消防閥門(水路)選型的潛在風(fēng)險(xiǎn)

閆凌杰(深圳承遠(yuǎn)航空油料有限公司，廣東 深圳 518128)

0 引言

承遠(yuǎn)油庫(kù)5 000 m3罐區(qū)消防管路所使用的電動(dòng)輕型平板閘閥長(zhǎng)期存在閥門動(dòng)作扭矩大、傳動(dòng)部位異響的問(wèn)題，經(jīng)拆解發(fā)現(xiàn)所有閥門傳動(dòng)部位結(jié)合面的平面推力軸承[1]破損(如圖1所示)。結(jié)合維修實(shí)踐，雖嘗試了調(diào)試電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)行參數(shù)、更換質(zhì)量較高的平面推力軸承等措施，但效果仍然未達(dá)到預(yù)期，軸承缺油過(guò)快、破損率高。廠家現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)支持人員也沒(méi)有得出令人信服的結(jié)論，現(xiàn)場(chǎng)只能加大維修頻次。

圖1 軸承破損示例

1 配件損壞現(xiàn)象和潛在風(fēng)險(xiǎn)

為了突破瓶頸、找到問(wèn)題根源，公司連續(xù)組織了兩次閥門專題培訓(xùn)，并借助第三方視角診斷。經(jīng)對(duì)所有閥門全面排查、仔細(xì)辨認(rèn)，發(fā)現(xiàn)個(gè)別閥桿提升軸套拉斷(如圖2所示)，并伴有軸承滾珠過(guò)度磨損、軸承支架破碎及氧化痕跡，證明軸承潤(rùn)滑消耗殆盡且承受了遠(yuǎn)超極限的壓力。這個(gè)重要發(fā)現(xiàn)將大家的目標(biāo)轉(zhuǎn)向了閥門選型環(huán)節(jié)。

圖2 閥桿提升軸套拉斷

該風(fēng)險(xiǎn)不易發(fā)現(xiàn)，受損軸承隱藏于電動(dòng)執(zhí)行器與閥桿的傳動(dòng)部位，必須通過(guò)仔細(xì)辨認(rèn)異響、閥門動(dòng)作力矩變化的監(jiān)測(cè)方可發(fā)現(xiàn)。如未及時(shí)發(fā)現(xiàn)或未堅(jiān)持長(zhǎng)期檢修，可能導(dǎo)致消防應(yīng)急時(shí)閥門無(wú)法動(dòng)作、延誤應(yīng)急響應(yīng)時(shí)間，造成面對(duì)突發(fā)事件束手無(wú)策的局面。帶來(lái)的是高強(qiáng)度的維修作業(yè)、無(wú)謂的經(jīng)濟(jì)損失以及儲(chǔ)罐消防系統(tǒng)暫停使用的應(yīng)急風(fēng)險(xiǎn)。

2 問(wèn)題根節(jié)

輕型平板閘閥密封原理(相對(duì))復(fù)雜，沒(méi)有根據(jù)設(shè)備原理和使用工況選型。

2.1 銹蝕無(wú)法避免，復(fù)雜結(jié)構(gòu)生銹積垢的概率較大

消防系統(tǒng)介質(zhì)為消防水(一些環(huán)境下消防水質(zhì)難以達(dá)到使用要求，如海水含氯離子腐蝕性強(qiáng)[2]、不潔凈的消防水含泥沙較多)，對(duì)金屬材質(zhì)的腐蝕應(yīng)引起重視，不建議選擇內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜的閥門，應(yīng)考便于慮后期使用維修的設(shè)備。標(biāo)準(zhǔn)的輕型平板閘閥(閥板)兩側(cè)彈簧密布，構(gòu)件長(zhǎng)期浸水、閥門動(dòng)作頻率低、管道內(nèi)無(wú)防銹措施(消防管路的防腐設(shè)計(jì)等級(jí)不高)，其生銹積垢的可能性較結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的閥門顯著，拆解時(shí)可以看到除不銹鋼閘板外，其余部位銹跡較多。因此，電動(dòng)執(zhí)行器提升閥板的扭力(瞬時(shí))陡增，傳動(dòng)結(jié)合面軸承等易損件強(qiáng)度不足，配件損壞無(wú)法避免。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)維修統(tǒng)計(jì)，使用越頻繁的閥門，其提升螺母、平面推力軸承的損壞現(xiàn)象越普遍。

2.2 電動(dòng)執(zhí)行器運(yùn)行速度過(guò)快

采購(gòu)階段未明確具體的使用要求，如管道介質(zhì)、閥門功能、全行程開(kāi)閉時(shí)間等，對(duì)閥門的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行原理也沒(méi)有作充分的研究，工作不細(xì)致會(huì)導(dǎo)致各環(huán)節(jié)缺乏把關(guān)。因此，廠家生產(chǎn)閥門時(shí)默認(rèn)提供了帶導(dǎo)流孔的標(biāo)準(zhǔn)型產(chǎn)品，其過(guò)大的行程以及30 s開(kāi)啟的默認(rèn)時(shí)間，導(dǎo)致電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)配型過(guò)大(最大扭矩為205 Nm)，特別是“96 r/min”的轉(zhuǎn)速使軸承受了過(guò)大的摩擦，因此忽略轉(zhuǎn)速過(guò)快也是造成故障的重要原因之一。

