1.动画揭示电磁阀工作原理，附电磁阀常见故障及解决办法

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电磁阀相信大家都不陌生：

它是用来控制流体的自动化基础元件，属于执行器，并不限于液压、气动。不同的电磁阀在控制系统的不同位置发挥作用，最常用的是单向阀、安全阀、方向控制阀、速度调节阀等。

下面这个原理和上面的动图大同小异：

关于电磁阀的分类和更细致的原理解释咱们就不赘述了，因为咱们前段时间已经分享过了，没有看到的读者，可以点击这篇文章开始的第一个动图，可以跳转到之前分享的内容。

接下来分享：电磁阀常见故障及解决办法。

怎么处理电磁阀的故障？

电磁阀线圈的额定电压有DC12V、DC24V、AC24V(50/60Hz)、AC110V(50/60Hz)、AC220V(50/60Hz)、AC380V(50/60Hz)。

一般在电气设计时要么采用AC220V(不需加装开关电源，成本低、线路简单而便于维护)、要么采用DC24V(常用的的安全电压、开关电源/电磁阀线圈都易于维修更换)。

检测电磁阀好坏的方法

先给电磁阀通上被控制的介质(带压力的液体、气体<空气>，压力值为电磁阀使用压力范围的中间值)，再给电磁阀线圈通电，如果被控制介质有从通到断或从断到通的状态的变化，那么电磁阀就是好的，否则就是有问题的。

电磁阀常见故障有？

1、线圈短路或断路：

检测方法：先用万用表测量其通断，阻值趋近于零或无穷大，那说明线圈短路或断路。如果测量其阻值正常(大概是几十欧)，还不能说明线圈一定是好的(我有一次测得一个电磁阀线圈阻值大概50欧姆，但电磁阀无法动作，更换该线圈后一切正常)，请进行如下最终测试：找一个小螺丝刀放在穿于电磁阀线圈中的金属杆的附近，然后给电磁阀通电，如果感觉到有磁性，那么电磁阀线圈是好的，否则是坏的。

处理方法：更换电磁阀线圈。

2、插头/插座有问题：

故障现象：如果电磁阀是有插头/插座的那种，有可能出现插座的金属簧片问题(笔者就碰到过)、插头上接线的问题(比如将电源线接到接地线上去了)等原因无法将电源送到线圈中。最好养成一个习惯：插头插在插座上之后把固定螺丝拧上，线圈上在阀芯杆之后把固定螺母拧上。

如果电磁阀线圈的插头配备有发光二极管电源指示灯，那么采用DC电源驱动电磁阀时即行就要接对，否则指示灯不会亮。另外，不要将不同电压等级的带发光二级管电源指示的电源插头调换使用，这样会导致发光二极管被烧毁/电源(换用低电压等级的插头)出现短路或发光二极管发光很微弱(换用高电压等级的插头)。

如果不带电源指示灯，电磁阀线圈是不用区分极性的(不象线圈电压为直流的晶体管时间继电器以及线圈上并联有二极管/电阻泄漏回路的线圈电压为直流的中间继电器<这种中间继电器以原装小日本的居多>，需要区分极性)。

处理方法：修正接线错误、修复或更换插头、插座。

3、阀芯问题：

故障现象1：在电磁阀所通介质压力正常的情况下，按下电磁阀红色的手动按钮，电磁阀都没有任何反应(压力介质没有出现通断的变化)，说明阀芯一定是坏的。

处理方法：检查介质是否存在问题，如压缩空气内是否有很多积水(有时候油水分离器起的作用不是很大，特别是当管路设计不良时通到电磁阀的压缩空气会有很多积水)、所通液体介质是否有很多杂质。然后清除电磁阀及管路中的积水或杂质。如果再不行，请维修(如果你有时间有耐心而且有必要的话@_@)或更换阀芯，或者干脆把整个电磁阀全部换掉。

