淺談PG64/250型電動楔形閘板閥的修復
南屯煤礦井下中央泵房安裝了5臺250D-60C×8型離心式清水泵,水泵上方都裝有PG64/250型電動楔形閘板閥。電動閘閥經過長期使用后內部磨損嚴重,不能正常使用,經過拆卸修復磨損嚴重的部件后,不但工作正常,節約了配件費用,還可將配件的使用壽命延長3倍,為礦井離心式排水泵的安全運轉提供了安全保證。
電動楔形閘板閥主要由閥體、閥蓋、閥瓣、閥桿、專用電動機、減速機構、填料、閥桿螺母、手動和電動切換機構、手輪等幾部分組成。電動楔形閘板閥以其耐壓、耐溫(高、低溫)、耐腐蝕、具備雙向密封功能,耐磨損和使用壽命長等優點越來越廣泛的應用于國內各類煤礦企業,實現介質的開啟與關閉,為系統的穩定與控制發揮了重要的作用。南屯煤礦井下中央泵房安裝有250D-60C×8型離心式清水泵5臺,每臺離心式清水泵都裝有PG64/250型電動楔形閘板閥一臺,其作用是用來控制和調節離心式水泵的流量和揚程。它的滑道磨損故障經常發生,分析故障原因,找出對策,真空技術網(http://shengya888.com/)認為對閘板閥的滑道進行修復和更換是維修時勢在必行的工作。
1、概述
1)型號:PG64/250型,適用于公稱壓力PN1.6~6.4MPa,工作溫度0~100℃。
2)結構特點
(1)采用中法蘭螺栓連接,支管兩端為法蘭連接或對焊連接。
(2)啟閉件采用半密封副強制密封,性能優良。
(3)密封副材料為耐磨陶瓷或耐磨合金,耐磨性強,耐沖蝕、耐擦傷、摩擦力小、密封可靠。
(4)閥體出口流道結型合理,不存渣,啟閉靈活,不卡阻。
(5)閥桿經調質和表面氮化處理,有良好的抗腐蝕性,抗擦傷性和耐磨性。
(6)中大口徑設置滾動軸承,啟閉輕松。
(7)該閘閥結構簡單,操作方便,性能好,使用壽命長。
3)適用范圍:高中壓法蘭連接的閘閥適用于公稱壓力PN1.6~16.0MPa,工作溫度-29℃~550℃的石油、化工、水力、火力電站各種系統的管路上,切斷或接通管路介質。適用介質為水、油品、蒸氣、及酸、堿、氨、尿素、含硫天然氣等(見表1、表2)。操作方式有手動、齒輪傳動、電動、氣動等。
表1 主要性能規范
表2 適用范圍
2、故障原因分析
電動閘閥經過一段時間使用后,由于每天開泵停泵次數多,水泵開泵時管路的壓力4MPa,使電動楔形閘板閥打開時受到的上下摩擦力過大,嚴重磨損電動楔形閘板閥內部滑道及楔形閘板兩側的滑道槽,磨損嚴重時導致楔形閘板脫離滑道擠住,造成電動閘閥關不進去或者開不出來,造成電機過負荷。離心式水泵開泵或停泵都必須在電動楔形閘板閥關閉的情況下進行,這樣給水泵的安全運轉構成了隱患。以往這種情況,只能對電動楔形閘板閥進行整體更換,不僅要花兩萬余元的配件費用,而且勞動強度大,施工周期長。為了做好修舊利廢,增收節支工作,準備對出現故障的電動楔形閘板閥進行修復處理。
維修操作方法:把磨損嚴重的滑道剩余部分割掉,再加工新的滑道焊接在原來的位置上,然后把楔形閘板兩側磨損嚴重的滑道槽用電焊補好,再用銑床把滑道槽銑出來,就會達到新電動楔形閘板閥的技術要求,如果更換的滑道材料硬度、強度高一些,滑道尺寸制造的寬一點,就能大大提高電動楔形閘板閥的使用壽命。通過翻閱相關的資料,仔細分析故障原因,對磨損的配件進行了認真測量、設計繪制草圖,編制施工步驟,然后開始進實施。
