出口液控蝶阀无法开关原因分析

2018年4月，运行人员在对#7B循泵出口液控蝶阀进行操作时发现该阀门无法开、关，DCS页面上该阀门因超时翻黄报警，就地检查发现该液控蝶阀在开阀指令发出后开阀压力只有2MPa左右，且油动机持续运行不会停止，蓄能器压力只有14MPa左右。缺陷报修，联系厂家处理。

02、系统介绍

液控蝶阀是由PLC自动控制，液压站提供高压油，油压推动液动装置上的油缸活塞杆伸出或缩回，带动阀轴及蝶板做90°旋转来实现阀门开启和关闭，从而达到接通和截断水流的目的。

液压站靠电机带动油泵提供压力油，为蓄能器补充压力提供动力源，蓄能器中的压力油为阀门开启和关闭提供动力源；靠电磁换向阀切换供油方向控制阀门的开启或关闭；靠压力继电器来控制油泵电机动作来设定系统所需的压力值。

下图图一为液控蝶阀液压原理图

阀门开启：图一中红色线路，按动开阀按钮，电路由PLC按程序启动油泵电机，油泵开始供油，开阀电磁阀YV1得电动作，阀门开启，开至15°时，凸块靠近接近开关SQ3，其常开接点闭合，经PLC按程序，开15度继电器发讯（该信号可联动开启循环水泵）阀门继续开启开到90度时，开阀到位接近开关SQ2动作，开阀到位指示灯亮，证明阀门已在90°位置，向DCS发出开到位讯号，开阀电磁阀YV1复位，油泵在达到系统压力上限时停止工作，开阀结束。

阀门关闭：图一中蓝色线路，按动关阀按钮，电路经由PLC按程序，使电磁阀YV2、YV3得电动作，蓄能器内压力油进入关阀腔，阀门开始关闭，关至15°时，凸块靠近接近开关SQ3，联动水泵关闭，之后关阀是慢关以减小水锤，关阀到位时，关阀到位接近开关SQ3动作，关到位指示灯亮，无源触点向DCS发出关到位讯号，电磁阀复位，关阀结束。

系统补压说明：

（a）蓄能器补压：若蓄能器内压力低于14MPa，压力继电器SP1复位，启动油泵向蓄能器补压，压力升至16MPa压力继电器SP2断开，油泵停止工作，蓄能器补压结束。

（b）全开补压：当阀门处于全开位置时，如果油缸开阀腔内压力低于3MPa时，压力继电器SP3复位，其接点接通， YV1、YV3得电向油缸补压，延时5秒，补压结束。

（c）全关补压：当阀门处于全关位置时，如果油缸关阀腔内压力低于3Mpa时，压力继电器SP4复位，其接点接通， YV2、YV3得电向油缸补压，延时5秒，补压结束。

由于此次异常发生时，油泵运行状态下蓄能器压力始终在14MPa左右，无法上升至停泵压力16MPa，因此油泵持续运行不会停，油泵运行产生的热量在液压站控制柜空间内积聚，高温造成溢流阀的塑料外壳融化，如图二，说明油泵异常运行已经有很长时间。触摸油箱外壳温度很高，说明整箱油的温度都已经很高，但是在触摸蓄能器外壳时温度并不高，初步可以判断蓄能器内的油与油箱内的油没有交换过，这是不正常的。进一步对蓄能器进行检查，发现蓄能器内部的气囊气压已跑光，不能将蓄能器中的油压出，厂家对气囊重新充氮至8MPa，如图三。

油泵运行时蓄能器压力和开阀回路油压无法提升，蓄能器压力只有14MPa，开阀压力仅仅只有2MPa,从原理图上看，大致有两个原因可能造成这种情况：一是蓄能器补压管路和开阀管路上堵塞；二是油泵出口管路上有漏点，高压油经漏点直接返回油箱。

针对**点，厂家将蓄能器补压管路和开阀管路上的相关设备进行解体清洗，包括图一中的电磁换向阀YV3（9）、液控单向阀（3）、电液换向阀YV1、YV2（6）叠加式液控单向阀（2）。用清洁的煤油清洗这些设备并用棉花擦干，清洗后的煤油中沉淀下很多细小的杂质，说明在长期的运行中这些设备内部积存了很多细屑，影响了油路的畅通。如图四、图五。

图四  解体清洗的设备

图五  清洗后的棉花与煤油中的杂质

设备清洗后，油压仍然没有明显的提升，说明原因二管路存在漏点的可能性较大。厂家进一步对各阀门设备进行检查，发现去往蓄能器补压的液控单向阀（3）处有轻微的异常油流声，初步判断该阀门存在内部泄露的可能。为佐证判断，厂家从#8B循泵液压站上将该液控单向阀拆装到#7B液压站上，重新启动油泵试验，蓄能器压力能够上升至16MPa后自动停泵，由此可见，原先的液控单向阀的确内部存在泄漏点，使得油泵出口的高压油经过该泄漏点直接返回油箱，油压无法传递到蓄能器和开阀回路上，是造成系统油压无法建立的主要原因。

        经过这些处理后，进行该液控蝶阀的开、关试验，蓄能器压力能够维持并正常补压，开阀压力也能够达到要求值，但是关阀压力在阀门关闭状态下还无法维持，基本上一分钟左右压力就降到3MPa以下，需要蓄能器不停的对其补压，同时每隔几分钟油泵需要启动对蓄能器补压。基于这种现象，从原理图上分析，叠加式液控单向阀（2）在关阀回路侧存在内部漏点，对该阀解体后发现，关阀侧阀座油孔内存在一条细微的裂缝，如图6，高压油经此裂缝泄至油箱，使系统无法保压。更换阀座后关阀压力能够维持在15MPa左右稳定。

此次#7B液控蝶阀无法操作的故障是由多方面原因造成的，运行人员应加强巡检质量，及时发现设备运行中的异常情况，包括对系统压力、油温的检查，避免设备异常扩大化。