故障现象2：经过检查，线圈是原配线圈而且线圈通电时磁性正常，但电磁阀依然不动作(这时电磁阀手动按钮的功能有可能是正常的)，说明阀芯是坏的。

处理方法：请维修或更换阀芯，或者干脆把整个电磁阀全部换掉。

至于电磁阀阀体的维修，因为种类太多，那么多种的维修方法俺也说不了很多，这里就不再赘述了。

电磁阀故障与排除

一、电磁阀通电后不工作

检查电源接线是否不良→重新接线和接插件的连接

检查电源电压是否在±工作范围-→调致正常位置范围

线圈是否脱焊→重新焊接

线圈短路→更换线圈

工作压差是否不合适→调整压差→或更换相称的电磁阀

流体温度过高→更换相称的电磁阀

有杂质使电磁阀的主阀芯和动铁芯卡死→进行清洗,如有密封损坏应更换密封并安装过滤器

液体粘度太大,频率太高和寿命已到→更换产品

二、电磁阀不能关闭

主阀芯或铁动芯的密封件已损坏→更换密封件

流体温度、粘度是否过高→更换对口的电磁阀

有杂质进入电磁阀产阀芯或动铁芯→进行清洗

弹簧寿命已到或变形→更换

节流孔平衡孔堵塞→及时清洗

工作频率太高或寿命已到→改选产品或更新产品

三、其它情况

内泄漏→检查密封件是否损坏,弹簧是否装配不良

外泄漏→连接处松动或密封件已坏→紧螺丝或更换密封件

通电时有噪声→头子上坚固件松动,拧紧。电压波动不在允许范围内，调整好电压。铁芯吸合面杂质或不平，及时清洗或更换。

现场快速判断电磁阀好坏方法

一、首先检查是不是电磁阀电磁线圈故障?

在DCS上给二位阀给开或者关的信号，然后看电磁阀是否得失电，一般在现场听声音即可。若听不到，那线圈肯定是有问题，至于电磁阀本身是不是有问题?(下面解释)

如果电磁线圈问题，首先检查接线，看是不是有虚接，或者有短路现象，如果线路上没问题就是电磁阀线圈烧坏，可拆下电磁阀的接线，用万用表测量，如果开路，则电磁阀线圈烧坏。原因有线圈受潮，引起绝缘不好而漏磁，造成线圈内电流过大而烧毁，因此要防止雨水进入电磁阀。此外，弹簧过硬，反作用力过大，线圈匝数太少，吸力不够也可使得线圈烧毁。

二、若线圈是好的，那就是电磁阀本身的问题。

一般可以在手动调节处用一字起由1调到0位置，使阀打开，若是能打开就说明的确是线圈的问题，换个线圈就可以了，若打不开，就拆电磁阀，看是不是阀芯卡住，或者是有杂粒堵，清洗正确应该用CCL4，但是考虑到现场没有条件的话，可以用汽油，实在没有用水也可以，清洗后可以用现场仪表气进行吹干，拆时务必记好各部件的顺序，不注意的话，装的时候很容易出错，顺序记错就算你清洗好电磁阀，即使电磁阀已经通了也还是打不开的！

参考资料：

[1]技成培训：电磁阀常见故障及解决办法

[2]直观学机械：高清动画你揭示电磁阀工作原理，原来是这样子

[3]爱泽工业:日电磁阀的基本原理

2.干货 | 反渗透故障分析和解决方案

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反渗透系统的故障现象主要有三类：透水量减少、盐透过率增大(脱盐率下降)、压降增大，但造成这些故障的原因很多，应尽量从这些故障现象中找出问题的实质，从而尽快实施检修和维持等对策。

