一種大型閥門閥桿在線修復方法

張平存，銀 剛，楊廣亮，王兆軍

（河鋼集團唐鋼分公司，河北唐山 063000）

0 引言

煉焦鼓風機煤氣蝶閥位于鼓風機煤氣進口主管道，來自焦爐的煤氣經過初冷器和電捕焦油器后進入煤氣鼓風機，煤氣蝶閥的作用是根據焦爐煤氣壓力對進入鼓風機煤氣流量進行調節。鼓風機煤氣蝶閥通徑為DN1400 mm，介質壓力-5 kPa，屬于大型閥門,由液壓執行器帶動連桿機構控制。

1 大型閥門閥桿的典型故障

鼓風機煤氣蝶閥的工作制度為全年24 h運行，在頻繁的調節過程中，原閥桿軸頭雙鍵槽均會發生不同程度的損壞，在調節過程中虛行程較大，同時設備劣化較快。由于閥桿傳動是煤氣蝶閥的關鍵部位，發生損壞后必須及時修復，而在現場更換鼓風機煤氣蝶閥需系統停產，且在煤氣區域作業危險性極大，同時由于煤氣蝶閥在系統中的關鍵作用，停產更換煤氣蝶閥會造成生產的損失，拉高生產成本，這種情況給企業和技術人員現場維修煤氣蝶閥的閥桿造成很大壓力。

2 解決方案

為了消除現場修復煤氣蝶閥閥桿的重大安全隱患和減少停產造成的損失，設計一種大型閥門閥桿在線修復裝置及方法，對已損壞的閥桿軸頭及聯接部位進行不停產修復，無需降低生產負荷，提高生產的安全性，保證生產的順利進行。

2.1 實施原理

一種大型閥門閥桿在線修復裝置（圖1），包括壓蓋、壓蓋緊固螺栓、螺孔、連桿、轉軸、軸套、上外脹套、上內脹套、下外脹套、下內脹套、銅套、平鍵、鍵槽、凸臺、閥桿、閥座。

如圖1所示，連桿的一端安裝垂直與連桿臂的轉軸，轉軸與電液執行器相連接，連桿的另一端有垂直于連桿臂的軸套，軸套與連桿一端的轉軸平行，軸套的內孔中安裝脹套，脹套的外壁與軸套的內孔壁相配合，脹套的內壁與閥桿的外壁相匹配，脹套下部的軸套內孔壁上有鍵槽，平鍵嵌在鍵槽中與閥桿配合連接，壓蓋位于脹套的上端，壓蓋緊固螺栓將壓蓋與軸套頂部的螺孔固定連接，軸套的外壁套裝有銅套，銅套安裝在閥座的連桿安裝孔中。

圖1 修復裝置結構示意

脹套為上外脹套、上內脹套、下外脹套、下內脹套，上外脹套和下外脹套分別套裝在上內脹套和下內脹套的外部，上外脹套和下外脹套內壁分別有1:4的錐度，上內脹套、下內脹套外壁分別有1:4的錐度，上外脹套和下外脹套的外壁分別與連桿的軸套內孔壁為脹緊配合，上內脹套和下內脹套的內壁分別與閥桿的外壁為脹緊配合。

壓蓋位于脹套的上端，連桿的軸套的頂部圓周均布有螺孔，壓蓋圓周均布有與軸套頂部螺孔相對的通孔，壓蓋緊固螺栓穿過壓蓋通孔將壓蓋與軸套頂部固定連接，壓蓋將連桿的軸套內的脹套壓緊，實現軸套與閥桿的脹緊連接。鼓風機煤氣閥門修復案列中壓蓋緊固螺栓采用內六角圓柱頭螺栓，規格為M12×50 mm，數量為10個，壓蓋1的通孔為Φ14 mm孔。

連桿的軸套的外壁套裝有銅套，銅套材料為錫青銅，銅套外表面鑲嵌于閥座的連桿安裝孔中，銅套的內表面與連桿的軸套配合，防止連桿動作過程中發生晃動。

大型閥門閥桿在線修復裝置連桿的軸套內孔為階梯形（圖2），階梯的上部直徑大于下部直徑，2組脹套位于階梯的上部，階梯下部為凸臺，凸臺的高度為原閥桿鍵槽長度的1/2。凸臺的相對兩側分別有垂直方向的鍵槽，2個平鍵分別嵌在鍵槽中。平鍵的長度為原閥桿平鍵長度的1/2，通過與連桿的軸套內壁鍵槽配合，實現防止閥桿失控轉動的雙重保護。

2.2 實施方法

大型閥門閥桿在線修復方法：①現場拆除故障的閥桿與執行器之間連接的連桿及平鍵；②將連桿一端的轉軸與執行器相連接；③將銅套安裝于閥座上，再將連桿的軸套安裝在銅套中，軸套外壁與銅套內壁為滑動配合；④在連桿的軸套中安裝平鍵，再分別安裝4個脹套，安裝脹套后在脹套上方壓緊壓蓋，用壓蓋緊固螺栓將壓蓋與軸套的頂部的螺孔固定連接，使得脹套與連桿的軸套和閥桿分別實現過盈聯接，完成修復工作（圖3）；⑤分別連接好電液執行機構，通電試車。

圖2 連桿結構示意

3 實施效果

在線修復方法改變了現有技術，在較細的閥桿軸頭部位采用雙鍵聯接的原結構，以2組脹套結構為主的連接結構，輔助以平鍵起到保護作用，并對閥門閥座與連桿的連接結構進行重新設計，同時優化曲柄連桿結構，加長力臂達到執行器省力的目的，最大程度地提高設備運行可靠性。

圖3 修復閥門裝配示意

4 經濟效益

改造前由于連桿動作安全隱患大，每班需派專人對現場設備進行檢查確認，常規處理方案需鼓風機停機，停產加盲板更換蝶閥，在線處理方法完全避免停產，且實施效果良好，運行平穩，安全可靠，僅此一項創效80萬元人民幣以上。 此外增加了機構運行平穩性，提高設備可靠性，延長備件使用壽命，緩解人力及備件成本。