柱塞隔膜泵故障原因分析及完善技術(shù)措施.docx

1、泵的有機結(jié)合體121,其結(jié)構(gòu)如圖1所示，示意圖如國2所示。其泵體分為液壓油室和加壓輸送破體的泵液室。作室與雜液室被膜片3（國2中）隔開，1）0中沒有傳動部件和產(chǎn)生摩擦的密封部件，因此能實現(xiàn)輸送介質(zhì)的零）ttfo©©©®©&©%>A&：®-&)：©-*尹：&一一,:©-/01:%-/0:>-734:*-%56!1',#$%&<!住塞隔膜泵故障原因分析及完善技術(shù)措施曹興文（中核建中核供料元件有限公司，四川宜賓644000）何要：從柱塞隔膜泵的結(jié)

2、構(gòu)和工作原理出發(fā)，分析了導(dǎo)致泵在運行中出現(xiàn)疲勞失效問題的原因可能是排液閥級件損場和鷹片破裂。ft）0ffl件損坂的眼因是隔件自身結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理，運行過程中網(wǎng)片的自由度未受到約束，網(wǎng)片與舊爪易產(chǎn)生撞擊致使伺爪損邙；而排液冏組件員坂后無法將管道內(nèi)介質(zhì)與泉液室隔斷，膜片長時間處于高壓狀態(tài)下，在強大的剪力作用下產(chǎn)生疲勞成坂，因此泵失效的根本原國是進排祓W級件結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理。對冏組件進行改進，約束閥片運行的自由度，避免閥片與網(wǎng)爪的撞擊,玫進后京運行效果良好。美健同：柱塞隔膜泵；段進；失效；同級件中國分類號：TH323ft§i：10.19768/ki.dgjs.2021.17.035螂翱眥簌哪m

3、Mfflw瞞岫順翩imwmmw翱糊尊娜wtCAOXingwen(CNNCJianzhongnNuclearFuelCo.»Ltd.，Yibin644000»China榷翱猴旖：AccordingtothestructureandworkingPrincipleofPlungerdiaPhragmPumP»thecauseofthefatiguefai1ureofthePumPduringoPerationisanalyzed>whichmaybethedamageofthedrainvalveassemblyandtheruPtureofthediaPhra

4、gm.Thereasonforthedamageofthedischargevalveassemb1yisthatthestructuraldesignofthevalveisunreasonab1e，thedegreeoffreedomofthevalvePlateisnotconstrainedduringoPeration»andthevalvePlateiseasytoco1idewiththevalvec1aw»resultinginthedamageofthevalveclaw.Afterthedrainvalveassemblyisdamaged»t

5、hemediuminthepipelinecannotbeseParatedfromthePumPliquidchamberandthediaPhragmisunderhighPressureforalongtimeandfatiguedamageoccursundertheactionofstrongshearingforce.ThereforethefundamentalreasonforthefailureofthePumPistheunreasonablestructuraldesignoftheinletandoutletvalvecomPonents.Thevalveassemb1

6、yisimprovedtorestrictthefreedomofoPerationoftheva1vePlateandavoidthecolisionbetweentheva1vePlateandtheva1vePaw1.TheimProvedPumPoPerationefectisgood.糖才泥稔狂秋莎嗅：PlungerdiaPhraginPumP；imProvement；loseeficacy；valvecomPonent0引S柱塞隔膜泵通過隔腹將被輸送的介質(zhì)與泵的轉(zhuǎn)動部件完全分開，防止因輸送介質(zhì)與泵的轉(zhuǎn)動零部件接觸對其產(chǎn)生腐蝕，或洞滑沌等混入輸送介質(zhì)；同時輸?shù)橘|(zhì)流過的部分全是靜密封