反渗透系统运行故障分析及解决方案主要从四个方面进行：

1、引起反渗透故障的外部因素；

2、反渗透装置常见故障；

3、反渗透系统常见故障分析；

4、反渗透系统常见故障解决方案。

01

引起故障的外部因素

1、由进水水质变化引起的反渗透故障

◆ 进水水质变化；

◆ 预处理系统无法得到优化。

2、由预处理引起的反渗透故障

◆ 多介质过滤器滤料乱层或偏流；

◆ 缓冲水箱细菌、微生物繁殖严重；

◆ 活性炭过滤器滤料粉化或微生物繁殖严重。

3、由保安过滤器引起的反渗透故障

◆ 保安过滤器直径偏小；

◆ 滤芯质量较差，过滤精度达不到要求；

◆ 滤芯压不紧，且易变形。

4、由阻垢剂加药系统引起的反渗透故障

◆ 阻垢剂的性能与水质不匹配；

◆ 阻垢剂计量泵的性能不可靠；

◆ 阻垢剂的过度稀释及药箱污染严重；

◆ 阻垢剂加药产生偏流。

5、由其它加药系统引起的反渗透故障

◆ 不适宜的絮凝剂带来膜元件污染；

◆ 氧化剂过量投加引起膜元件被氧化；

◆ 还原剂过量投加引起膜元件严重污堵。

6、由仪器仪表引起的反渗透故障

◆ 浓水流量显示偏大（实际较小）引起反渗透回收率过高产生结垢；

◆ 浓水流量显示偏小（实际较大）引起反渗透回收率过低产生过大压差；

◆ 流量读数波动引起系统判断失误。

02

反渗透装置常见故障

1、在初始设计时选择高压泵的扬程偏低，在温度或进水水质发生变化时引起产水量达不到设计要求；

2、膜元件被氧化引起水通量增加及产水水质下降；

3、盐水密封圈倒置引起实际回收率过高而产生结垢及水质下降现象；

4、盐水密封圈破损引起实际回收率过高而产生结垢即水质下降现象；

5、O型圈破损引起产水水质下降；

6、新旧膜元件、不同类型的膜元件的混合使用引起系统性能下降；

7、压力容器浓水止推环与浓水出口重叠或部分重叠引起回收率过高而产生结垢现象；

8、压力容器长度偏大引起浓水泄漏到产水侧使产水水质下降；

9、无段间压力表无法可靠地分析与判断反渗透运行情况；

10、较大的压差使膜元件产生望远镜效应而损坏；

11、产水背压的提高引起产水量的下降；

12、反渗透排列不合理引起局部膜元件水通量增加，污染速度加快；

13、反渗透回收率设计不合理，膜元件数量偏小；

14、颗粒性污染使膜元件产生较为严重的机械污堵，一段压差偏大，产水量及水质变差；

15、系统停运引起污染物沉积及细菌、微生物污染；

16、铸铁底座高压泵串联在化学清洗系统管路中；

······

03

反渗透常见故障分析

1、阻垢剂加药系统故障

阻垢剂药剂的选型有三个关键点：

◆ 原水详细水质分析——详细的水质分析是前提；

◆ 反渗透系统情况——温度、回收率、排列方式、产水量等；

◆ 利用专用计算机模拟加药软件，可以具体分析系统工况及进水水质情况，结合药剂性能，提供性价比最优的药剂选型。

计算机模拟加药软件

三个关键点把握不好就会产生严重的后果：

1.药剂类型不匹配引起反渗透结垢；

2.投加量偏小引起反渗透系统结垢；

3.投加量偏大引起费用增加。

2、阻垢剂的稀释及投加故障

◆ 过度稀释易使阻垢剂受到细菌、微生物的污染造成反渗透系统结垢；

◆ 阻垢剂计量泵选型错误，出口压力低于预处理产水压力，使得加药不足引起反渗透结垢；

◆ 阻垢剂计量泵错误安装使得阻垢剂加药量不足，引起反渗透系统结垢；

弯管道内存在着气泡时则使得阻垢剂不能可靠投加

3、阻垢剂的混合故障

