門(mén)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要充分考慮電站閥門(mén)可靠性設(shè)計(jì)中的不同影響因素。比如設(shè)計(jì)高溫條件下工作閥門(mén)必須考慮材料不同的熱膨脹系數(shù)。C·W·Lawton提出電站閥門(mén)在高溫情況下要考慮高溫應(yīng)力和蠕變疲勞對(duì)各個(gè)部件的作用和影響。

（3）電站閥門(mén)強(qiáng)度可靠性設(shè)計(jì)的方法逐漸從安全系數(shù)法發(fā)展向應(yīng)用概率統(tǒng)計(jì)法。

3 提高電站閥門(mén)可靠性的措施

3.1 結(jié)構(gòu)改進(jìn)措施

通過(guò)對(duì)電站閥門(mén)結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，而已減少振動(dòng)現(xiàn)象的發(fā)生。將傳統(tǒng)的電站閥門(mén)零部件的形狀通過(guò)數(shù)字技術(shù)進(jìn)行線性的完善與設(shè)計(jì)，使其質(zhì)地更加流暢，增強(qiáng)材料的穩(wěn)定性，減少磨損及噪音的出現(xiàn)。

3.2 材料改進(jìn)措施

通過(guò)熱處理工藝來(lái)改變電站閥門(mén)零部件材料的成分或內(nèi)部結(jié)構(gòu)，提高電站閥門(mén)的強(qiáng)度。采用噴焊、熔覆、噴涂等技術(shù)使零部件表面耐磨損能力提高。采取化工等防護(hù)措施，解決引起閥門(mén)損壞主要原因之一的腐蝕問(wèn)題。

3.3 其它措施

保證電站閥門(mén)本身的清潔和控制介質(zhì)的清潔是提高電站閥門(mén)可靠性的關(guān)鍵措施。在保證材料、技術(shù)等前提下，進(jìn)行電站閥門(mén)使用過(guò)程的定期預(yù)防檢查調(diào)校（確定檢查周期，這里指的是一般情況下很少用到的那些電站閥門(mén)），以便及早發(fā)現(xiàn)存在的問(wèn)題。電站閥門(mén)安裝的位置盡量靠近控制對(duì)象，以減少不必要的連接管和配件，安裝過(guò)程中避免強(qiáng)力安裝，以免產(chǎn)生局部應(yīng)力。

4 電站閥門(mén)可靠性研究發(fā)展方向

針對(duì)目前我國(guó)電站閥門(mén)所存在的一系列問(wèn)題，可以采用先進(jìn)的FMEA、FMECA和FrA的分析法對(duì)其進(jìn)行加以完善，從而降低失效現(xiàn)象的頻頻發(fā)生。此外，還要不斷引進(jìn)先進(jìn)的國(guó)外技術(shù)及管理創(chuàng)新理念，將各種新技術(shù)運(yùn)用其中，并建立完善的管理用人機(jī)制，可以針對(duì)其人才的不足加以培訓(xùn)，提高他們對(duì)電站閥門(mén)的認(rèn)識(shí)，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中將新的理念融入其中，深入研究各種問(wèn)題所產(chǎn)生的原因。從這個(gè)角度來(lái)講，電站閥門(mén)系統(tǒng)設(shè)計(jì)并不是一項(xiàng)獨(dú)立的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，它與多種學(xué)科交叉，要求其穩(wěn)定性是極高的，發(fā)達(dá)國(guó)家在這一點(diǎn)上所做出的研究遠(yuǎn)遠(yuǎn)超于我國(guó)。因此，必須運(yùn)用電站閥門(mén)研制、試驗(yàn)和使用過(guò)程中記錄的各個(gè)方面的性能數(shù)據(jù)，建立電站閥門(mén)的可靠性數(shù)據(jù)庫(kù)，輔助電站閥門(mén)的可靠性分析、設(shè)計(jì)、試驗(yàn)，使電站閥門(mén)的可靠性研究進(jìn)一步規(guī)范化和程序化。

5 結(jié)束語(yǔ)

總之，電站閥門(mén)的主要失效模式為卡滯、滲漏和振動(dòng)，應(yīng)當(dāng)從理論和工程的角度對(duì)這三種失效模式的失效機(jī)理進(jìn)行深入研究，找出提高可靠性的方法。加強(qiáng)電站閥門(mén)研制、試驗(yàn)、使用過(guò)程中的數(shù)據(jù)采集，電站閥門(mén)失效機(jī)理的理論研究、電站閥門(mén)可靠性試驗(yàn)與評(píng)估和電站閥門(mén)可靠性數(shù)據(jù)庫(kù)的建立是今后電站閥門(mén)可靠性研究的重點(diǎn)內(nèi)容。

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