液控止回閥故障原因分析與維修

張彥超，李冬鋒，李國(guó)才

（中國(guó)原子能科學(xué)研究院，北京 102413）

0 引言

為防止循環(huán)水系統(tǒng)循泵啟動(dòng)與停止時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)水倒流，特在系統(tǒng)管路上設(shè)置液控止回閥。液控止回閥可有效保護(hù)循泵因循環(huán)水倒流而發(fā)生倒轉(zhuǎn)，主要防止以下事故發(fā)生：①并列運(yùn)行停泵時(shí)，閥門(mén)不嚴(yán)造成倒轉(zhuǎn)，引起葉輪竄動(dòng)、軸套松弛，嚴(yán)重時(shí)使動(dòng)靜部分摩擦而損壞；②泵倒轉(zhuǎn)時(shí)應(yīng)快速關(guān)閉出口閥，在倒轉(zhuǎn)工況下嚴(yán)禁啟動(dòng)，否則不僅引起系統(tǒng)沖擊發(fā)生水錘現(xiàn)象，且會(huì)因啟動(dòng)力矩過(guò)大燒毀電機(jī)。而在系統(tǒng)啟動(dòng)前檢查時(shí)，發(fā)現(xiàn)液控止回閥出現(xiàn)以下故障：①液壓站電接點(diǎn)壓力表超限，油泵不能啟動(dòng)；②更換壓力表，油泵可啟動(dòng)但油壓無(wú)法保持，且油泵頻繁起停；③閥開(kāi)啟時(shí)電機(jī)及油泵油箱有過(guò)熱現(xiàn)象。為消除以上故障，進(jìn)行如下分析。

1 液控止回閥工作原理

1.1 結(jié)構(gòu)組成

圖1 閥體結(jié)構(gòu)

液控止回閥主要由閥門(mén)本體、液壓站及驅(qū)動(dòng)控制三部分組成：①閥門(mén)本體由閥體、閥板、閥門(mén)軸、密封件等組成（圖1）；②液壓站由油箱、油管、電機(jī)、油泵、儲(chǔ)能器、截止閥、單向閥、節(jié)流閥、溢流閥、三通電磁換向閥、電磁換向閥、舉升油缸、鎖定油缸、行程指示、行程開(kāi)關(guān)等組成；③驅(qū)動(dòng)控制由切換開(kāi)關(guān)、控制按鈕、指示燈、繼電器、操作面板、重錘等組成（圖2）。

1.2 控制原理

通過(guò)“本地/遠(yuǎn)控”按鈕，可實(shí)現(xiàn)本地與遠(yuǎn)程PLC 控制開(kāi)關(guān)。

圖2 工作原理

（1）液壓站控制。點(diǎn)動(dòng)“油泵啟動(dòng)”按鈕，油泵運(yùn)行指示燈點(diǎn)亮，當(dāng)油壓達(dá)到電接點(diǎn)壓力表設(shè)定上限值時(shí)，油泵自動(dòng)停止。

（2）儲(chǔ)能器控制。液壓站內(nèi)壓低于電接點(diǎn)壓力表設(shè)定下限值時(shí)，儲(chǔ)能器電磁閥得電，油泵自動(dòng)開(kāi)啟向儲(chǔ)能器儲(chǔ)存壓力，當(dāng)壓力達(dá)到上限壓力時(shí)，電磁閥失電油泵自動(dòng)停止，儲(chǔ)能器自動(dòng)保壓。

2 液控止回閥故障原因分析與維修

2.1 故障分析（圖3）

圖3 故障分析

2.2 原因分析

（1）油泵自動(dòng)啟動(dòng)但油壓無(wú)法保持，油泵出現(xiàn)頻繁起?，F(xiàn)象，止回閥無(wú)法進(jìn)行開(kāi)關(guān)。可能原因：①液壓管路不暢，發(fā)生堵塞或漏流現(xiàn)象；②液壓站電磁閥換向閥、三通換向閥等發(fā)生堵塞或卡澀現(xiàn)象；③液壓站手動(dòng)泄壓針形截止閥漏流；④液壓站舉升與鎖定油缸，接到開(kāi)到位信號(hào)后無(wú)法鎖定。

（2）閥門(mén)開(kāi)啟時(shí)，電機(jī)及油泵油箱過(guò)熱?？赡茉颍孩俳泳€端子老化、破損等導(dǎo)致短接，使電機(jī)連續(xù)工作摩擦振動(dòng)產(chǎn)生熱量引起溫度升高；②電接點(diǎn)壓力表達(dá)到額定值，鎖定油缸無(wú)法鎖定，電機(jī)帶動(dòng)油泵持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，摩擦振動(dòng)產(chǎn)生熱量，引起溫度升高。

（3）閥體出現(xiàn)卡澀現(xiàn)象?？赡茉颍簜鲃?dòng)與閥體連接軸產(chǎn)生銹蝕現(xiàn)象，導(dǎo)致閥體卡澀。

為防止循環(huán)水泵啟動(dòng)與停止時(shí)，循環(huán)水泵發(fā)生倒轉(zhuǎn)現(xiàn)象，避免水泵倒轉(zhuǎn)而導(dǎo)致的嚴(yán)重后果，必須保證液控止回閥能夠安全、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行。因此，需對(duì)該閥故障做全面排查。

2.3 故障查找確認(rèn)