◆ 阻垢剂的混合不均匀会使反渗透产生轻微/严重结垢现象；

在两套或多套并列运行且阻垢剂采用母管投加时极易出现

4、反渗透装置故障

反渗透装置故障一般可以从三个方面来进行分析

◆ 系统设计关节

◆ 安装调试环节

◆ 运行维护环节

（1）系统设计环节

◆ 原水水质及特殊离子——水质全分析及特殊离子如铁、锰、硅；

◆ 水温——根据实际运行水温进行设计计算；

◆ 回收率——根据膜元件排列方式确定最佳回收率，防止个别膜元件水通量超标；

◆ 膜元件数量——保证每支膜元件平均产水量小于1吨/小时；

◆ 产水背压——根据产水输送情况适当计算产水背压；

◆ 运行年限——最少要模拟3年的运行年限来确保高压泵选型的可靠及富裕，使得反渗透的运行年限能得到延长。

忽视6个关键点则容易产生比较严重的故障及不良影响

1.随着反渗透运行年限的延长，水温的变化，高压泵达到满负荷出力时产水量仍然达不到初始设计值；

2.产水侧较高的压力使得高压泵达到满负荷出力时，产水量仍然达不到初始设计值；

3.反渗透配置的膜元件数量少，使得随着运行年限的延长，要更高的进水压力才能保持一个稳定的产水量；

4.反渗透回收率超出正常值，污染的速度加快。

（2）安装调试环节

◆ 保安过滤器——严格把握保安过滤器滤芯安装的严密性及得到压实；

◆ 仪器仪表——流量探头应保持入口1.5米，出口1米，同事配备鞍形探头底座；

◆ 冲洗管道系统——冲洗系统管道时将保安过滤器的滤芯安装上，防止大颗粒物质沉积在反渗透装置及其相关管道上；

◆ 膜安装——膜元件安装时要用医用甘油，尽量避免使用洗涤灵等润滑物质；

◆ 阻垢剂投加——初始调试时要保证阻垢剂等药剂的正常投加，防止调试时间延长后膜元件产生污染结垢现象；

◆ 盐水密封圈——安装膜元件时要检查盐水密封圈的安装方向；

◆ 污染指数SDI——测试系统进水SDI值保持在3以内。

忽视7个关键点则容易产生比较严重的故障及不良影响

1.严重的机械污堵，特别是膜元件易被尖锐的杂质划伤；

2.流量计读数不稳定，无法起到监控作用；

3.O型圈和盐水密封圈出现磨损，产生产水水质下降及回收率偏高等现象；

4.较大的压差使得膜元件产生望远镜效应，包括因结垢、污堵产生的一段压差异常。

（3）运行维护环节

◆ 仪器仪表——流量仪表的定期校验以及探头定期清洗；

◆ 压力表——压力表的定期校验；

◆ 压力容器——压力容器端板的正确拆卸及安装；

◆ 浓水止推环——浓水止推环的正确放置；

◆ 运行数据上限——确定运行参数的上限如段间压力差，在达到上限的时候进行及时处理；

◆ 人工清洗——对严重的机械污堵，应防止用过强的水柱进行冲洗。

忽视6个关键点则容易产生比较严重的故障及不良影响

1.盐水密封圈装反产生高回收率状况；

2.压力容器止推环与浓水出口重叠或部分重叠，产生高回收率运行；

3.新旧膜元件或不同类型的膜元件的混合使用加剧了污染的速度；

4.流量计显示偏大或偏小，影响系统回收率的调节；

5.过大的压差使膜元件被机械压裂，产生不可恢复的损失；

6.运行压力不准确极易使系统处于超负荷运行状态，污染速度加快。

5、化学清洗及杀菌

化学清洗维护是反渗透系统在性能下降后得以恢复的根本手段，因此无论从清洗原则上还是清洗流程中，都必须与现场实际情况相匹配。

除了具备一个号的清洗方案之外，较为完善的清洗系统也是反渗透系统性能能够得到恢复的关键。

（1）化学清洗原则

◆ 多段系统在污染不严重时可串联清洗；

