糯扎渡電廠滲漏排水泵出口單向閥故障分析

陳亮 楊喆

摘 要：在解決廠房滲漏排水3號(hào)泵出口壓力表異常的缺陷中，發(fā)現(xiàn)出口單向閥Y型支撐桿環(huán)形連接部位斷裂，并且閥體銹蝕嚴(yán)重。處理方法是用合格的相同型號(hào)的單向閥進(jìn)行更換，缺陷得到了解決。但該方法并沒有從根本上解決問題，本文從產(chǎn)生單向閥Y型支撐桿環(huán)形連接部位斷裂故障的各方面原因進(jìn)行深入思考，得出支撐桿材料易銹蝕的結(jié)論，并提出了采用具有更強(qiáng)抗腐蝕性能的不銹鋼材質(zhì)的單向閥，從根本上解決這一問題。

關(guān)鍵詞：廠房滲漏排水系統(tǒng)；單向閥；故障分析

中圖分類號(hào)： TV738文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

糯扎渡電站安裝有9臺(tái)650MkW機(jī)組，總裝機(jī)容量為5850MkW，是云南省裝機(jī)容量最大的水電站。糯扎渡電站廠房滲漏排水系統(tǒng)由滲漏集水井、4臺(tái)潛水泵、2臺(tái)清淤射流泵、1個(gè)控制柜、4個(gè)啟動(dòng)柜和4個(gè)手動(dòng)控制箱、管路、閥門、表計(jì)等組成。廠房滲漏排水系統(tǒng)主要排出廠房建筑物各處滲漏水和機(jī)電設(shè)備漏水，通過(guò)4臺(tái)潛水泵將集水井積水排至1號(hào)或2號(hào)調(diào)壓井。

某日，運(yùn)行人員發(fā)現(xiàn)廠房滲漏集水井水位上升較快，并且廠房滲漏排水3號(hào)泵在未運(yùn)行時(shí)，其出口壓力表顯示0.2MPa。處理發(fā)現(xiàn)為廠房滲漏排水3號(hào)泵出口單向閥故障。

1 單向閥故障分析

單向閥是流體只能沿進(jìn)水口流動(dòng)，出水口介質(zhì)卻無(wú)法回流[1]。在滲漏排水系統(tǒng)中單向閥起到防止水回流至集水井的作用。

處理發(fā)現(xiàn)廠房滲漏排水3號(hào)泵出口單向閥用于夾住閥瓣的支撐桿銹蝕嚴(yán)重，其中Y型支撐桿環(huán)形連接部位斷為三節(jié)。由于Y型支撐桿環(huán)形連接部位斷裂，彈簧對(duì)閥瓣失去壓緊力，從而使單向閥止回作用失效。

滲漏排水3號(hào)泵出口單向閥故障部位對(duì)Y型支撐桿環(huán)形連接部位發(fā)生斷裂的原因進(jìn)行推測(cè)，從而發(fā)現(xiàn)使其斷裂的原因可能有以下幾種：支撐桿材料強(qiáng)度不夠、水擊壓力大、支撐桿材料易銹蝕。對(duì)原因進(jìn)行具體分析有：

（1）支撐桿材料強(qiáng)度不夠。

廠房滲漏排水3號(hào)泵出口單向閥的型號(hào)為DN300/PN16/QT450，即該單向閥的公稱直徑為300mm、公稱壓力為1.6MPa、主體材質(zhì)為球墨鑄鐵。

由于調(diào)壓井的水位是變化的，所以啟泵時(shí)廠房滲漏排水出口單向閥的水壓一般在0.4MPa至0.6MPa之間。

而廠房滲漏排水泵出口單向閥的公稱壓力為1.6MPa，遠(yuǎn)大于0.6MPa，所以廠房滲漏排水泵出口單向閥的支撐桿材料是滿足強(qiáng)度要求的。

（2）水擊壓力大。

由于廠房滲漏排水泵啟動(dòng)時(shí)，廠房滲漏排水泵出口單向閥所承受的壓強(qiáng)一般在0.4MPa至0.6MPa之間，該壓強(qiáng)對(duì)閥體產(chǎn)生的水擊壓力并不大。

（3）支撐桿材料易銹蝕。

從圖1中可以看出，廠房滲漏排水3號(hào)泵出口單向閥兩側(cè)的支撐桿銹蝕嚴(yán)重。從圖2、圖3中可以看出，Y型支撐桿環(huán)形連接部位和Y型支撐桿桿體的銹蝕比較嚴(yán)重，而且Y型支撐桿與閥體的連接部位由于銹蝕和水流的沖刷，使該部位的銹蝕向內(nèi)部擴(kuò)展，未銹蝕部分的橫截面積明顯減小，致使Y型支撐桿的強(qiáng)度下降。因此，支撐桿材料易銹蝕是Y型支撐桿環(huán)形連接部位斷裂的主要原因之一。

2 單向閥故障解決對(duì)策

由于4臺(tái)廠房滲漏排水泵所處的工況是一樣的，3號(hào)泵會(huì)出現(xiàn)單向閥Y型支撐桿銹蝕從而導(dǎo)致斷裂的問題，在其他3臺(tái)泵也很可能會(huì)出現(xiàn)。并且此次的故障處理方法是更換相同型號(hào)的單向閥，發(fā)生故障的根本問題并未得到解決，從而使此類故障周期性反復(fù)出現(xiàn)。因此要解決單向閥Y型支撐桿環(huán)形連接部位斷裂故障，就要解決單向閥Y型支撐桿銹蝕的問題。

廠房滲漏排水泵出口單向閥閥體采用的材質(zhì)是球墨鑄鐵。球墨鑄鐵是碳以球形石墨的形態(tài)存在，其機(jī)械性能遠(yuǎn)勝于灰口鐵而接近于鋼，它具有優(yōu)良的鑄造、切削加工和耐磨性能，有一定的彈性，廣泛用于制造曲軸、齒輪、活塞等高級(jí)鑄件以及多種機(jī)械零件。但其抗腐蝕性能并不優(yōu)秀，由廠房滲漏排水3號(hào)泵出口單向閥閥體的銹蝕情況可以看出。因此，可采用擁有更強(qiáng)抗腐蝕性能的不銹鋼材質(zhì)的單向閥，來(lái)解決這一問題。

3 總結(jié)

1）廠房滲漏排水3號(hào)泵出口壓力表異常的原因是出口單向閥Y型支撐桿環(huán)形連接部位斷裂，導(dǎo)致單向閥止回功能喪失。

2）出口單向閥Y型支撐桿環(huán)形連接部位斷裂的主要原因是支撐桿材料易銹蝕。

3）從根本上解決這一問題的方法是采用具有更強(qiáng)抗腐蝕性能的不銹鋼材質(zhì)的單向閥。

參考文獻(xiàn)：

[1]張展.閥門的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2017.

作者簡(jiǎn)介：陳亮（1985-），男，江西撫州人，碩士，助理工程師，從水電站運(yùn)行與維護(hù)方面的工作。