输油管线电动平板闸阀启闭故障处理

1、概述

　　某输油管理处成品油管线全长540多公里，下设6个输油站进行下载油品和增加管线成品油输送压力，管线具有压力高、管径大的特点。由于输送的油品易燃、易爆，管线出现跑冒滴漏和机械故障时不易处理，因此在阀门选型上，考虑到经济性和实用性，在输油管线和输油站，多采取进口球阀和国产电动平板闸阀配合使用。输油站目前使用的Z9B43WbFPN2.5DN200型电动平板闸阀(平行闸板阀)主要由电动执行机构、阀体、阀盖、阀杆、阀板、浮动式阀座等组成，阀座与阀板为双向密封，对管线介质清洁度要求较高。Z9B43WbFPN2.5DN200型电动平板闸阀压力等级不高但故障率较高，影响调控中心正常的输油计划执行。而且运行中若阀门不能及时操作，管线压力有可能超压造成其他设备故障和跑油，安全隐患较大。其中阀座与阀板结合面、阀座与阀体结合面两个位置是故障多发点。

　　(1)阀座与阀板的结合面加工有Φ200mm×8mm的密封槽，镶嵌材料为PTFE(增强型聚四氟乙烯)的密封圈，可与阀板工作面进行有效贴合，使阀座与阀板密封，油品不泄漏。

　　(2)阀座与阀体的结合面采用O型胶圈密封，在两个进出口阀座和阀体间的弧长装有弹簧，装配时压缩弹簧，给阀座施加一定预紧力，使阀门进出口阀座与阀板达到双向密封作用。

2、故障及分析

　　一般对于电动平板闸阀故障，在排除电气线路和电动头机械问题后，通常是先打开阀门排污丝堵进行排污处理，通过观察阀腔内部杂质堵塞情况，对阀门内部故障进行初步分析，根据经验，故障现象多为阀板被卡和阀座位移。

　　例1阀位号512的电动平板闸阀(输油站内流量计后置阀)关闭时，至限位行程11%就不能继续下行。

　　故障分析观察阀门电动头指示正常，显示屏没有报警符号，调度室远程操作阀门时能100%全开。将电动头控制开关由远程控制改为就地控制后，使用手动关闭，手轮扭矩较大，没有明显效果，未再强制扳动。根据阀板被卡位置，初步判断阀腔内有异物卡在阀板行程11%位置。512号阀前管线未安装过滤器，按照工艺要求，运行时阀门必须处于开启状态。而长期运行管线油品中的铁锈、油砂经过阀门时沉淀在阀腔，需要关闭阀门时，操作工未及时进行排污(阀腔内杂质多少现场不好判断，且排污丝堵不宜经常拆卸)，导致杂质越积越多。在操作阀门关闭时，阀板底部限位块(导向块)逐渐压缩杂质，有一部分杂质在阀腔内被压缩成饼状不再流动。阀门无法关闭时，电动头行程指示仪指示就是阀板位置在1%～99%(全关状态为00%，全开为100%)。当阀腔空间被铁锈等杂质填满时，密闭阀腔中的杂质和污油受高温的影响会膨胀，压力升高。阀板在升降过程中，阀座与阀体间的弹簧会有轻微的伸缩现象，杂质逐渐渗入与阀座接触的弹簧之间，粘附在阀体和阀座结合面上。由于阀座受介质压力影响，相对于阀板会做自密封调整，在阀板提升至全开状态时，阀板限位大约在阀座直径的1/2位置，阀座密封弹簧受阀板移动，呈现不均匀的受力状态，阀座和阀体之间间隙增加。粘附在阀座和阀体结合面上的杂质，在弹簧做伸缩运动中逐渐填满阀座和阀体结合面的间隙，弹簧伸缩量被减少，阀座被弹出后不能复位。两个阀座在阀体中呈V字型状态，上面大、下面小。在阀板关闭至PTFE密封圈最小位置时被卡住，镶在阀座的密封圈被划坏，造成阀门关闭不到位。

　　例2阀位号521的电动平板闸阀(输油站内流量计前置阀)，手动和远控均不能启闭，电动头指示限位行程在4%～6%游动。

　　故障分析观察阀门电动头指示正常，判断是阀板被牢固的卡死在滑道内，在操作电动头时只是电动头内部蜗轮蜗杆在4%～6%空转，实际阀杆未动作。电动平板闸阀出现不能启闭的情况，表明阀门内部损坏情况已经较为严重，必须解体阀门，进行全面检查维修。阀腔内杂质较多时，阀座在阀体中位置出现位移成V字形状态。而操作工不清楚内部情况，反复动作阀门，导致阀板导向部分的大面积镀铬层划伤，阀板被划出沟槽而损坏，阀座PTFE密封圈损坏，金属面出现拉毛。杂质粘附在阀板上进入阀板滑道，增加滑道和阀板的摩擦力，电动头带动阀杆和阀板做上下运动，负荷增加后电动头的蜗轮明显发出吃力的旋转声，当两侧滑道内的摩擦力失去平衡后，阀板摩擦力小的一侧轻微向上倾斜，阀杆在非正常受力下倾斜或晃动，与阀盖和密封压兰产生摩擦，很容易划伤阀杆。阀杆提升力超出设定值，电动头扭矩保护开启停止运转，阀板则被卡死在滑道内不动作。