◆ 多段系统在污染严重时必须分段清洗；

◆ 清洗液浊度过高时需重新配药进行清洗；

◆ 清洗初始过程中，应排放部分浓水以防止清洗液被稀释；

（2）化学清洗系统必备的8个功能

◆ 加热——电加热、蒸汽加热或热水混合加热

◆ 药剂循环管道——通过自身药剂循环使得药剂在混合均匀后再进入反渗透装置；

◆ 清洗流量计——观察清洗流量的变化进行实时调整清洗操作；

◆ 清洗压力——观察清洗压力的变化进行实时调整清洗操作；

◆ 清洗泵及扬程——最少要保证每只容器9吨/小时的清洗流量（按照一段压力容器数量乘以9计算）加热；

◆ 清洗管道——较为富裕的化学清洗管道管径，保证小于2m/S的流速；

◆ 清洗药箱——较为富余的清洗容积；

◆ 清洗保安过滤器——防止污染物在清洗中转移造成更为严重的污堵。

04

反渗透故障解决方案

故障位置

故障现象

解决方案

COD

进水COD偏高

改善预处理性能及投加絮凝剂

SDI

SDI值严重不合格

改善预处理性能及投加絮凝剂

反渗透

无段间压力表使得反渗透的故障不能得到可靠的分析及判断

重新安装反渗透段间压力表

反渗透

较大的压差使得膜元件产生望远镜效应而被压裂

在压差达到上限时进行清洗处理

反渗透

产水背压的提高引起产水量下降

提高进水压力或降低产水背压

反渗透

反渗透排列不合理引起局部膜水通量增加而产生较快污染

更改反渗透排列方式

反渗透

反渗透回收率设计不合理

降低回收率或进行浓水循环

高压泵

低扬程高压泵引起产水量下降

并列安装小流量高扬程高压泵

化学清洗

清洗系统无加热

增加加热如蒸汽、电或热水混合

化学清洗

清洗系统无压力表

安装压力表

化学清洗

清洗系统无流量计

安装流量计

化学清洗

清洗系统无保安过滤器

安装保安过滤器

化学清洗

不适宜的化学清洗方法使反渗透系统性能下降

调整清洗方法/咨询Ochemate公司

化学清洗

不适宜的化学清洗剂使反渗透系统性能下降

选用Ochemate CLN系列清洗剂

壳

压力容器延长使得盐透过率增加

增加膜之间的垫环

膜元件

盐水密封圈装反引起回收率升高

正确安装盐水密封圈

膜元件

盐水密封圈破损引起回收率升高

更换盐水密封圈

膜元件

O型圈破损，盐透过率增加

更换O型圈

膜元件

新膜旧膜混合使用引起局部通量过大污染过快

更换旧膜或不同类型膜元件

膜元件

膜元件被氧化引起盐透过率增加

更换膜元件

膜元件

颗粒性机械污堵及划伤

冲洗膜元件或更换膜元件

系统杀菌

不适宜的杀菌剂使得反渗透污染加剧

选用Ochemate TBC系列杀菌剂

压力容器

浓水止推环与压力容器出水口不通畅

正确盐水止推环

药剂

化学品PCA、NaHSO3、阻垢剂的过量投加

核定药剂投加量

仪表

浓水流量计显示偏大引起高回收率而产生结垢

调整仪表或咨询Ochemate工程师

仪表

浓水流量计显示偏小引起低回收率产生压差过大

调整仪表或咨询Ochemate工程师

预处理

多介质频繁反洗或级配不合理引起过滤效果变差

更新滤料

预处理

保安过滤器泄漏引起的污堵

改进安装滤芯

预处理

缓冲水箱细菌、微生物繁殖严重

定期进行杀菌

预处理

CMF、UF膜丝断裂

用胶堵塞泄漏点或更换膜

预处理

活性炭过滤器滤料粉化

更换滤料

预处理

活性炭过滤器细菌、微生物繁殖严重

热碱或蒸汽杀菌

阻垢剂

阻垢剂的投加混合不均匀引起反渗透的结垢

