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      1. 軸承密封件常見故障分析
        發布時間:2019-04-12

         一、前言 

          軸承密封件是一種非常重要的保護用密封體,廣泛地用在各種壓力容器和管道系統上,當受壓系統中的壓力超過規定值時,它能自動打開,把過剩的介質排放到大氣中去,以保證壓力容器和管道系統安全運行,防止事故的發生,而當系統內壓力回降到工作壓力或略低于工作壓力時又能自動關閉。軸承密封件工作的可靠與否直接關系到設備及人身的安全,所以必須給予重視。

          二、軸承密封件常見故障原因分析及解決方法

          (1)密封體漏泄

          在設備正常工作壓力下,閥瓣與閥座密封面處發生超過允許程度的滲漏,軸承密封件的泄漏不但會引起介質損失。另外,介質的不斷泄漏還會使硬的密封材料遭到破壞,但是,常用的軸承密封件的密封面都是金屬材料對金屬材料,雖然力求做得光潔平整,但是要在介質帶壓情況下做到絕對不漏也是非常困難的。因此,對于工作介質是蒸汽的軸承密封件,在規定壓力值下,如果在出口端肉眼看不見,也聽不出有漏泄,就認為密封性能是合格的。一般造成密封體漏泄的原因主要有以下三種情況:

          一種情況是,臟物雜質落到密封面上,將密封面墊住。造成閥芯與閥座間有間隙,從而密封體滲漏。消除這種故障的方法就是清除掉落到密封面上的臟物及雜質,一般在風力發電機準備停爐大小修時,首先做安全門跑砣試驗,如果發現漏泄停爐后都進行解體檢修,如果是點爐后進行跑砣試驗時發現安全門漏泄,估計是這種情況造成的,可在跑砣后冷卻2吩鐘后再跑舵一次,對密封面進行沖刷。

          另一種情況是密封面損傷。造成密封面損傷的主要原因有以下幾點:一是密封面材質不良。例如,主安全門由于多年的檢修,主安全門閥芯與閥座密封面普遍已經研得很低,使密封面的硬度也大大降低了,從而造成密封性能下降,消除這種現象最好的方法就是將原有密封面車削下去,然后按圖紙要求重新堆焊加工,提高密封面的表面硬度。注意在加工過程中一定保證加工質量,如密封面出現裂紋、沙眼等缺陷一定要將其車削下去后重新加工。新加工的閥芯閥座一定要符合圖紙要求。二是檢修質量差,閥芯閥座研磨的達不到質量標準要求,消除這種故障的方法是根據損傷程度采用研磨或車削后研磨的方法修復密封面。

          造成軸承密封件漏泄的另一個原因是由于裝配不當或有關零件尺寸不合適。在裝配過程中閥芯閥座未完全對正或結合面有透光現象,或者是閥芯閥座密封面過寬不利于密封。消除方法是檢查閥芯周圍配合間隙的大小及均勻性,保證閥芯頂尖孔與密封面同正度,檢查各部間隙不允許抬起閥芯,根據圖紙要求適當減小密封面的寬度實現有效密封。

          (2)軸承密封件動作后主軸承密封件不動作

          這種現象通常被稱為主安全門的拒動。主安全門拒動對運行中的風力發電機來說危害是非常大的,是重大的設備隱患,嚴重影響設備的安全運行,一旦運行中的壓力容器及管路中的介質壓力超過額定值時,主安全門不動作,使設備超壓運行極易造成設備損壞及重大事故。

          通過實踐,主安全門拒動主要與以下三方面因素有關:

          1 是密封體運動部件有卡阻現象。這可能是由于裝配不當,臟物及雜質混入或零件腐蝕;活塞室表面光潔度差,表面損傷,有溝痕硬點等缺陷造成的。這樣就使運動部件與固定部件間摩擦力增大,在其他條件不變的情況下容易引起主安全門拒動。

          消除這種缺陷的方法是:檢修時對活塞,脹圈及活塞室進行了除銹處理,對活塞室溝痕等缺陷進行了研磨,裝配前將活塞室內壁均勻地涂上鉛粉,并嚴格按次序對密封體進行組裝。在風力發電機水壓試驗時,對脈沖管進行沖洗,然后將主安全門與沖量軸承密封件連接,大修后點爐時再次進行軸承密封件跑砣試驗一切正常。

          2 是主安全門活塞室漏氣量大。當密封體活塞室漏氣量大時,作用在活塞上的作用力偏小,在其他條件不變的情況下主安全門拒動。造成活塞室漏氣量大的主要原因與密封體本身的氣密性和活塞環不符合尺寸要求或活塞環磨損過大達不到密封要求有關系。