7、，可實現(xiàn)輸送介質(zhì)的零旭漏。為此，柱塞隔曜某適用于輸送對旭漏要求嚴格的介質(zhì)。中核建中核然料元件有限公司有多臺柱塞隔膜泵，在運行過程中發(fā)生了不同程度的故障，給生產(chǎn)的穩(wěn)定運行造成困難，同時增加了維修人員的工作量和維修成本。為穩(wěn)定生產(chǎn)、«g維修人員的勞動強度、降低維修成本、提高企業(yè)的經(jīng)濟效益，查清柱塞隔腹會疲勞損壞的原因，采取改進技術(shù)措施，提高柱塞麻膜栗的運行壽命勢在必行。1柱塞隔膜房的結(jié)構(gòu)及工作腴理柱塞隔源裝是一種并型的容積泵，它是柱塞泵和隔膜其工作原理是：電機驅(qū)動案曲輒產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運動，然后通過連接在由輒上的連杵版次驅(qū)動多個柱塞做上下往復(fù)運動，增加柱塞簡內(nèi)的油壓，利用放壓仙的壓力作用使腹片向

8、泵放室方向放動，泵液室在膜片的放動下容積逐浙減小，此時進液單向圈保持關(guān)閉狀態(tài)，排液單向閥完全打開，逐漸向外排液，泵曲勃綣續(xù)運轉(zhuǎn)，柱塞上行至上止點時，完成排液過程。當(dāng)柱塞運行至上止點時，在柱塞內(nèi)的柱塞彈簧作用下，將柱房推回，泵液室的容積逐漸增大，在壓差作用下，進液單向罔完全打開，掉破單向閥則保特關(guān)閉狀態(tài)，逐漸向泵破室進液，當(dāng)柱塞下行至下止點時，完成進液過程C多個柱塞依照一定的時間間隔依次完成上述的進排放過程，每個泵液室排出的液體朝一定方向笊動，再由裝蓋上的作放口匯流后流入相應(yīng)管道內(nèi)。2柱塞隔膜京運行中產(chǎn)生的問題及原因2.1柱塞隔膜京在運行中產(chǎn)生的問題柱塞隔膜泵在進行輸送流體介質(zhì)的疲勞試驗（即大俏

9、環(huán)試驗）中，運行了一段時間后出現(xiàn)了故障，導(dǎo)致了泉失效。其故障現(xiàn)象是泵的聲音誠小、泵的出口壓力表指示降低、泵的出口無航送介質(zhì)院出。解體后發(fā)現(xiàn)的情況是泉的3個排液同組件己損坂，3個閥爪均產(chǎn)生了不同程度的損環(huán)，I個網(wǎng)片損壞，3個閥的蹈簧交織在一起，3個fc的6片腹片均己破裂，攪坂情況如圖3所示。2.2懼因分析2.2.IHM及昭片成坂原因分析從進排祓同組件的結(jié)構(gòu)（如圖4所示）可知，在泵的運行過程中，闞片具有6個自由度,，即上、下、左、右、前、后，均可以運動。因此，在京運行過程中，同片的升降不會始終保抒平行的上下運動，一旦產(chǎn)生驚幻其邊緣:就會與閥爪的臺肩處產(chǎn)生碰撞，如圖4中的圓圈部分所示。由于閥爪和fi

10、片均是碳鋼材質(zhì)，國此領(lǐng)繁撞擊對兩者均會產(chǎn)生損傷。同片和圈座的林質(zhì)也是碳鋼，在泵的運行過程中，圈片與閥座之間也會產(chǎn)生®lo由于冏座厚度大于罔片的厚度,閥片受到的損傷程度遠大于機座受到的»,因此在泵的運行過程中會產(chǎn)生問片和閥爪損傷的情況。由此可知伺爪和闋片損壞的原因是網(wǎng)紙件的結(jié)構(gòu)段計不合理。<c3()*+<ci3#$，r!3#$%&<e*-i-!2.2.2膜片損坂的原因分折損壞的罔爪均是3個排液閥組件的同爪，圈爪損穌后，彈簧失去約束，服離帆組件，于是出現(xiàn)了3只彈簧交織在一起的情況。彈簧交織在一起后便對排液闋的圈片失去了約束，I片起不到關(guān)閉的作用，致使泵

