先(xian)導式電磁閥常見故障分析及解決方案
在電磁先導閥(下圖) 電磁頭不通電的情況下(電磁頭無輸出力) , 彈簧的作用力作用在閥桿上,閥桿將閥芯壓緊在閥座上并保持密封。當電磁頭通電產生提升力, 克服彈簧的力, 將閥桿提起, 閥芯脫離閥座, 系統介質排放。
1、 閥(fa)(fa)位指示器 2、電磁頭(tou) 3、軛架 4、彈簧 5、閥(fa)(fa)桿閥(fa)(fa)芯組建(jian) 6、閥(fa)(fa)體 7、閥(fa)(fa)座
先導式電磁閥常見故障
1、閥(fa)芯上部銷孔磨(mo)(mo)損, 銷孔內側有較為明顯的(de)(de)被磨(mo)(mo)壓(ya)形(xing)成的(de)(de)凹槽, 微(wei)觀形(xing)貌可(ke)見有磨(mo)(mo)屑磨(mo)(mo)粒(li)及較短(duan)的(de)(de)劃痕(hen)等特征, 磨(mo)(mo)痕(hen)邊緣為擠壓(ya)輾平(ping)的(de)(de)金屬磨(mo)(mo)屑形(xing)態。閥(fa)芯內腔底部與調節(jie)螺釘接觸(chu)處, 可(ke)見有明顯的(de)(de)磨(mo)(mo)損痕(hen)跡, 靠中(zhong)間位(wei)置形(xing)成一圓形(xing)的(de)(de)凹坑, 微(wei)觀形(xing)貌可(ke)見有剝(bo)落及腐蝕(shi)微(wei)孔等顯微(wei)特性。
2、閥(fa)(fa)桿僅外圓表面有局(ju)部磨損, 存在部分剝落現象, 局(ju)部區域(yu)留下(xia)了(le)與軸向(xiang)基(ji)本平行的(de)溝(gou)槽特征,可認為該閥(fa)(fa)芯與閥(fa)(fa)桿間存在周向(xiang)相對運動(dong)。
3、銷(xiao)釘兩端有明(ming)顯的磨損及(ji)溝槽(cao), 表面有可見(jian)剝落及(ji)較短的劃痕等顯微特性。
先導式電磁(ci)閥原因分(fen)析(xi)
經檢測(ce), 閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)芯(xin)(xin)、閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)桿(gan)、調(diao)(diao)節(jie)螺(luo)(luo)(luo)(luo)(luo)(luo)釘(ding)(ding)(ding)(ding)(ding)和(he)銷(xiao)釘(ding)(ding)(ding)(ding)(ding)材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)(de)化(hua)學(xue)(xue)成分(fen)均(jun)與設計技術要(yao)求一致(zhi)。硬(ying)度(du)(du)(du)測(ce)試結果(guo)(guo)顯示, 調(diao)(diao)節(jie)螺(luo)(luo)(luo)(luo)(luo)(luo)釘(ding)(ding)(ding)(ding)(ding)的(de)(de)(de)(de)硬(ying)度(du)(du)(du)約為280HV , 閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)芯(xin)(xin)硬(ying)度(du)(du)(du)約為440HV , 閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)桿(gan)硬(ying)度(du)(du)(du)約為500HV , 銷(xiao)釘(ding)(ding)(ding)(ding)(ding)硬(ying)度(du)(du)(du)約為550HV。分(fen)析(xi)確定(ding)(ding), 閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)門開啟(qi)時(shi)(shi)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)芯(xin)(xin)等組件沿軸向(xiang)(xiang)產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)微(wei)小振(zhen)動(dong)及周向(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)相(xiang)對微(wei)小轉動(dong), 造成了銷(xiao)釘(ding)(ding)(ding)(ding)(ding)、閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)芯(xin)(xin)銷(xiao)孔處以(yi)(yi)及閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)桿(gan)外表(biao)(biao)面(mian)的(de)(de)(de)(de)局(ju)部(bu)(bu)(bu)磨(mo)(mo)(mo)(mo)損。