分路投加

阻垢剂

阻垢剂计量箱过度污染

定期清洗计量箱

阻垢剂

不适宜的阻垢剂不能很好地控制LSI指数引起结垢

选用Ochemate 系列阻垢剂

阻垢剂

阻垢剂的过度稀释引起性能降低造成系统结垢

降低稀释倍数或更换量程小的计量泵

一个反渗透系统的设计、运行及维护管理，必须要关注细节，将出现的或有可能出现的问题及时加以分析与解决，才能从根本上保证反渗透系统的长期安全稳定运行，在提高运行效能的同时，最大限度地降低系统消耗，节约运行成本开支。

3.泵断轴的10个常见因素，你都知道吗？

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许多泵用户错误地指责轴断裂时轴材料的选择，认为他们需要更坚固的轴。但选择这条“越强越好”的道路往往是治标不治本。轴故障问题可能发生的频率较低，但根本原因仍然存在。

对于制造商或者用户来说，另外一个因素是悬臂式泵中的轴挠性系ISF=L3/D4

它表示泵在偏离设计点（最佳效率点或BEP）的情况下，轴由于径向力而会偏转（弯曲）多少。其中，D等于机械密封轴套处的轴径（mm），L为叶轮出口中心线与径向轴承之间的跨距（mm）。

图 悬臂泵转子

1. 远离BEP工作：偏离泵BEP的允许区域运行可能是导致轴故障的最常见原因。远离BEP工作会产生不平衡的径向力。轴由于径向力而产生的挠度会产生弯曲力，每转两次。例如，以3550 rpm旋转的轴将弯曲7100次/分钟。这种弯曲动态会产生轴拉伸弯曲疲劳。如果挠度的振幅（应变）足够低，大多数轴都能应对多个循环。

2. 轴弯曲：轴弯曲问题遵循与上述轴偏转相同的逻辑。从具有高标准/规格的轴直线度的制造商处购买泵和备用轴。尽职调查是审慎的。泵轴的大多数公差在0.0254mm至0.0508mm范围内，测量值为总指示器读数（TIR）。

3. 叶轮或转子不平衡：叶轮如果不平衡，泵在运行时会产生“轴窜动”。其影响与轴弯曲和/或偏斜的结果相同，即使停止泵并检查泵轴时，泵轴仍会笔直。可以说，叶轮的平衡对于低速泵和高速泵同样重要。给定时间范围内的弯曲循环次数减少，但位移的振幅（应变）（由于不平衡）保持在与较高速度系数相同的范围内。

4. 流体特性：通常，与流体特性有关的问题涉及设计用于一种（较低）粘度但承受较高粘度的流体的泵。一个例子可能很简单，选择和设计的泵可用于在95 F下泵送4号燃油，然后再用于在35 F下泵送燃油（相差约235厘泊）。比重的增加将导致类似的问题。另请注意，腐蚀将大大降低轴材料的疲劳强度。在这些环境中，具有较高耐腐蚀性的轴是一个不错的选择。

5. 变速：扭矩和速度成反比。随着泵的减速，轴扭矩增加。例如，转速为875 rpm的100hp泵所需的扭矩是转速为1,750 rpm的100 hp泵的两倍。除了整个轴的最大制动马力（BHP）限制外，用户还必须检查泵应用中每100 rpm极限所允许的BHP。

6. 误用：忽略制造商指南将导致轴问题。如果泵由发动机驱动，而不是电机或汽轮机，则许多泵轴的功率因数会降低，因为间歇性转矩与连续转矩。如果泵不是直接驱动（通过联轴器），如皮带/滑轮或链条/链轮驱动，则轴可能会明显降低。许多自吸式垃圾泵和渣浆泵设计为皮带驱动，因此几乎没有问题。按照ANSI B73.1规范制造的泵不设计为皮带驱动（除非使用千斤顶轴）。ANSI泵可以是皮带或发动机驱动，但最大允许马力大大降低。许多泵制造商提供重型轴作为可选的附件，当根本原因无法纠正时，可以解决该症状。

