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出口液控蝶閥無法開關(guān)原因分析

2018-09-04 閱讀次數(shù):

出口液控蝶閥無法開關(guān)原因分析

01、事情經(jīng)過

2018年4月,運行人員在對#7B循泵出口液控蝶閥進行操作時發(fā)現(xiàn)該閥門無法開、關(guān),DCS頁面上該閥門因超時翻黃報警,就地檢查發(fā)現(xiàn)該液控蝶閥在開閥指令發(fā)出后開閥壓力只有2MPa左右,且油動機持續(xù)運行不會停止,蓄能器壓力只有14MPa左右。缺陷報修,聯(lián)系廠家處理。

02、系統(tǒng)介紹

液控蝶閥是由PLC自動控制,液壓站提供高壓油,油壓推動液動裝置上的油缸活塞桿伸出或縮回,帶動閥軸及蝶板做90°旋轉(zhuǎn)來實現(xiàn)閥門開啟和關(guān)閉,從而達到接通和截斷水流的目的。

液壓站靠電機帶動油泵提供壓力油,為蓄能器補充壓力提供動力源,蓄能器中的壓力油為閥門開啟和關(guān)閉提供動力源;靠電磁換向閥切換供油方向控制閥門的開啟或關(guān)閉;靠壓力繼電器來控制油泵電機動作來設(shè)定系統(tǒng)所需的壓力值。

下圖圖一為液控蝶閥液壓原理圖

運行分析| 液控蝶閥故障分析(圖1)

圖一  液壓原理圖

閥門開啟:圖一中紅色線路,按動開閥按鈕,電路由PLC按程序啟動油泵電機,油泵開始供油,開閥電磁閥YV1得電動作,閥門開啟,開至15°時,凸塊靠近接近開關(guān)SQ3,其常開接點閉合,經(jīng)PLC按程序,開15度繼電器發(fā)訊(該信號可聯(lián)動開啟循環(huán)水泵)閥門繼續(xù)開啟開到90度時,開閥到位接近開關(guān)SQ2動作,開閥到位指示燈亮,證明閥門已在90°位置,向DCS發(fā)出開到位訊號,開閥電磁閥YV1復(fù)位,油泵在達到系統(tǒng)壓力上限時停止工作,開閥結(jié)束。

閥門關(guān)閉:圖一中藍色線路,按動關(guān)閥按鈕,電路經(jīng)由PLC按程序,使電磁閥YV2、YV3得電動作,蓄能器內(nèi)壓力油進入關(guān)閥腔,閥門開始關(guān)閉,關(guān)至15°時,凸塊靠近接近開關(guān)SQ3,聯(lián)動水泵關(guān)閉,之后關(guān)閥是慢關(guān)以減小水錘,關(guān)閥到位時,關(guān)閥到位接近開關(guān)SQ3動作,關(guān)到位指示燈亮,無源觸點向DCS發(fā)出關(guān)到位訊號,電磁閥復(fù)位,關(guān)閥結(jié)束。

系統(tǒng)補壓說明:

(a)蓄能器補壓:若蓄能器內(nèi)壓力低于14MPa,壓力繼電器SP1復(fù)位,啟動油泵向蓄能器補壓,壓力升至16MPa壓力繼電器SP2斷開,油泵停止工作,蓄能器補壓結(jié)束。

(b)全開補壓:當(dāng)閥門處于全開位置時,如果油缸開閥腔內(nèi)壓力低于3MPa時,壓力繼電器SP3復(fù)位,其接點接通, YV1、YV3得電向油缸補壓,延時5秒,補壓結(jié)束。

(c)全關(guān)補壓:當(dāng)閥門處于全關(guān)位置時,如果油缸關(guān)閥腔內(nèi)壓力低于3Mpa時,壓力繼電器SP4復(fù)位,其接點接通, YV2、YV3得電向油缸補壓,延時5秒,補壓結(jié)束。

