蒸汽阀门维修策略探讨.pdf

文章编号 100225855 2006 0320032203 作者简介吴 伟1972 - ,男,浙江人,工程师,从事电站设备检修管理。 蒸 汽 阀 门 维 修 策 略 探 讨 吴 伟 嘉兴发电有限责任公司,浙江 嘉兴 314201 摘要 介绍了工厂蒸汽阀门故障的常见原因,并对蒸汽阀门在维修策略方面进行了有益的探 讨。 关键词 蒸汽;阀门;故障;维修策略 中图分类号 TH134 文献标识码 A Discussing on the maintaining strategy of the steam valves WU Wei Jiaxing Power Generation Co. Ltd , Jiaxing 314201 , China Abstract This article briefly introduced the common reasons which due to , steam valves’breakdown in factories , through discussing the maintaining strategy , the author gives out some helpful maintain2 ing s which will be benefit to other users. Key words steam; valve ; breakdown ; maintaining strategy 1 概述 为保证锅炉等工厂设备的运行及停机安全,所 有与之有关的阀门功能都必须得到充分保证。无论 是小的干扰,还是大的故障,均会导致锅炉等设备 的停机。这种情况一定要采取措施加以避免。因此 对阀门的故障分析及维护策略提出非常严格的要 求。本文概括性地介绍了蒸汽阀门故障的常见原 因,并对蒸汽阀门在维修策略方面进行了一些探 讨。 2 故障分析及处理 对于蒸汽阀门上发生的故障可以采取一定的检 修和预防措施,以便尽可能地减少发生故障的次 数。蒸汽阀门的故障分为卡塞、密封件损坏、阀杆 弯曲、包覆层裂纹、控制装置故障、振动、阀门易 损件磨损、静态腐蚀、设计或安装错误及维护不当 等。 211 卡塞 阀瓣、芯轴及辅助阀瓣与导向装置的间隙较 小,材料表面氧化和蒸汽造成部件表面结垢、生锈 和油焦化以及异物的侵入都可能造成这些部件的卡 塞。此外,填料压得过紧和材料匹配不当也会引起 卡塞现象。在设计配合间隙时,必须考虑材料不同 的热膨胀系数。表面氧化和过早的磨损问题可通过 采用包覆层加以避免。 212 密封件损坏 软质填料如石墨、聚四氟乙烯和橡胶比金 属填料发生故障的频率要高得多。对软质填料需提 出一定的要求,摩擦力小,具有自润滑能力,良好 的压缩性能和耐磨性能,而且不允许有吸水能力 腐蚀的危险。从结构上看则要注意避免使填料自 始至终承受到全部的蒸汽压力的作用。金属填料几 乎不会发生故障,但要注意芯轴和填料环所采用的 金属材料的匹配问题。同样要求材料具有良好的滑 动性能和耐氧化性。 213 阀杆弯曲 经常性的开闭动作可能会由于调节力的作用造 成阀杆发生塑性变形。在这种情况下要对阀杆的材 料、强度以及阀门的设计进行检验。其他原因是阀 杆受温度影响,其长度发生变化,引起阀杆弯曲变 形。通过采用新工艺如对芯轴进行司太立合金化处 理就可解决。 214 包覆层裂纹 23 阀 门 2006年第3期 对于承受高温的阀门,其阀瓣导向装置、阀瓣 以及芯轴均有包覆层,主要是要防止这些部件氧 化。如果包覆层为硬质金属,其处理不当或运行工 况偏差太大快速冷却、升温,热冲击时,会导 致金属层内产生极细的裂纹。虽然只有在很少情况 下才会对阀门的功能造成影响,但如果裂纹很大则 可能使芯轴卡塞以及填料的过早磨损。 215 控制装置发生故障 如果控制装置发生故障或设计不当会影响阀门 的功能,甚至会导致阀门发生故障。