3、处理措施

　　对故障电动平板闸阀进行排污检查，清理阀腔杂质，排除轻微故障，使其恢复正常使用功能。若阀门出现关闭不到位或无法启闭的现象，需要联系调度安排维修时间。阀门确需解体检查的，维修人员在解体前需要联系厂家准备备件，主要是浮动式阀座的O型圈、弹簧、PTFE密封圈和阀盖中开面组合垫，了解同型号阀门维修技术要求。

　　维修人员将阀门线路和联锁解除，解体管线法兰螺栓，安装盲板后将电动平板闸阀运至维修区域进行解体检查。先将电动头与阀门拆卸分离，将阀门放在操作台上，清洁阀杆外漏丝杠部分和密封面位置，在阀杆上喷少许润滑油润滑，避免阀杆密封件在取出时被划伤。松开密封压盖螺栓，使密封件不再承受压力，松开电动平板闸阀阀盖的中法兰螺栓，用吊链将阀盖和密封件一起水平缓慢的从阀杆顶部取出，打开阀门排污丝堵，用清水冲洗阀门内部，检查阀板滑道内清洁度和阀板倾斜情况。

　　清洗干净阀腔后，用铜棒敲击阀板，调整阀板至滑道中间位置。预制一对用钢板焊接的Z字形支架，在阀板燕尾槽和阀杆连接块位置安装两个Z字形拉升支架，一端挂住阀杆连接块，在阀门中法兰密封面位置(密封面做好防护，防止划伤)，各放置一台3t千斤顶，支撑Z字形支架的另一端。

　　(1)检查浮动式阀座的位移情况，测量阀座安装工艺槽的宽度(8mm)，工艺槽至进出口法兰的直线距离(240mm)。加工M24的特制外圆螺母，厚度为6mm，用M24×400mm丝杠配合，制作成一套拉伸器。在进出口阀座工艺槽内各安装4个拉伸器，压缩阀座与阀体间隙，减少阀座对阀板的推力。这时两人同时操作千斤顶，将Z字形支架连同阀板、阀杆一起顶出阀腔，即可将阀板取出检查。

　　(2)松开拉伸器，拆下阀座，清洗结合面杂质，检查阀座部分的损坏情况。

　　(3)清洗阀座、阀板和阀腔内部。

　　(4)安装时只要将阀座的4个拉伸器均匀拉紧，测量两阀座密封圈之间的间隙，确认与阀板厚度的配合公差为过渡配合时，在阀板密封面涂润滑油即可轻松回装。回装顺序与拆卸相反。

　　现场维修的电动平板闸阀阀板镀铬层大面积脱落，阀板被划出长约3mm的两条划痕，延伸至阀板底部，有凸出的铁屑，致使阀门不能开启。阀座与阀体之间由于存在杂质，阀座出现位移，在阀座和阀体结合面的管口下方，弹簧周围粘附约2mm厚的油泥，而上方比较干净，说明阀座的O型密封圈已经被杂质挤压形成泄露，失去全面密封的效果。阀座成V字形牢牢夹住阀板，致使阀门无法关闭。两个阀座镶嵌的密封圈缺损严重不能使用，阀座下部金属面划伤，研磨修复后可继续使用。维修人员现场对阀板的划痕进行粘合剂修补，研磨处理。凸出部分使用锉刀修复，经研磨处理使其接近原来的光洁度。但是阀板镀铬层手工无法修复，小面积镀铬费用、条件不允许，为争取尽早投产，研磨和修复阀板和阀座可达到使用条件。阀座的增强型聚四氟密封圈已经磨损报废，需要更换新PTFE材料，机床加工密封面凸出阀座0.25mm即可，加工完成后用研磨台对密封面进行精研找平。

　　经过检修处理后，进行手动试操作，开关顺畅后重新设置阀门的开关限位，多次操作均正常。进行合理化改进，将排污丝堵更换成对丝—小球阀—导流管—丝堵结构，符合压力等级要求和使用条件，既经济又方便，可以在操作工操作阀门前进行排污，避免堵塞严重后再处理。