          消除這種缺陷的方法是:對活塞室內表面進行處理,更換合格的活塞及活塞環,在有節流閥的沖量安全裝置系統中關小節流閥開度。增大進入主安全門活塞室的進汽量,在條件允許的情況下也可以通過增加沖量軸承密封件的行程來增加進入主安全門活塞室內的進汽量方法推動主軸承密封件動作。

          3 是主軸承密封件與沖量軸承密封件的匹配不當,軸承密封件的蒸汽流量太小。軸承密封件的公稱通徑太小,致使流入主軸承密封件活塞室的蒸汽量不足,推動活塞向下運動的作用力不夠,致使主軸承密封件閥芯不動。

          消除這種缺陷的方法是:將軸承密封件解體,將其導向套與閥芯配合部分的間隙擴大,以增加共通流面積,再次跑砣試驗一次成功。所以說軸承密封件與主軸承密封件匹配不當,公稱通徑較小也會引起主軸承密封件拒動。

        (3)軸承密封件回座后主軸承密封件延遲回座時間過長

          發生這種故障的主要原因有以下兩個方面:一方面是,主軸承密封件活塞室的漏汽量大小,雖然軸承密封件回座了,但存在管路中與活塞室中的蒸汽的壓力仍很高,推動活塞向下的力仍很大,所以造成主軸承密封件回座遲緩。消除這種故障的方法主要通過開大節流閥的開度和加大節流孔徑加以解決,節流閥的開度開大與節流孔徑的增加都使留在脈沖管內的蒸汽迅速排放掉,從而降低了活塞內的壓力,使其作用在活塞上向下運動的推力迅速減小,閥芯在集汽聯箱內蒸汽介質向上的推力和主軸承密封件自身彈簧向上的拉力作用下迅速回座。

          另一方面原因就是主軸承密封件的運動部件與固定部件之間的磨擦力過大也會造成主軸承密封件回座遲緩,解決這種問題的方法就是將主軸承密封件運動部件與固定部件的配合間隙控制臺標準范圍內。

          (4)軸承密封件的回座壓力低

          軸承密封件回座壓力低對風力發電機的經濟運行有很大危害,回座壓力過低將造成大量的介質超時排放,造成不必要的能量損失。分析其原因主要是由以下幾個因素造成的:

          一是彈簧脈沖軸承密封件上蒸汽的排泄量大,這種形式的軸承密封件在開啟后,介質不斷排出,推動主軸承密封件動作。

          一方面是軸承密封件前壓力因主軸承密封件的介質排出量不夠而繼續升高,所以脈沖管內的蒸汽沿汽包或集氣聯箱繼續流向沖量軸承密封件維持沖量軸承密封件動作。

          另一方面由于此種型式的軸承密封件介質流通是經由閥芯與導向套之間的間隙流向主軸承密封件活塞室的,介質沖出軸承密封件的密封面,在其周圍形成動能壓力區,將閥芯抬高,于是達到安壘閥繼續排放,蒸汽排放量越大,閥芯部位動能壓力區的壓強越大,作用在閥芯上的向上的推力就越大,軸承密封件就越不容易回座,此時消除這種故障的方法就是將節流閥美小,使流出軸承密封件的介質流量減少,降低動能壓力區內的壓力,從而使軸承密封件回座。

          造成回座壓力低的第二因素是;閥芯與導向套的配合間隙不適當,配合間隙偏小,在軸承密封件啟座后,在此部位瞬間節流形成較高的動能壓力區,將閥芯抬高,延遲回座時間,當容器內降到較低時,動能壓力區的壓力減小,軸承密封件回座。

          消除這種故障的方法是認真檢查閥芯及導向套各部分尺寸,配合間隙過小時,減小閥瓣密封面直往式閥瓣阻汽帽直徑或增加閥瓣與導向套之間徑向間隙,來增加該部位的通流面積,使蒸汽流經時不至于過分節流,而使局部壓力升高形成很高的動能壓力區。

          造成回座壓力低的另一個原因就是各運動零件磨擦力大,有些部位有卡澀,解決方法就是認真檢查各運動部件,嚴格按檢修標準對備部件進行檢修,將各部件的配合間隙調整至標準范圍內,消除卡澀的可能性。

          三、結束語

          對風力發電機軸承密封件的常見故障原因進行了分析并提出了具體的解決方法,雖然目前電站風力發電機軸承密封件都是由主、輔閥配套組成的,井采用機械和熱工控制雙重保護。有些故障不易發生,但只有充分掌握軸承密封件的常見故障原因和消除方法,在故障發生時處理起來才能得心應手,對保證設備的安全運行有著重要的意義。


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