由于受到保护 的部件经常受到高频低幅振动,要特别注意其结构 的设计和控制装置的安装,尤其要严格按照安装说 明进行。同时受到沙子、灰尘、焊渣、金属磨损物 污染的液压介质可能会引起控制阀及活塞等的卡 塞,并造成部件表面磨损。 216 振动 蒸汽流动或者阀体蒸汽腔室型线设计不良而造 成的振动以及蒸汽流脱壁可能会引起阀瓣的剧烈振 动,有的情况下这一振动甚至会传递到与之相连的 蒸汽管道上。在很长的蒸汽管道上内部蒸汽发生脉 动也可能引起阀门包括阀瓣、芯轴及连接部件上出 现不许可的应力。这些部件发生裂纹最终断裂就会 导致较严重的事故。 对阀瓣经常性的调节,尤其是当作用力的方向 发生变化,可能会导致严重的磨损和故障。这种情 况下尚可采用一定的结构措施避免故障的发生。 217 阀门零部件磨损 振动经常会引起阀门上某些部件的异常磨损。 除此之外,即使在正常的运行条件下也会由于材料 的匹配问题、经常性的调节操作以及维护不当引起 磨损。由此造成的与额定调整值的偏差最终引起功 能干扰。因此要注意按推荐的检修周期对调节装置 重新调整,对磨损部件进行更换。 218 静态腐蚀 在阀门上由于静态腐蚀引起的故障或干扰相对 较少。在阀门密封不严和较长时间停运的情况下, 调节部件上可能会发生腐蚀,或如果有腐蚀性结垢 及多种填料材料共存时还可引起穿孔性腐蚀,这样 受腐蚀的部件就会失去应有的功能。 219 设计及安装错误 阀门芯轴、阀瓣或阀瓣支承部件设计强度不足 可引起这些部件的断裂或引起变形而影响其功能。 在有的情况下在变径处由于圆角设计太小也会引起 故障。不但制造中会出现安装错误,用户在安装时 同样会出现安装错误。 2110 维护 由于维护不当,即不遵守规范,就会引起一系 列的故障和干扰。阀门上的润滑不好则会引起阀门 芯轴的生锈,漏油可引起油的焦化并具有火灾危 险,这些都是可以通过对个别部件良好的维护加以 避免的。 3 维修策略分析 任何预防性维修的主要目的是避免、减少或消 除故障的后果。认真审视故障后果可将注意力集中 于那些对设备运行有重大影响的维修工作上,而不 是集中在那些影响小或没有影响的工作上,从而确 保维修投入带来最大的回报。 维修策略考虑的出发点主要包括安全性是否 对人身安全造成威胁,是否会引起重大财产损失、 可用率是否会造成很长时间的停机维修和费用 是否会引起很高的维修费用。 蒸汽阀门的维修要采用各自针对性的方案,可 能的维修策略有故障维修、预防性维修、按设备状 态维修和综合的维护方案。 4 维修策略选择 下面举例介绍现在工厂经常采用的维修策略。 411 故障维修 故障维修是设备或部件运行到发生故障后再对 其检修。采用这种检修策略主要针对工厂设备设计 的冗余度如何,设计时考虑设备的冗余度会使投资 成本增加,又要考虑在没有冗余度的情况下是否允 许设备发生故障造成对生产的限制。因此只有那些 发生故障后对整个系统的可用率不造成影响的设备 或部件设计时不考虑冗余度并采用故障检修的方 案。 从材料的利用率分析,等到故障发生后进行检 修的方案消耗材料费用最低,并且检修计划费用也 最低。因此在这一点上故障检修方案是最好的。也 就是设备或零件寿命达到100 后发生故障造成停 机,才将它修理或更换。缺点是它使可用率降低 了。还存在某个部件故障后引起继发故障而使检修 费用升高的可能性。由于检修工作无计划性,实施 检修工作的费用也有可能较高。故障检修工作具有 一定的时间压力,这一点可能会对工作质量造成某 种影响。由于时间上的无确定性,检修准备工作较 困难。为了应付随时可能发生的故障,库存的备品 332006年第3期 阀 门 和备件的费用较高,否则如果等到故障发生再去订 购备品和备件,则会使故障停运时间延长。 原则上当故障发生不会引起危险、连锁损坏和 高的维修费用并且对整个设备的运行可用率只产生 微小影响的系统和设备部件,采用这种维修方案才 具有意义。如低压蒸汽系统的阀门。