7. 不对中：泵和驱动器之间的不对中，即使是最轻微的不对中也会导致弯矩。通常这个问题表现为在轴断裂前轴承失效。

8. 振动：除了未对准和不平衡以外，其他问题引起的振动（例如气蚀，通过的叶片频率，临界速度和谐波）也会对轴造成应力。

9. 装配不正确：另一个原因是叶轮和联轴器安装不正确（装配和间隙不正确，无论过紧或过松）。不正确的配合可能导致磨损。轻微磨损导致疲劳破坏。未正确安装的键和/或键槽也会导致该问题。

10. 不正确的速度：根据叶轮惯性和皮带驱动器的（圆周）速度限制，存在最大泵速度（例如，通常同意ANSI泵的最大皮带速度为每分钟6,500英尺）。此外，除了增加扭矩问题外，还应注意低速操作，例如洛马金效应的损失。

4.球阀密封原理分析，抱死故障的判断排除

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球阀一般由静止件（阀体）与关闭件（球体）两部分组成，通过关闭件（球体）绕阀体中心线作 90º旋转来开启、关闭阀门。球阀可分为固定轴式和浮动轴式球阀两种，今天主要讨论固定轴式球阀的结构及其密封原理。

一、球阀密封原理分析

球阀对气体介质的密封是靠球体与阀座密封圈紧密结合形成的软密封实现的。阀座密封原理随阀座结构不同而各有差异，主要可分为双活塞效应（DPE）和下游自泄放(SR) 两种。

下游自泄放设计球阀现主要用于液体管道，因此本文主要针对在气体管道中应用较广的双活塞效应（DPE）设计球阀进行分析。

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双活塞效应 Double Piston Effect（DPE）阀座结构与密封原理分析

在以下双活塞效应（DPE）密封结构示意图中，各作用力均描述如下：

FF—阀座弹簧弹力 F△A—干线/阀腔压力对阀座作用合

FR—阀座所受合力 A—合力作用面积

由附图 2.1 与附图 2.2 可见，以双活塞效应结构（DPE）阀座为受力分析对象，干线压力与阀腔压力对阀座的作用力 FR= FF+ F△A，所受合力 FR 方向始终指向阀座，即干线与阀腔压力均使阀座密封圈向球体压紧，始终实现球阀阀座良好密封。

附图 2.1 Double Piston Effect（DPE）结构及密封原理示意图（干线压力对阀座作用力）

附图 2.2 Double Piston Effect（DPE）结构及密封原理示意图（阀腔压力对阀座作用力）

球阀两个阀座均采用双活塞效应阀座结构设计，即为双活塞效应（DPE）结构设计，它能够确保球阀两个阀座同时实现良好密封。对 Grove B-5 这类球体带有平衡孔的球阀而言，双活塞效应密封结构是必备的标准设计模式。鉴于双活塞效应结构的良好密封表现，近些年，许多阀门生产制造商都开始广泛使用类似于双密封的球阀设计结构。

在实际生产中，由于对 DPE 球阀维护不当或某些的 DPE 球阀设计规格或选取的密封圈材料不当，而这些 DPE 优良的密封设计支持下成为了导致球阀抱死主要原因之一。

二、球阀抱死故障判断与排除

球阀抱死故障判断及排除流程图

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球阀抱死故障主要原因及判断方法

步骤 1：须首先打开传动齿轮箱判断是否由传动齿轮箱内发生严重锈蚀、轴承损坏或存在异物卡阻，导致阀门无法正常操作。若判定非此原因则进入下面步骤。

步骤 2：对球阀进行排污操作，若阀腔内有气压，则可初步判断抱死原因为密封座卡阻。密封阀座正常应有0.003英寸的横向移动空间，若注入的密封脂硬化、污物杂质卡入阀座缝隙、或密封座弹簧工作不正常均可造成密封座卡阻、球阀抱死。

