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凝汽器循环水进水电动门损坏原因分析 |
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| 凝汽器循环水进水电动门损坏原因分析 |
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作者：佚名 文章来源：不详 点击数： 更新时间：2008-9-24 10:30:46  |
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凝汽器循环水进水电动门损坏原因分析
黄其顶
温州发电有限责任公司，浙江温州325602
1 概述
我厂2号机组为上海汽轮机厂的N125汽轮机组。凝汽器循环水进水门采用Z946T－2．5 Dg 1400暗杆楔式双闸板电动闸阀，2号机大修期间改造为明杆电动闸阀，以便于检修和运行操作。
改造使用两年后，传动支座内铜丝母、铜丝母外套多次损坏，阀杆发生弯曲，甲乙侧循环水进水电动门前后更换过阀杆，又出现甲侧循环水进水门关不严现象，于是在2号循环进出水管更换时将甲侧循环水进水电动门换为新阀门。使用不久，两只阀门又出现相似缺陷。在1999年2号机大修检查发现甲乙侧循环水进水电动门已损坏，不得不换新阀门。自1993年以来前后更换了3只阀门及2条阀杆，价值38万余元，其损坏原因，值得分析。
2阀门损坏情况
2号机大修前凝汽器甲乙侧循环水进水电动门多次关不死，在大修时对这两只阀门解体进行检查，凝汽器乙侧循环水进水电动门阀芯经测量检查发现阀芯双闸板密封圈良好，只是导轮歪斜，闸板与导轮接触部位磨损凹陷，闸板启闭件孔径磨损扩大，闸板耳环断落1只，不锈钢连接板完好，阀杆肉眼可见弯曲。打开双闸板后，发现两片闸板单瓣铰链椭圆孔都已磨穿留下缺口，缺口尺寸46 mm大于铰链销子直径（35 mm）；闸板双瓣铰链孔径磨大约7 mm；不锈钢导轮轴完好如初，导轮轮辋磨损严重，厚度只有51 mm（原80 mm）；取出导轮及导轮轴，发现导轮孔径磨损扩大，粗测83 mm，而导轮轴径为50 mm。
凝汽器甲侧循环水进水电动门阀芯检查测量后发现，其损坏现象与乙侧循环水进水门极其相似，不同点是甲侧循环水进水门阀芯球是灰铸铁未像乙侧循环水进水门一样换为不锈钢阀芯球。该灰铸铁阀芯球直径比原尺寸减少15 mm，闸板上阀芯球部位有磨损痕迹。靠凝汽器侧导轮轨道磨损减薄，密封圈损坏，成凹陷，密封圈局部剥离铜铆钉脱出。
3原因分析
阀门的制造、安装质量，操作使用和维护以及阀门行程调试各个环节都关系到阀门的使用寿命。现就循环水进水电动门损坏现象结合阀门工作环境作一分析，从中找出原因和采取对策。
（1）导轮、导轮轨道磨损及阀体密封圈损坏
对于大口径凝汽器循环水进水电动门，在阀门阀体外部装有旁通阀，分别与闸阀的进出口侧相连通。主闸阀开启前，先开启旁通阀，以减少主闸阀闸板两侧压力差，从而以较少的力矩即可开启主闸阀。关闭时同样的道理先关主闸阀后关旁通阀。
操作人员习惯于直接开启、关闭主闸阀。在没有使用旁通阀的情况下，主闸阀双闸板两侧压差大，在主闸阀阀板开启和关闭过程中受到很大的水压，把主闸阀压向凝汽器侧的阀体密封面，加大了导轮、导轮轴、导轮轨道的受力，加快了导轮轮辋和导轮轨道以及有接触部位的磨损。在这样长期频繁的阀门开关和江水腐蚀下，导轮轮辋和导轮轨道很快磨损变薄，致使阀芯位置朝凝汽器侧方向偏移一定位置，偏移增大到一定程度，就会使阀芯闸板碰到阀体密封圈。在阀门关闭过程中压差大使阀芯被水流压向凝汽器侧密封面而顶到密封圈，阀门继续往下关就会顶坏密封圈，致使密封圈上部留下凹陷、密封圈铜铆钉脱出、密封面局部剥离阀体。
（2）阀杆弯曲、铜丝母外套、铜丝母损坏
阀杆弯曲一般是由于阀芯已停止移动而传动装置却继续要将阀杆往下压引起阀杆弯曲。阀杆弯曲有两种情况：一种情况是阀芯已经关到位还要往下关引起阀杆弯曲，这种情况一般发生在阀芯关不严而操作人员误认为阀芯未关到位继续往下关引起的，当然也有行程调试有误引起；另一种情况是阀芯未关到位但已关不下去引起阀杆弯曲，比如阀芯碰到硬质异物或碰到阀体密封圈时已经关不下去却要继续往下关而引起阀杆弯曲。
阀杆弯曲往往要损坏铜丝母、铜丝母外套，力矩过大甚至会拉断传动支座法兰孔，铜丝母、铜丝母外套在阀门开启过程中不易损坏，往往因异常情况在阀门关闭过程中损坏。像阀门关过度或碰到异物阀杆停止移动而传动装置却继续带动铜丝母转动，导致铜丝母向上移动将材质为灰铸铁的铜丝母外套顶起而将其损坏。铜丝母上移受到传动装置的限制，铜丝母继续旋转会引起内螺纹的损坏而报废。