2.3 平面推力軸承位置無(wú)注脂孔是致命問(wèn)題

由于軸承嵌套在閥門與電動(dòng)執(zhí)行器的連接部位，日常保養(yǎng)(按作業(yè)規(guī)程)在閥門絲桿處涂抹潤(rùn)滑脂、啟閉閥門，就認(rèn)為軸承得到了保養(yǎng)。實(shí)際上軸承能夠接觸到潤(rùn)滑脂的部位僅為其內(nèi)環(huán)，滾珠滑道完全沒(méi)有得到潤(rùn)滑，加之運(yùn)行速度過(guò)快，潤(rùn)滑脂提前消耗殆盡，缺油現(xiàn)象普遍。而要切實(shí)做好維護(hù)保養(yǎng)，面對(duì)這種結(jié)構(gòu)必須拆除電動(dòng)執(zhí)行器、拆下提升螺母方能觸保養(yǎng)平面推力軸承。如果一個(gè)罐區(qū)按30個(gè)消防電動(dòng)閥、每個(gè)閥門2套防爆接頭計(jì)算，會(huì)是多么大的維護(hù)工作量。

3 選型原則和使用建議

正是因?yàn)閷?duì)設(shè)備結(jié)構(gòu)、原理及運(yùn)行沒(méi)有足夠的認(rèn)識(shí)，選型錯(cuò)誤會(huì)造成后期管控失效、過(guò)度維修等問(wèn)題，建議設(shè)計(jì)院在施工圖交底時(shí)再次明確閥門選型問(wèn)題。此外應(yīng)不局限于規(guī)范要求，在兼顧成本的前提下，提高對(duì)管道材料、設(shè)備的選擇，甚至是管道內(nèi)防腐的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，全面打造設(shè)計(jì)科學(xué)、運(yùn)行可靠、便于維修的消防系統(tǒng)。

(1) 設(shè)計(jì)院出具的設(shè)備型號(hào)、技術(shù)說(shuō)規(guī)格均是標(biāo)準(zhǔn)版，實(shí)際工作應(yīng)結(jié)合不同使用工況(消防系統(tǒng)保壓、管道內(nèi)消防水潔凈度)等問(wèn)題，根據(jù)具體使用位置、介質(zhì)、壓力和頻率等進(jìn)行調(diào)整，也就是“定制”設(shè)備，以實(shí)際工況和使用要求規(guī)避或降低可能存在的使用風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)充分考慮使用維護(hù)的便捷性。

(2)建議選型時(shí)要求廠家提高閥門內(nèi)部構(gòu)件的防腐蝕和機(jī)械性能，或徹底調(diào)整輕型平板閘閥的內(nèi)部構(gòu)造，規(guī)避復(fù)雜結(jié)構(gòu)、降低運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，全面提高消防系統(tǒng)的可靠性。

(3)由于近年來(lái)消防保壓系統(tǒng)的應(yīng)用越來(lái)越多，管路不同部位的消防閥門選擇應(yīng)有針對(duì)性(根據(jù)使用頻率)、以實(shí)際工況選型。消防管路不同位置、功能閥門的選擇應(yīng)有針對(duì)性，如日常需要?jiǎng)幼鞯乃烽y門、非應(yīng)急情況嚴(yán)禁開(kāi)啟的泡沫閥門，選型不盡相同，應(yīng)以具體作用選擇匹配的設(shè)備。

(4)過(guò)去認(rèn)為電動(dòng)執(zhí)行器選擇速度越快越好，但實(shí)際情況可能截然相反、效果也適得其反，過(guò)快的轉(zhuǎn)速會(huì)造成閥門傳動(dòng)部位、軸承等配件磨損過(guò)快，轉(zhuǎn)速較快的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)會(huì)加劇配件的磨損和缺乏潤(rùn)滑，應(yīng)采取“適度匹配”的原則，或類似電液聯(lián)動(dòng)閥的模式調(diào)整傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，或本質(zhì)提升易損件強(qiáng)度。

(5)消防設(shè)備定期檢查維護(hù)時(shí)，要縮短閥門動(dòng)作周期。行業(yè)內(nèi)一般通過(guò)消防設(shè)備月檢的時(shí)機(jī)動(dòng)作閥門，建議縮短至每周動(dòng)作一次并對(duì)管道進(jìn)行沖洗，避免閥門內(nèi)部生銹結(jié)垢，通過(guò)仔細(xì)辨認(rèn)電動(dòng)執(zhí)行器傳動(dòng)部位聲響、統(tǒng)計(jì)扭力變化等手段及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障。

4 結(jié)語(yǔ)

閥門的選型是建設(shè)、使用、維修全鏈條的第一要?jiǎng)?wù)，如果對(duì)設(shè)備結(jié)構(gòu)、原理及運(yùn)行不具備足夠的認(rèn)識(shí)，則很有可能出現(xiàn)管控失效、過(guò)度維修等一系列問(wèn)題?！敖ㄓ媒Y(jié)合”應(yīng)該務(wù)實(shí)，體現(xiàn)在便于使用、保養(yǎng)和檢修等日常運(yùn)行方面。輕型平板閘閥在水路上的應(yīng)用要慎重，應(yīng)避免選擇帶導(dǎo)流孔閥門(除非設(shè)計(jì)的特殊要求)，并要求廠家提高閥門內(nèi)部構(gòu)件的防腐蝕性能、機(jī)械性能，或選用內(nèi)部構(gòu)造較為簡(jiǎn)單的型號(hào)，對(duì)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的匹配性、閥門維護(hù)便捷性等需求等進(jìn)行科學(xué)的選擇，規(guī)避類似風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)于設(shè)備選型，我們選擇“沒(méi)有應(yīng)不應(yīng)該，只有適不適合”的理念，呼吁全行業(yè)能夠提高消防設(shè)施設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、重視設(shè)備選型和內(nèi)防腐環(huán)節(jié)，妥善選擇更加適用的設(shè)備。