浅谈三偏心程控蝶阀执行机构的运维管理

摘  要：

偏心程控蝶阀在变压吸附制氧中有着举足轻重的作用，在当前的系统设计中，有电动、气动、液动驱动的执行机构。本次选取的执行装置为液压驱动，在大口径偏心程控蝶阀中应用较为广泛。在执行装置的日常运维中有着多重的制约因素，结合程控阀体的启闭频次，存在卡涩、密封劣化、形成不到位等诸多的隐患，因此对偏心程控蝶阀执行机构的日常运维管理研究分析是非常有必要的。

关键词： 机电设备管理；三偏心程控蝶阀；执行机构；有色冶炼；

一、程控阀执行器的工作原理

偏心程控蝶阀的液动执行装置主要电磁控制阀、换向阀、齿轮齿条传动副、单向阀、缓冲装置、中间腔体、液压油缸及其相关管路配件等组成。本次研究对象为HYC1000的液动执行机构，驱动的阀体口径为DN1200，依托液压站5.2MPa输出压力，经过电磁阀通过24V线圈指导换向阀动作，是的油缸活塞推动上下齿条相对侧直线运行，从而传递至齿轮进行圆周运动。因动作较快，线速度达19m/s，每次行程0.9s，旋转90°，间隔时间19s，循环往复运动。在长周期运行中，易出现活塞密封劣化、齿轮齿条磨损、腔体开裂、电磁阀阻塞、油缸划痕等一系列问题，需要一个统筹全面的运维方案进行日常维护管理。

二、执行器密封劣化检修规范

通知中控室办理执行器维修操作票。确认，挂牌，三方确认现场各种检修条件是否具备，液压站泄压阀处于打开状态。使用活动扳手将油缸流量调节阀关闭，并使用M8内六方拆除M10x25mm螺栓4件；拆掉油缸连接油管，并取出直径20mm密封圈；使用M41梅花扳手将油缸端盖处螺丝4个拆除，用锤子轻击端盖将其拿下，同时用接油盒接住油缸内流出的油以免流到地上污染环境；用专用工具轻轻把活塞取出，注意不要划伤缸体；使用一字螺丝刀把活塞导向环取下，检查导向环是否有划伤，如有划伤应更换新的导向环；取下活塞密封，用干净抹布把活塞上的油擦净，检查活塞是否有划伤，如有划伤应更换新的活塞；擦净油缸内油迹，检查油缸内是否有划痕或异物；把新的密封安装到活塞上，安装时不要用力过猛，以免损坏密封，安装完后检查密封与活塞接触是否均匀；然后把导向环安装到活塞上。

为使活塞顺利进入油缸内，在导向环和密封上抹上少许润滑油，安装活塞时，密封要均匀的进入缸体，安装时用铜锤轻击活塞，注意不要用力过猛，以免损坏活塞。安装到位后检查活塞在油缸内是否运行畅通，无卡涩；回装端盖，检查端盖与油缸接触面是否有异物；压紧端盖螺丝时要先紧对角的螺丝，用力要均匀，以免压偏渗油。

连接油缸油管，检查连接处垫片是否损坏，如损坏应更换与之相配的新垫片; 使用活动扳手打开油缸流量调节阀，打开后用备母把调节阀螺丝锁住，以免阀门动作时调节阀螺丝松动；检查所有检修项目与委托书是否相符，检修结果是否符合技术要求。现场6S。点检、工艺、检修三方确认，试车。

三、执行器故障处置

执行器维护后装机时已存在右下侧开裂并执行了焊接修复，后续运行中较为平稳，出现渗油情况较其他执行器相对偏低。在半年后的设备维护时，对其开展了在线齿轮齿条更换，后续运行相对正常。在两年后执行器出现了左上侧开裂，现场根据其劣化情况优先开展了焊接维护，开展特护点检，并做出了执行器更换计划，因阀体同步运行时间也相对较长，当时计划同步更换（同时安排对预更换阀体开展耐压试验）；

因申报计划的执行器暂未到货，现场在一周前完成DN1200备用执行器的密封二次更换并确保备用状态，同时安排DN1200阀体运抵检修车间开展耐压试验。在故障当天，执行器右上侧出现裂纹，因阀体耐压试验暂未完成，现场VPSA全系统运行，现场予以强化关注。