（1）閥體檢查。打開(kāi)管線連接節(jié)發(fā)現(xiàn)閥板處于中間狀態(tài)，用銅棒輕輕敲擊振動(dòng)閥板無(wú)動(dòng)作，表明閥板傳動(dòng)部分已卡澀，導(dǎo)致閥體無(wú)法動(dòng)作（圖4）。

（2）液壓站檢查。對(duì)截止閥、單向閥、節(jié)流閥、溢流閥、三通電磁換向閥、電磁換向閥、舉升油缸、鎖定油缸、行程開(kāi)關(guān)等進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)手動(dòng)針形截止閥閥針彎曲導(dǎo)致泄漏無(wú)法保壓（圖5）。

圖4 閥板卡澀

（3）控制檢查。對(duì)反饋觸點(diǎn)信號(hào)與控制柜指示燈進(jìn)行檢查，測(cè)量控制柜端子與液壓站端子連接引線，測(cè)量液壓站端子與電磁閥連接引線，測(cè)量控制柜端子與控制開(kāi)關(guān)連接引線，未發(fā)現(xiàn)異常。

2.4 故障維修

（1）清理銹蝕。清理閥體表面銹蝕，在傳動(dòng)轉(zhuǎn)軸位置噴灑松動(dòng)液浸泡，待銹蝕清理干凈后再用銅棒輕輕振動(dòng)閥板，開(kāi)關(guān)活動(dòng)靈活，卡澀消除。

（2）測(cè)繪加工針型閥針。經(jīng)過(guò)詳細(xì)檢查測(cè)量，閥針彎曲變形已無(wú)法消除。通過(guò)查找原始加工圖紙，并進(jìn)行實(shí)際測(cè)繪確認(rèn)，對(duì)針型閥針進(jìn)行機(jī)加工。加工完成后組裝，并進(jìn)行壓力試驗(yàn)檢查，滿足運(yùn)行壓力要求。

3 液控止回閥功能鑒定

圖5 針型閥針彎曲變形

3.1 蓄能器檢查

依據(jù)技術(shù)文件對(duì)蓄能器補(bǔ)充氮?dú)膺M(jìn)行調(diào)校，壓力保持在5.2±0.2 MPa。

3.2 手動(dòng)試壓

①檢查各單向閥、節(jié)流閥、截止閥等，并更換各閥密封膠圈，確保無(wú)泄漏點(diǎn)；②檢查液壓油缸活塞、密封環(huán)，密封面及膠圈，安裝正確；③用杠桿手動(dòng)對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行試壓，正常。

3.3 調(diào)試檢查與確認(rèn)

（1）確認(rèn)接線。按電氣原理圖和接線端子連接圖檢查確認(rèn)接線無(wú)誤，開(kāi)啟電源，指示燈變亮。點(diǎn)動(dòng)“油泵啟動(dòng)”按鈕，檢查電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向是否正確，如相反則調(diào)整相序。

（2）液壓站控制。點(diǎn)動(dòng)“油泵啟動(dòng)”按鈕，油泵指示燈變亮；當(dāng)油壓達(dá)到設(shè)定上限值時(shí)，電機(jī)自動(dòng)停止。

（3）儲(chǔ)能器控制。當(dāng)液壓站內(nèi)壓低于設(shè)定下限值時(shí)，油泵自動(dòng)運(yùn)行向儲(chǔ)能器儲(chǔ)壓；當(dāng)壓力達(dá)到設(shè)定上限值時(shí)，油泵停運(yùn)儲(chǔ)能器保壓力。

（4）開(kāi)閥控制。將“本地/遠(yuǎn)控”按鈕打到“本地”，點(diǎn)動(dòng)“開(kāi)閥”按鈕，油泵運(yùn)行指示燈亮；鎖緊油缸升到位后，閥關(guān)到位指示燈熄滅，閥開(kāi)到位指示燈亮；鎖緊電磁閥得電，推動(dòng)鎖緊指示燈出現(xiàn)頻繁閃亮。由此表明：鎖定油缸未能正常鎖定，重新調(diào)整配重上限位開(kāi)關(guān)，使鎖定開(kāi)關(guān)處于正常鎖定位置。

（5）關(guān)閥控制。點(diǎn)動(dòng)“關(guān)閥”按鈕，閥開(kāi)到位指示燈熄滅，依靠重錘完成關(guān)閥；當(dāng)全關(guān)到位時(shí)，閥關(guān)到位指示燈點(diǎn)亮。

（6）遠(yuǎn)程控制。將“本地/遠(yuǎn)控”按鈕打到“遠(yuǎn)控”位置，根據(jù)控制指令進(jìn)行開(kāi)閥或關(guān)閥動(dòng)作，正常。

4 結(jié)論

對(duì)液控止回閥解體檢修，驗(yàn)證了故障分析的準(zhǔn)確性，確保了閥門(mén)功能實(shí)現(xiàn)和穩(wěn)定運(yùn)行。通過(guò)分析得到結(jié)論：①液控止回閥頻繁啟停的原因是手動(dòng)泄壓截止閥閥針發(fā)生彎曲，引起閥門(mén)漏流，造成系統(tǒng)壓力無(wú)法保持；②開(kāi)閥過(guò)程中，閥體無(wú)動(dòng)作原因是閥門(mén)驅(qū)動(dòng)軸發(fā)生銹蝕，引起閥體卡澀；③通過(guò)該閥的檢修，對(duì)另兩臺(tái)同型號(hào)閥的維修提供實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)，避免了此類故障重復(fù)發(fā)生，同時(shí)為后期液控止回閥的維修提供技術(shù)儲(chǔ)備。