11、出口管道內(nèi)的介質(zhì)無法切斷，于是管道內(nèi)的介質(zhì)的靜壓力直接且長時間作用在泵的腹片上。由管道的垂直高度和介質(zhì)的密度，根據(jù)靜壓強公式麾二p左猶計算得作用在膜片上的靜壓強為1666000Pa。根據(jù)壓強公式：摩=修/馨式中，摩為作用在腹片上的壓強，Pa:醇為作用在膜片上的壓力,N;修為膜片圓環(huán)的表面積，m2o于是得暮二摩釐=1666000X3.14X（0.183-0.07）r22=16699.4No履片受力部分是一個圓環(huán)，為了計算方便，先將膜片受力簡化：首先認為壓力均勻分布在腹片的每個點上，再將腹片假役成一根簡支梁，如圖5所示。A、B兩個支點分別代表膜片圓環(huán)的兩個邊緣，如圖6中的圓圈A和B所示。休是作用在

12、簡支梁上的均勻分布的壓力，由上面的計算值博可求得#=16699.4t0.0565=295.6kN/m,圖5中fA>?B分別代表膜片兩圓環(huán)邊緣所受外界支倒J,有：|A=|B=O/2=16699.4t2=8349.7NRbRb56.5'qHHHHH川A!5ww#$>&$(5!根措力的平街條件可以求得膜片兩邊緣的剪力，即國5中A點的左側(cè)截面利B點的右側(cè)截面的剪力：修修b二私二卑b=8349,7N則作用在膜片兩邊緣的單位長度上的剪力分別為：，a=I.J1a=8349.7v0.183vtt=14.5kN/m修二修b/b二8349.7t0.07tit=38.0kN/m帆J=38

13、714.5=2.62經(jīng)過計算并將從膜片外側(cè)邊緣到膜片內(nèi)側(cè)邊緣所受剪力分布情況繪制成如圖7所示的曲線。!7'#$剪)$!由以上的計算和國7膜片受剪力分布圖可知，膜片內(nèi)側(cè)邊緣（圖6中B所示）所受剪力是膜片外側(cè)邊喙（圖6中A所示）所受剪力的2.6倍°泵的工作行程中，在腹片的運動中膜片內(nèi)側(cè)邊緣的食度變化比膜片外側(cè)邊緣的角度變化大。腹片從最高止點運動到最低止點的狀態(tài)如圖8所示。經(jīng)過測量，腹片內(nèi)側(cè)邊緣的運動是從正向夾角135。運動到反向夾舟155。，其變化食度為70。而鹿片外側(cè)邊緣的運動是從正向夾角1。運動到反向夾角17°，其變化角度為27。曜片內(nèi)側(cè)邊緣運動的角度變化是外M邊緣

14、運動的角!8ww#$%&No()!由ftIIfI的段計計算資期可知，經(jīng)誠速機誠速后泵的轉(zhuǎn)速為90r/min,即膜片的運動變化!®率為90次/min。據(jù)資料顯示，AFLAS的各項化學(xué)性能都是優(yōu)異的，用AFLAS制作的隔膜，其彎曲壽命估算大致在1000萬沃，若以每天開機8h計，則使用壽命大約為20。天，而本沃試驗是間隙式進行的，累計啟動時間不超過30天。因此，膜片損壞的原因是內(nèi)側(cè)邊緣所受剪力較大，其根本原因是排放闋紙建成坂。3改進技術(shù)措施由以上柱塞隔腹裝零部件損壞的原因分析可知，引起該房失效的根本原因是進排液間組件的結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理，因此針對上述情況對進排放牌結(jié)構(gòu)進行改進設(shè)計，改進