(1)拆卸電動楔形閘板閥,檢查測量。準備好合格的起吊工具,開始拆卸電動楔形閘板閥閥蓋與閥體的連接螺栓,在閘閥螺桿與楔形閘板頭部連接部分脫離后,將電動楔形閘板閥電動部分及閥蓋慢慢放到地上,檢查閥體內滑道與楔形閘板磨損情況。經常會出現楔形閘板在閥體內擠住拿不出來的情況,這時就用專用扒子將楔形閘板從閥體內頂出來。下一步對楔形閘板閥的閥體內部尺寸進行測量,兩側滑道長度為400mm,寬度14mm,厚度12mm,測量畫出草圖標注尺寸后,用割炬把舊滑道殘余部分割掉,再用磨光機磨平。然后把楔形閘板運上井,用電焊焊補磨損嚴重的楔形閘板兩側滑道槽,焊補完等冷卻下來后,送到機廠銑床加工。首先根據所選用的滑道的寬度和厚度,再加上配合間隙進行劃線,槽的長度與楔形閘板兩側長度一致,由于每個滑道加寬3mm,所以楔形閘板兩側的槽深也應加深3mm,原來槽深14mm+3mm+配合間隙0.5mm+尺寸公差±0.02mm=17.5±0.02mm,那么槽深為17.5±0.02mm,槽寬12mm+配合間隙0.5mm+尺寸公差±0.02mm=12.5±0.02mm,槽寬為12.5±0.02mm,根據尺寸進行劃線,在機廠銑床上銑出楔形閘板兩側滑道槽后運下井。
(2)加工新滑道。因為閥體是鑄鋼件,加工滑道前先根據閥體的材質選用合適的材料。由于40Cr鋼是中碳調制鋼,調質處理后具有良好的綜合力學性能,強度和硬度比原來的滑道材料要高一些,提高了強度和耐磨性。所以決定選用40Cr鋼加工成滑道,寬度比原來加寬3mm,厚度、長度和原來一樣。滑道一側上下兩邊加工出5×45°的大倒角,焊接時的坡口做焊縫用。加工兩件,長400±0.02mm;寬17±0.02mm;厚12±0.02mm,加工好后下井安裝。零件如圖1所示。
圖1 滑道
(3)安裝試運轉。將新加工的40Cr鋼制成的滑道用焊接的方法焊接到電動閘閥的閥體內兩側,但是上、下、左、右中心線要找正,如果中心不正,將會造成楔形閘板閥不到位、閥體口環和閥板體口環接觸密封不嚴、楔形閘板閥被擠住、開關不暢與故障。把滑道焊接在中心線的位置。焊接要牢固平整,焊完要用磨光機、平銼修磨多余的焊瘤和電焊藥皮,清理閥體內污垢,滑道修磨完畢后。將楔形閘板兩側的滑道槽對準滑道推進去,檢查是否能推到底。如推不到底應修磨有阻礙的部位,用銼刀銼削滑道和楔形閘板兩側滑道槽表面的毛刺,對于滑道根部因為焊接產生的焊瘤子用鏨子鏨除掉,然后用銼刀修磨光滑,最后在滑道表面滴上潤滑油,將楔形閘板對準滑道推進去,直到能推到底為止。來回推拉幾次,無阻礙現象,楔形閘板上下密封面與閥體密封面接觸嚴密,就可以安裝閥蓋、電動部分和減速部分。開始用手拉葫蘆起吊電動部分、減速部分和閥蓋。起吊到位,將閥蓋中間、螺桿尾部和楔形閘板的頭部連接好。安裝好閥體與閥蓋的密封墊子,穿好M36×150mm的12條連接螺栓,戴上平墊和彈簧墊圈,鎖緊螺母,將閥蓋固定好后,解掉鋼絲繩套及手拉葫蘆。送電調整電動楔形閘板閥進和出的限位開關,調節好電動楔形閘板閥閥桿的行程,使電動楔形閘板閥關到位或開到位時能自動停止。試驗好電動楔形閘板閥后,就可以做試泵前的準備工作了。首先打開射流器球閥,使射流器將泵體和進水管中的空氣排出來,水泵真空后就可以送電啟動水泵試驗。開關電動楔形閘板閥,檢查電流變化情況,能夠根據需要及時開啟和關閉,開關靈活可靠無異響就說明合格。
3、結語
電動楔形閘板閥通過更換滑道和焊補加工滑道槽后,經過長期以來的運行實踐證明,它的耐磨性和使用壽命得到大大的提高和延長。與原來更換滑道前的電動楔形閘板閥相比,可延長使用壽命3倍,消耗的材料少。大修一次只需要200余元的材料費用,一臺可節約兩萬余元的配件費用,5臺電動楔形閘板閥就可以節約10萬余元,大大節省了人力和物力的消耗,為礦井離心式水泵的安全運轉提供了可靠的安全保障,取得了較好的應用效果。