對于(yu)(yu)調(diao)(diao)整螺(luo)(luo)(luo)(luo)(luo)(luo)釘(ding)(ding)(ding)(ding)(ding)的(de)(de)(de)(de)螺(luo)(luo)(luo)(luo)(luo)(luo)紋部(bu)(bu)(bu)位(wei)(wei)而(er)言, 宏觀分(fen)析(xi)及微(wei)觀分(fen)析(xi)表(biao)(biao)明, 該部(bu)(bu)(bu)位(wei)(wei)主要(yao)為接(jie)(jie)觸(chu)(chu)疲勞(lao)引(yin)(yin)起(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)失效(xiao)。由(you)于(yu)(yu)螺(luo)(luo)(luo)(luo)(luo)(luo)紋連接(jie)(jie)部(bu)(bu)(bu)位(wei)(wei)存(cun)在(zai)(zai)(zai)一定(ding)(ding)的(de)(de)(de)(de)間(jian)隙, 在(zai)(zai)(zai)接(jie)(jie)觸(chu)(chu)應力以(yi)(yi)及泄漏引(yin)(yin)起(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)振(zhen)動(dong)荷載(zai)作(zuo)用下(xia), 金屬表(biao)(biao)面(mian)的(de)(de)(de)(de)直接(jie)(jie)接(jie)(jie)觸(chu)(chu)以(yi)(yi)及相(xiang)對的(de)(de)(de)(de)運動(dong), 使(shi)(shi)硬(ying)度(du)(du)(du)相(xiang)對較低的(de)(de)(de)(de)螺(luo)(luo)(luo)(luo)(luo)(luo)桿(gan)螺(luo)(luo)(luo)(luo)(luo)(luo)紋表(biao)(biao)面(mian)產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)剝(bo)落(能譜(pu)分(fen)析(xi)結果(guo)(guo)表(biao)(biao)明磨(mo)(mo)(mo)(mo)損表(biao)(biao)面(mian)發生(sheng)(sheng)了金屬的(de)(de)(de)(de)遷移) 。剝(bo)落的(de)(de)(de)(de)磨(mo)(mo)(mo)(mo)屑及基體脫落的(de)(de)(de)(de)粒子又使(shi)(shi)表(biao)(biao)面(mian)產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)了磨(mo)(mo)(mo)(mo)料(liao)磨(mo)(mo)(mo)(mo)損, 同時(shi)(shi)兼(jian)有腐(fu)蝕(shi)(shi)磨(mo)(mo)(mo)(mo)損等, 導(dao)(dao)致(zhi)了螺(luo)(luo)(luo)(luo)(luo)(luo)紋部(bu)(bu)(bu)的(de)(de)(de)(de)失效(xiao)。由(you)金相(xiang)分(fen)析(xi)可知, 螺(luo)(luo)(luo)(luo)(luo)(luo)紋部(bu)(bu)(bu)的(de)(de)(de)(de)外表(biao)(biao)層存(cun)在(zai)(zai)(zai)較明顯的(de)(de)(de)(de)形變流(liu)變痕跡, 表(biao)(biao)明該螺(luo)(luo)(luo)(luo)(luo)(luo)紋部(bu)(bu)(bu)位(wei)(wei)存(cun)在(zai)(zai)(zai)較大的(de)(de)(de)(de)應力作(zuo)用。