步骤 3：对球阀排污，若腔内无气压，则判断为由阀腔与干线压差过大导致球阀抱死。阀腔与干线压差过大时，密封座压紧球面，操作扭矩过大，球阀抱死无法正常操作。

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球阀抱死故障的排除

根据球阀密封原理、故障原因分析及球阀抱死故障实地成功排除经验，总结抱死故障排除方法如下：

（1）传动齿轮箱故障：作为预防性维护，须每年定期打开齿轮箱，检查箱内传动机构润滑、防锈及部件完好情况，清理箱内污水、异物，并更换补充新鲜黄油，若轴承等部件损坏须及时更换，以确保传动机构工作状态良好，阀门操作顺畅。

（2）密封座卡阻故障：首先注入清洗液浸泡（浸泡时间可根据阀门注脂情况而定）、再经排污排出污物杂质，消除密封座卡阻；若经反复清洗、排污，阀门仍无法正常操作，可判断为密封座弹簧等部分异常，须拆卸解体阀门进行检修。

（3）阀腔与干线压差过大：一般首先注入清洗液浸泡后排污，清洗掉密封面原有密封脂，若阀门本身存在一定量内漏，则可实现阀腔与干线压力平衡；若故障仍存在，则考虑按照图 3.1 所示制作排污咀注气装置连接到球阀排污咀平衡阀腔与干线压差，消除抱死故障。这套平压装置结构简单易于制作，且效果明显，利用该套装置已成功解决我公司如大港站某厂 12〞球阀等其他多起阀门抱死故障。如图 3.1 机加连接件一端为快装接头，一端为配合排污咀接口规格的螺扣，建议工程师根据常见阀门排污咀接口规格制作一组机加连接件随时备用。

图 3.1 排污咀注气装置示意图

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野蛮操作的危害性

对无法正常操作的阀门野蛮操作能够导致：

（1）阀门传动齿轮箱受力过大，造成箱体破裂或箱内齿轮等部件形变、损坏；

（2）对密封球面造成严重划痕，导致阀门严重内漏，甚至报废；

（3）加力杆断裂或多人同时操作导致操作人员人身伤害。

为避免造成设备损伤、人员伤害和经济损失，球阀无法正常操作时切忌采取使用加力杆或多人操作等野蛮方式操作！须认真分析故障原因后妥善处理、排除故障。

三、结束语

为预防阀门抱死故障发生，提高天然气管道在用球阀的可靠性、延长阀门使用寿命，特提出如下建议和预防性维护措施：

1、改进排污咀安装方式：普通球阀的排污咀是直接安装到阀体接口上的，由于阀门可能存在内漏，当排污咀出现故障或需要向阀腔注气平压时，必须拆卸排污咀进行维修，漏入阀腔的高压介质将可能对维修作业人员带来危险。因此建议干线球阀排污咀安装推广两阀组设计方式，在排污咀前加装两个控制阀与阀体相连，控制阀后安装排污咀，以提高相关维护、检修作业的便利性与安全性。另外两阀组排污咀安装方式还可实现大口径排放，以减少渐开排污咀时产生截流冰堵的风险。如下图 4.1 所示。

图 4.1 干线球阀两阀组排污咀安装示意图

2、预防性维护：根据阀门维护及运行状况，适时适量注入新鲜润滑脂，防止润滑脂或密封脂硬化造成卡阻；定期全开/关阀门几次，由于生产等原因不能全开/关的阀门，至少要定期的活动10°至15°，重复活动几次能与全开/关阀门起到近乎同等的效果，能有效防止传动机构锈蚀和阀门抱死故障的发生。

3、定期打开传动齿轮箱检查箱内传动机构润滑、防锈及部件完好情况，清理箱内污水、异物，更换补充新鲜黄油，若轴承等部件损坏须及时更换，降低传动机构故障率。

3、作好排污记录，以便分析输气管内天然气气质和确定排污周期。