（3）导轮轴孔扩大，导轮歪斜
取用冷却水的瓯江水杂质多、腐蚀性大，阀门长期浸泡在江水中，受到江水的腐蚀作用容易磨损，工作环境恶劣。阀门工作时处于开启位置，阀芯在循环水流冲刷下不停地摇摆而振动。特别在阀门的开关过程中，阀芯闸板对循环水流产生截流，闸板受到水流的冲击和压力作用，这些作用力都直接通过导轮轴与导轮作用在导轮轨道上。导轮轴受力复杂，既有两端直接的冲击力又有扭力矩和转动力矩，通过导轮轴作用在导轮轴孔内，质地疏松的灰铸铁材料的导轮轴孔内壁既受江水腐蚀又受力较大，致使一些松散的灰铸铁组织脱落而使导轮轴孔磨损扩大。
在导轮检查中发现个别导轮转动时轴跟着转，抽出轴后在导轮内铜套里有一些垃圾和锈蚀物，说明循环水中一些杂质进入导轮及导轮轴之间间隙中使导轮卡涩，导轮转动时带动导轮轴一起转动，这样会加剧导轮轴孔的磨损而扩大。
导轮轴孔孔径扩大，容易使阀芯双闸板产生错位，导轮歪斜，闸板相应部位发生磨损，而且阀芯关闭时密封面接触不良而关闭不严，会使操作人员产生阀门未关到位的错觉。其结果再次向下关闭，这样做很容易损坏铜丝母外套或铜丝母，严重者会阀杆弯曲甚至顶穿阀体底部，循环水涌入循门坑和凝泵坑，造成停机事故。
（4）闸板单瓣铰链磨穿
阀门楔式双闸板是利用闸板铰链进行连接，通过阀芯球保持双闸板中心距，运用闸板连接板限制双闸板楔形角度（见图1）。闸板铰链是由双瓣铰链、单瓣铰链和连接销子组成，单瓣铰链销孔是椭圆形销孔，可以以阀芯球为中心进行水平和垂直方向小范围活动，以保证密封面最佳配合从而密封良好。当阀芯进入阀体密封面时，双闸板根据阀体密封面楔形角度通过闸板铰链自行小角度调整以使密封面接触严密。
机组正常运行时，凝汽器循环水进水电动门处于开启位置，阀芯双闸板受水流的冲击产生轻微的摇摆、转动而磕磕碰碰，碰撞过程中阀芯双闸板的双瓣铰链、单瓣铰链与铰链销相互间碰撞和摩擦，孔壁较薄的单瓣绞链在江水腐蚀又受碰撞，铰链孔壁周围材质疲劳、腐蚀而剥落，本身孔壁较薄的单瓣绞链孔很快磨损、孔径扩大，直至单瓣铰链孔壁磨穿。
闸板单瓣铰链磨穿使阀芯双闸板之间连接仅仅依赖于闸板连接板，不锈钢材质的闸板连接板承担着闸板的重量和承受着水流的冲击随时有可能拉断闸板耳环，致使双闸板分离导致阀芯脱落。
（5）闸板耳环断落
连接板连接着闸板耳环来控制双闸板相互的位置（见图1）。闸板耳环断落的情况有二种：第一种情况是闸板耳环长期浸没在有腐蚀性的江水中受腐蚀，在阀芯双闸板开、关过程和常开工作状态时，闸板耳环不间断地受到连接板的拉动、振荡而磨损、孔径扩大、壁面减薄而被连接板拉断；第二种情况是闸板单瓣铰链磨穿脱离铰链销子，闸板承重于连接板和闸板耳环上，长时间作用引起闸板耳环过载脱落；闸板耳环拉断带来的危害是阀杆螺母套容易从启闭件内脱出来，使阀芯脱落。
（6）启闭件孔径扩大
启闭件位于闸阀顶部（见图1），长期承受阀杆提升或降落作用力。在阀芯开关过程中或开启位置时，闸板受水流不停地冲刷与阀杆螺母套、阀杆发生碰撞、摩擦，启闭件受江水腐蚀强度减弱而磨损、孔径扩大。
（7）1、2号机循环水进水电动门改造工艺差异
1号机凝汽器循环水进水电动门于1993年小修期间改造，使用至今历时6年工作良好、开关正常。1、2号机凝汽器循环水进水电动门改造方法、备品配件、材料选用均相同，阀门工作条件、工质相同，使用同样的时间后结果却不同，原因在于，1号机循环水进水门改造时把阀芯双闸板的4只导轮轴用螺钉固定死，相当于把楔式双闸板固定成为单闸板，不易损坏。
通过以上比较分析可以对2号机凝汽器循环水进水电动门损坏原因得出结论：
（1）导轮轴孔扩大、闸板单瓣铰链磨穿、闸板耳环断落、闸板启闭件孔径扩大等阀芯部件损坏及阀杆弯曲皆由于阀芯双闸板导轮轴未加以固定发生双闸板错位引发一系列阀芯部件损坏，导致阀门关闭不严致使阀杆弯曲。
（2）阀体密封圈损坏是由于长期频繁阀门开关过程中未使用旁通阀，增大了阀芯闸板压力，加快导轮轮辋、导轮轨道磨损位置发生偏移，导致阀芯闸板关闭时顶到阀体密封圈致使阀体密封圈损坏。
4 防范措施
针对已经损坏的阀芯部件及阀体密封圈可将其修复继续使用。为防止类似情况再次发生，建议采取如下防范措施：
（1）运行操作人员精心操作，使用中发现异常情况及时联系检修人员处理，不能不明原因强制开关阀门。开关阀门时，要先开旁通阀再开主闸阀，先关主闸阀后关旁通阀。
（2）根据阀门开关时间要求和阀门所处位置，细心调试，准确定位阀门开、关到位时起跳时间。
（3）作好日常检查维护工作，及时发现问题，找出原因，采取措施，使阀门工作在良好状态。
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