15、后的進排液網(wǎng)結(jié)構(gòu)如閣9所示。!9(>*?進排破罔組件結(jié)構(gòu)的改進主要體現(xiàn)在同片結(jié)構(gòu)的改進和伸簧的完善兩方面，如圖10所示。伺片增加了導(dǎo)向爪、你撞圈、壓緊媒母和導(dǎo)向桿。增加導(dǎo)向爪和導(dǎo)向杵后，閥片在運行過程中其自由度由改進前的6個誠少到了現(xiàn)在的2個，即網(wǎng)片只能在上、下兩個方向上運動，不可能在前、后、左、右四個方向發(fā)生偏移，因此確保了運行過程中同片關(guān)閉的嚴密性，從而保證了將管道內(nèi)介質(zhì)與泵液室的完全隔斷，曜務(wù)了泵放室內(nèi)腹片長時何受高壓的情況出現(xiàn)；在閥片邊緣增設(shè)一層由橡股材質(zhì)制作的防橫圈，即使閥片與同爪產(chǎn)生碰撞，也是橡股材質(zhì)與嵌鋼材質(zhì)的«,不會對同爪產(chǎn)生損傷。增大彈簧的外徑，將強簧的外度變

16、化的2.6倍。度變化的2.6倍。（下轉(zhuǎn)第115頁）表3報警數(shù)據(jù)統(tǒng)計電池是運行自投時是否動作安裝地點時間點否離線模式間/ms報警準確率220kV202M7I3TI32012是手動不自投是100%昌州站I段220kVHIlliL20200716T154523是自動921.3是100%昌胸II段220kV202H812TI039J2是自動919.6是10。雙橋站I段220kVwe202H819115202是手動不自投是100%雙橋站II段220kVlO120200823TH1007是手動不自投是100%來蘇站1段220kVm20200921T113618是自動909.8是100%枷11段220kVs

17、ie0926T16IS45是自動901.4是100城南站I段220kV0929Tl$1)233是手動不自投是10。城南站II段3結(jié)語本文研發(fā)的變電站直流系統(tǒng)蓄電池級自動技入裝置基于電壓比軟法監(jiān)»的原理，能監(jiān)洲蓄電池組脫離直流母線，崩保蓄電池紙在錯誤脫離直流母線時能及時投入，避角交流故障導(dǎo)致直潴系統(tǒng)失電的重大風(fēng)險，消除了安全隱患，滿足了變電站自動化設(shè)備、通信設(shè)備不抻電的考核指標(biāo)與保護裝置設(shè)備可靠率的要求。該裝置實現(xiàn)了蓄電池級連按狀態(tài)實時監(jiān)測，提高了供電可靠性，為后續(xù)蓄電池級的安全運行提供了重要參考依據(jù)；首次提出了蓄電池級自動投入方法和保障蓄電池級短路情況下閉鎖自動投入裝置的設(shè)計思想；采

18、用自動控制模式與手動控制模式相結(jié)合的方式，保證了可靠動作，適用于各種現(xiàn)場情況。實際應(yīng)用證明該裝置性能良好，具有廣廂的應(yīng)用M景和較高的推廣價值。參考文獻1 黃物明，換善宇，祝長國.一起變電站蓄電池故障造成全站失任的事故原因分析及集訣方案J.機電信息，2017（27）:12.2 黃森炯，珪，王崎.蓄電池故障對110kV變電站安全運行影響分機探甘J.蓄電池，2012，49（5）：212214，225.3 劉洋陽,變電站曹電池級在線監(jiān)消系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用J.廣西電力，2020，43（4）：5。52.4<?«，林錦峰,換潴站（變電站）蓄電池在線監(jiān)曲系飭研究J.科技風(fēng)，2019（33）：32，43.（上接第111頁）笠與閥爪的內(nèi)徑大小配合，玫進后的彈簧在運行過程中不會再產(chǎn)生前、后、左、右偏移，從而使閥片的受力均勻。進排液閥組件改進后，對柱塞隔源泵的原有進排液閩組件a行了