調(diao)(diao)節(jie)螺(luo)(luo)(luo)(luo)(luo)(luo)釘(ding)(ding)(ding)(ding)(ding)螺(luo)(luo)(luo)(luo)(luo)(luo)紋處的(de)(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)麻點(dian)及腐(fu)蝕(shi)(shi)斑(ban), 加(jia)上先導(dao)(dao)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)長期開啟(qi)后(hou), 其電(dian)磁頭保(bao)持帶電(dian)產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)磁性, 引(yin)(yin)起(qi)(qi)調(diao)(diao)節(jie)螺(luo)(luo)(luo)(luo)(luo)(luo)釘(ding)(ding)(ding)(ding)(ding)和(he)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)桿(gan)材(cai)料(liao)之間(jian)電(dian)極(ji)電(dian)位(wei)(wei)存(cun)在(zai)(zai)(zai)差異, 使(shi)(shi)調(diao)(diao)節(jie)螺(luo)(luo)(luo)(luo)(luo)(luo)釘(ding)(ding)(ding)(ding)(ding)螺(luo)(luo)(luo)(luo)(luo)(luo)紋處與閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)桿(gan)之間(jian)的(de)(de)(de)(de)電(dian)化(hua)學(xue)(xue)腐(fu)蝕(shi)(shi)作(zuo)用加(jia)速了螺(luo)(luo)(luo)(luo)(luo)(luo)紋處的(de)(de)(de)(de)失效(xiao)。對于(yu)(yu)調(diao)(diao)節(jie)螺(luo)(luo)(luo)(luo)(luo)(luo)釘(ding)(ding)(ding)(ding)(ding)下(xia)端頂部(bu)(bu)(bu)而(er)言, 由(you)于(yu)(yu)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)芯(xin)(xin)與調(diao)(diao)節(jie)螺(luo)(luo)(luo)(luo)(luo)(luo)釘(ding)(ding)(ding)(ding)(ding)電(dian)極(ji)電(dian)位(wei)(wei)存(cun)在(zai)(zai)(zai)差異, 導(dao)(dao)致(zhi)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)芯(xin)(xin)產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)電(dian)化(hua)學(xue)(xue)腐(fu)蝕(shi)(shi)引(yin)(yin)起(qi)(qi)表(biao)(biao)面(mian)粗糙以(yi)(yi)及接(jie)(jie)觸(chu)(chu)強(qiang)度(du)(du)(du)下(xia)降, 因而(er)導(dao)(dao)致(zhi)調(diao)(diao)節(jie)螺(luo)(luo)(luo)(luo)(luo)(luo)釘(ding)(ding)(ding)(ding)(ding)下(xia)端頂部(bu)(bu)(bu)與閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)芯(xin)(xin)接(jie)(jie)觸(chu)(chu)面(mian)產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)粘著(zhu)(zhu)磨(mo)(mo)(mo)(mo)損(能譜(pu)分(fen)析(xi)中也(ye)可看出(chu)磨(mo)(mo)(mo)(mo)損面(mian)上產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)(de)金屬遷移) , 隨著(zhu)(zhu)泄漏引(yin)(yin)起(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)軸向(xiang)(xiang)振(zhen)動(dong)載(zai)荷以(yi)(yi)及周向(xiang)(xiang)轉動(dong)載(zai)荷的(de)(de)(de)(de)不斷作(zuo)用, 較軟的(de)(de)(de)(de)螺(luo)(luo)(luo)(luo)(luo)(luo)釘(ding)(ding)(ding)(ding)(ding)頂部(bu)(bu)(bu)將隨著(zhu)(zhu)粘著(zhu)(zhu)磨(mo)(mo)(mo)(mo)損的(de)(de)(de)(de)進行不斷削平, 最終導(dao)(dao)致(zhi)螺(luo)(luo)(luo)(luo)(luo)(luo)桿(gan)接(jie)(jie)觸(chu)(chu)端面(mian)的(de)(de)(de)(de)失效(xiao)。