03、故障分析

由于此次異常發(fā)生時,油泵運行狀態(tài)下蓄能器壓力始終在14MPa左右,無法上升至停泵壓力16MPa,因此油泵持續(xù)運行不會停,油泵運行產(chǎn)生的熱量在液壓站控制柜空間內(nèi)積聚,高溫造成溢流閥的塑料外殼融化,如圖二,說明油泵異常運行已經(jīng)有很長時間。觸摸油箱外殼溫度很高,說明整箱油的溫度都已經(jīng)很高,但是在觸摸蓄能器外殼時溫度并不高,初步可以判斷蓄能器內(nèi)的油與油箱內(nèi)的油沒有交換過,這是不正常的。進一步對蓄能器進行檢查,發(fā)現(xiàn)蓄能器內(nèi)部的氣囊氣壓已跑光,不能將蓄能器中的油壓出,廠家對氣囊重新充氮至8MPa,如圖三。

運行分析| 液控蝶閥故障分析(圖2)

圖二  溢流閥的塑料外殼被高溫融化

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運行分析| 液控蝶閥故障分析(圖3)

圖三  蓄能器氣囊補壓

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油泵運行時蓄能器壓力和開閥回路油壓無法提升,蓄能器壓力只有14MPa,開閥壓力僅僅只有2MPa,從原理圖上看,大致有兩個原因可能造成這種情況:一是蓄能器補壓管路和開閥管路上堵塞;二是油泵出口管路上有漏點,高壓油經(jīng)漏點直接返回油箱。

針對**點,廠家將蓄能器補壓管路和開閥管路上的相關(guān)設(shè)備進行解體清洗,包括圖一中的電磁換向閥YV3(9)、液控單向閥(3)、電液換向閥YV1、YV2(6)疊加式液控單向閥(2)。用清潔的煤油清洗這些設(shè)備并用棉花擦干,清洗后的煤油中沉淀下很多細小的雜質(zhì),說明在長期的運行中這些設(shè)備內(nèi)部積存了很多細屑,影響了油路的暢通。如圖四、圖五。


圖四  解體清洗的設(shè)備

運行分析| 液控蝶閥故障分析(圖4)

運行分析| 液控蝶閥故障分析(圖5)

圖五  清洗后的棉花與煤油中的雜質(zhì)

設(shè)備清洗后,油壓仍然沒有明顯的提升,說明原因二管路存在漏點的可能性較大。廠家進一步對各閥門設(shè)備進行檢查,發(fā)現(xiàn)去往蓄能器補壓的液控單向閥(3)處有輕微的異常油流聲,初步判斷該閥門存在內(nèi)部泄露的可能。為佐證判斷,廠家從#8B循泵液壓站上將該液控單向閥拆裝到#7B液壓站上,重新啟動油泵試驗,蓄能器壓力能夠上升至16MPa后自動停泵,由此可見,原先的液控單向閥的確內(nèi)部存在泄漏點,使得油泵出口的高壓油經(jīng)過該泄漏點直接返回油箱,油壓無法傳遞到蓄能器和開閥回路上,是造成系統(tǒng)油壓無法建立的主要原因。

        經(jīng)過這些處理后,進行該液控蝶閥的開、關(guān)試驗,蓄能器壓力能夠維持并正常補壓,開閥壓力也能夠達到要求值,但是關(guān)閥壓力在閥門關(guān)閉狀態(tài)下還無法維持,基本上一分鐘左右壓力就降到3MPa以下,需要蓄能器不停的對其補壓,同時每隔幾分鐘油泵需要啟動對蓄能器補壓?;谶@種現(xiàn)象,從原理圖上分析,疊加式液控單向閥(2)在關(guān)閥回路側(cè)存在內(nèi)部漏點,對該閥解體后發(fā)現(xiàn),關(guān)閥側(cè)閥座油孔內(nèi)存在一條細微的裂縫,如圖6,高壓油經(jīng)此裂縫泄至油箱,使系統(tǒng)無法保壓。更換閥座后關(guān)閥壓力能夠維持在15MPa左右穩(wěn)定。

運行分析| 液控蝶閥故障分析(圖6)

此次#7B液控蝶閥無法操作的故障是由多方面原因造成的,運行人員應(yīng)加強巡檢質(zhì)量,及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備運行中的異常情況,包括對系統(tǒng)壓力、油溫的檢查,避免設(shè)備異常擴大化。

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