一种进口切阀的故障判断与处理方法

张贻立

（四川攀钢梅塞尔气体产品有限公司，四川攀枝花 617023）

0 引言

四川攀钢梅塞尔气体产品有限公司3#，4#空分分子筛切阀为西班牙欧宾罗斯公司出品的MP型3连杆阀，属于连杆蝶阀，2套空分系统分子筛切阀共16台，运行近10 a后，其中2台切阀开关出现不同程度的滞后或卡顿，延长分子筛程序切换时间，影响空分正常运行。

1 故障现象及在线处理

（1）故障现象。2013年3月，运行部反应4#空分V1201和V1202切阀卡顿现象不断加剧，夜晚环境温度较低时，切阀冷吹完毕后按正常程序无法开启，需要人员用榔头敲击气动执行机构才能使阀开启。

（2）在线处理。检查并调整气缸仪表气进气压力、清洗过滤减压器，但2个阀的卡顿现象没有改善。检查气缸活塞环是否存在泄漏，在确认活塞环无泄漏且进排气畅通情况下，适当调整气缸活塞杆与阀杆主轴间力臂长度，使气缸传递给阀杆主轴的力矩达最大值（图1）。为确保空分正常生产，在2台分子筛均压过程中适度调长活塞杆力臂，即逆时针旋转调整螺栓，并反复开关阀板，直观判断没有卡顿现象发生。

2 解体检查

4#空分 V1201和V1202阀通过在线处理后平稳运行近6个月，阀门开启又出现卡顿现象，白天基本正常开关，半夜后卡顿现象严重，当阀不能自动开启时，分子筛无法切换使用和再生，需使用撬棍轻轻撬动传动机构的连杆，阀门才能开启。再次在线调长活塞杆力臂，2个阀的卡顿现象没有改善。

图1 调整螺栓

2013年11月，空分停机大修期间，将V1201和V1202阀落地，把V1201阀连接原仪表气源，电脑控制阀门开关多次，可以看到阀板在刚开启时滞后 2 s，阀板开度20°左右又有轻微卡顿，同时发现3个连杆轴套与轴一起转动，另外3个连杆轴套不转动（图2）。轴套为与空气直接接触的自润滑运动副，限位螺栓径向限位后不应转动。拆卸2个连杆及阀板，发现6个轴套均有不同程度磨损，最严重的是随轴一起转动的3个轴套，局部已经磨损穿孔（图3），限位螺栓无法限制轴套径向转动。

综合分析可知，连杆蝶阀阀板开关过程中主轴所需驱动力矩用公式（1）计算。

图2 阀体及3连杆机构

式中T——驱动力矩，Nm

D——阀板直径，m

△P——阀板两侧介质压差，MPa

R——主轴偏心距，m

Q——阀板自重，N

f——铰链（轴套）间的摩擦因数

k——安全系数，一般取1.1～1.2

由公式（1）可知，当3连杆机构的6个轴套异常磨损且随轴转动后，摩擦因数f变大，产生的额外摩擦力成为阀板开启的阻力，主轴所需驱动力矩增大，而气缸执行机构输出的活塞力保持不变，故阀板开启过程出现卡顿现象。

3 处理措施

针对V1201切阀存在的轴套磨损穿孔问题，需要更换6个轴套，因原轴套材料无法查证，选用能自润滑且不易生锈的黄铜棒料加工轴套，按旧件尺寸轴向长度20 mm，内圆柱面直径 20 mm，装配间隙（0.02～0.04）mm，外圆柱面直径26 mm，装配间隙（0.01～0.03）mm，确保3连杆机构传力的灵活性和平稳性。更换6个轴套和限位螺栓（图4）后恢复阀板及连杆安装，气动开关该阀多次，无滞后和卡顿现象。按同样方法检查处理V1202切阀，确保无负荷状态下阀门开关灵活。

图3 磨损的轴套

4 处理效果

4#空分V1201和V1202切阀维修后交付运行使用，无论白天和夜晚都没有发生卡顿现象，已经连续平稳运转4 a多，无任何异常故障发生，处理方法及效果理想，为公司节省采购阀门费用50万元人民币。

图4 新轴套及限位螺栓