部(bu)(bu)(bu)件的(de)(de)(de)(de)失效(xiao)分(fen)析(xi)表(biao)(biao)明, 失效(xiao)不是由(you)于(yu)(yu)單向(xiang)(xiang)高載(zai)荷引(yin)(yin)起(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de), 而(er)是一種循環載(zai)荷(如振(zhen)動(dong)) 現象。
先(xian)導(dao)式電磁(ci)閥改進措施
為(wei)了消(xiao)除閥芯組件的振動問題, 其有效的方法就(jiu)是(shi)在(zai)先(xian)導閥處于(yu)開啟狀態時, 消(xiao)除閥芯的自由活動性。因此對(dui)閥芯組件做了改(gai)進。
①取消閥(fa)桿的上密(mi)封, 將閥(fa)芯的筒(tong)體(ti)長度增(zeng)加, 以(yi)閥(fa)芯與閥(fa)桿套筒(tong)控制(zhi)閥(fa)門的行程(cheng)。
②取消調節(jie)螺釘, 不(bu)再通過調節(jie)螺釘來調節(jie)閥(fa)門的行(xing)程(cheng), 避(bi)免(mian)材(cai)(cai)料(liao)不(bu)同引起電(dian)極電(dian)位差(cha)導致的電(dian)化學腐(fu)蝕。閥(fa)桿加長, 頂部呈圓頭, 材(cai)(cai)料(liao)仍采用Inconel , 與閥(fa)芯材(cai)(cai)料(liao)接近。
③銷(xiao)釘(ding)直徑(jing)由(you)Φ3mm 增加到Φ5mm , 提高了(le)強度(du), 以便在閥(fa)(fa)(fa)門(men)處于開啟(qi)狀態下(xia)將閥(fa)(fa)(fa)桿的(de)(de)力傳遞到閥(fa)(fa)(fa)芯上(shang), 將閥(fa)(fa)(fa)芯的(de)(de)上(shang)密(mi)封壓緊在閥(fa)(fa)(fa)桿套筒上(shang), 防止閥(fa)(fa)(fa)門(men)開啟(qi)后閥(fa)(fa)(fa)芯在蒸汽流的(de)(de)情況下(xia)發生振動。閥(fa)(fa)(fa)門(men)的(de)(de)行程則通過(guo)(guo)閥(fa)(fa)(fa)芯的(de)(de)筒體長(chang)度(du)來調整, 在先(xian)(xian)導閥(fa)(fa)(fa)組裝初期, 通過(guo)(guo)加工閥(fa)(fa)(fa)芯的(de)(de)倒密(mi)封端來控(kong)制行程, 并控(kong)制先(xian)(xian)導閥(fa)(fa)(fa)的(de)(de)行程為負偏(pian)(pian)差(cha), 閥(fa)(fa)(fa)芯和閥(fa)(fa)(fa)座(zuo)密(mi)封面研磨(mo)后, 其行程取正偏(pian)(pian)差(cha), 這(zhe)樣即使閥(fa)(fa)(fa)芯和閥(fa)(fa)(fa)座(zuo)密(mi)封面多次(ci)研磨(mo)后也(ye)能(neng)保證先(xian)(xian)導閥(fa)(fa)(fa)的(de)(de)行程在允許誤差(cha)范圍內(nei)。閥(fa)(fa)(fa)芯組件改進(jin)后, 通過(guo)(guo)熱態試(shi)驗臺架對(dui)一個新結構(gou)的(de)(de)先(xian)(xian)導閥(fa)(fa)(fa)進(jin)行了(le)500 次(ci)的(de)(de)開關(guan)排放試(shi)驗。試(shi)驗完(wan)成后, 對(dui)閥(fa)(fa)(fa)芯組件進(jin)行了(le)解體檢(jian)查, 未(wei)發現(xian)振動造(zao)成的(de)(de)磨(mo)痕。又經現(xian)場實際運行3 個月后解體檢(jian)查, 先(xian)(xian)導閥(fa)(fa)(fa)狀態良好(hao), 未(wei)發現(xian)閥(fa)(fa)(fa)芯部件存在磨(mo)痕, 證明已經消(xiao)除(chu)了(le)電磁先(xian)(xian)導閥(fa)(fa)(fa)不能(neng)長(chang)時間開啟(qi)的(de)(de)缺陷。