如果希望通过 采用这种维修方案实现部件最充分的利用,则应对 备品和备件及采购周期进行检查,确保供应。例 如,如果采购备件需几星期甚至数月,则相应的备 件一定要有充足的库存。 412 预防性维修 对工厂设备可用率造成影响的设备或部件要在 发生故障前进行更换或修理,这种方法称为预防性 检修方案。这时重要的是如何确定合理的检修周 期,一方面检修周期不可太长,因为这样可能会发 生设备故障,另一方面检修周期也不能太短,因为 这样检修费用就要上升。所以预防性检修措施的质 量在很大程度上取于经验数据,即对各种部件寿命 期内的经验数据的掌握情况。根据对设备掌握的经 验数据,可以确定预防性检修间隔,尽可能提高部 件的利用率。 例如,锅炉安全阀有强制检验周期的规定。但 为保证任何时候都能防止超压,需要缩短某些安全 阀的检查周期。如果通过测量发现或在运行中表现 出微小的变化,可能会对安全功能造成一定的影 响,尽管尚不存在发生故障的危险,也应对其采取 预防性的维护措施。 413 按设备状态维修 为了既充分利用材料的寿命,又能降低检修成 本,同时又不对电厂的可用率造成限制,只有不断 的掌握设备的状态,以便在设备或部件快到寿命终 点时将其更换。状态检修方案的实施前提是需有专 门的诊断方法,包括运行监督,各种检查,对重要 的设备或系统配置专门的诊断系统等。由于掌握了 设备和部件的实际状态,可以对检修工作作出很好 的计划。有关的系统及部件包括蒸汽系统中有腐蚀 或冲蚀危险的管阀,通过检查或测量其状态能被确 认的安全阀及调节阀。按设备状态的维修方案费用 并不单独由充分利用部件寿命这一因素决定的,对 设备状态进行检查的费用当然应该考虑在内。 414 综合维护 当相同的阀门应用于不同的地点如比较潮 湿、尘埃多的环境 , 或者用于执行不同的任务, 可能的故障模式会有很大的变化,这就是说故障的 控制策略应有相应的变化。不同的故障也需要不同 的维修策略,所有这些意味着在把一台设备的维修 策略应用于另一设备时,应特别注意以确保工作内 容、功能和期望的性能标准真正相同。对不同的阀 门应采用相应的维修方案。还可以根据情况采用多 种维修方案。 5 结语 搞好工厂蒸汽阀门检修策略的选择要注重科学 性。设备及阀门检修工作是一个系统工程,每个环 节及每个层面都做好了,设备的安全稳定运行才能 得到保证。在研究和探索检修工作规律的时候,要 把握矛盾的特殊性,从本行业、本单位的实际情况 出发,采取有针对性的检修措施和策略,才能把蒸 汽阀门检修管理做好。 参考文献 〔1〕 发电企业设备检修导则 〔M〕.北京中国电力出版社, 2003. 〔2〕 机修手册编委会.机修手册 〔M〕.北京机械工业出版社, 1998. 〔3〕 北京农业工程大学维修室.机械维修工程与技术 〔M〕.北 京机械工业出版社, 1989. 收稿日期 20061021 28 欢迎订阅阀门杂志 阀门杂志1972年创刊,国内外公开发行。国内刊号为 CN 21 - 1131/ TH ,国际刊号为 ISSN 1002 - 5855 ,国内邮发代号为 8 - 80 ,国外邮发代号为 BM 1685。本刊是我国阀门行业唯一一份公开 发行的技术期刊,面向石油、化工、电站、矿山、煤气及热力管网、给排水管网和冶金等与阀门有关的行 业。它是从事阀门技术工作人员的良师益友,发布技术论文的园地,交流技术和信息的窗口,沟通产销渠 道和开拓市场的桥梁。欢迎广大科技人员、高校师生及有关工作人员撰写具有实用性和先进性的科技论 文。在本刊发表论文不收发表费。 阀门杂志为双月刊,每逢双月25日出版,欢迎广大读者朋友订阅。 如果您错过了订阅时间,请随时汇款到我社订阅。每期定价10100元,全年60100元含邮资。 地址辽宁省沈阳市铁西区云峰北街3号 沈阳阀门杂志社 邮编 110025 收款人李春华 电话 024 25123676 62501133 - 2053 传真 25653780 43 阀 门 2006年第3期