当日晚21时30分许，VPSA因压力低跳车，现场确认三偏心蝶阀执行器整体开裂。班组随即停止运行，开启液氧汽化满足氧气需求。随后点检、检修、维保人员第一时间赶到现场，经现场确认和故障分析，随即开展执行器更换，以便于第一时间开启设备供氧。在次日凌晨4：50分，在经过执行器更换、油品补充、阀体内检后，VPSA开启系统运行并恢复供氧。

执行器运行劣化分析：执行器与阀体运行时间较长，齿轮内孔存在磨损；执行器齿轮齿条运行周期偏长，运行冲击较大；执行器缓冲装置检查与试装不到位；现场计划检修时效性不足；备件的储备不足；执行器开裂源头因素分析缺失；责任意识与执行力有待提升；

运维警示，加强责任意识的提升；加强执行机构的整体维护，增加定期维护和检修计划的时效性；增加主要设备的备件储备；提升个人专业知识，加强对劣化现象的原因分析，从源头避免和及早处理；强化设备劣化维护和平稳可控性，避免侥幸心理；后续关注，今后在程控阀执行器的综合管理管控中，将做好设备数据以及运行情况的双重可控，提升状态点检和日常维护检测，做好系统的运行可控和系统设备平稳运行。对于超出20个月的程控阀执行器，通过齿轮齿条劣化排查和磨损数据监测，提升执行器运行的主观可控，避免类似现象的再次发生。

四、执行器运维优化改造

4.1程控阀执行器活塞密封部件优化改造

程控阀执行机构为VPSA主要设备部件，在液控执行器频繁启闭之间，其活塞密封磨损相对较大，使用寿命偏低；目前的执行器密封结构，在安装中普遍存在前置密封圈定位安装不到位、嵌装偏角等情况，检修效率和检修质量无法保障；密封有效密封性能偏差。运行一段时间后会出现不同程度的渗油现象，对齿轮齿条的润滑脂、现场环境等造成较大污染和影响。将密封材质由丁腈橡胶优化为聚醚聚氨酯，优化泛赛密封结构为V型嵌O型圈的高承压结构，将前置O型圈、外侧密封圈组合结构优化为星型密封圈。

密封改造后，现场运行环境得以改善；密封改造后渗油情况得以遏制并可控，设备管理质量得以大幅提升；油缸磨损情况得以避免，节约设备维护成本；密封的使用寿命得以提升，年均节约备件成本5万元；检修质量和检修效率大幅提升，安装时破损情况已全面杜绝。

4.2执行器活塞更换定位装置的设计

VPSA程控阀执行器活塞密封更换频次较多，在更换中因无定位，密封过盈安装，极易出现安装偏角，泛赛密封挤压损坏的现象，对于设备劣化处理，密封修复等存在极大不确定性，且造成一定的经济损失。自行涉及制作定位工装、导向安装，确保活塞密封一体化契合安装，提升活塞密封高效的同时，提升检修脂质量。

活塞密封安装更为高效；检修质量全面提升，避免了安装后再次泄露的情况；程控阀提的活塞安装适用范围大幅扩展，检修安全性提升；避免了活塞密封安装中的损坏，节约了经济支出，每套1200元，装机76台套；可操作性得到大幅提升。

结论

三偏心程控蝶阀作为一种先进的阀门产品，在工业生产中发挥着重要作用。加强对其执行机构的运维管理，及时发现并处理常见故障，对于保障设备的正常运行、提高生产效率具有重要意义。因此，相关企业应重视三偏心程控蝶阀的运维管理工作，建立完善的运维管理制度和操作规程，确保设备的长期稳定运行。

参考文献

[1]梁东,孟令宾.变压吸附装置程控蝶阀常见故障分析[J].氮肥与合成气, 2011, 39(001):14-15.

[2]惠军,张霏.制氢PSA液动程控阀门故障分析及维护处理[J].商品与质量, 2015, 000(036):12-12,13.

第一作者信息：

许书国，男，机修钳工高级技师，机械电气助理工程师，专科学历，毕业于山东科技大学;2005年11月至今，在阳谷祥光铜业有限公司从事设备维护及管理工作。