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(jī)結(jié)合體121,其結(jié)構(gòu)如圖1所示，示意圖如國(guó)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(guó)2中）隔開，1）0中沒有傳動(dòng)部件和產(chǎn)生摩擦的密封部件，因此能實(shí)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(yùn)行中出現(xiàn)疲勞失效問題的原因可能是排液閥級(jí)件損場(chǎng)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(jì)不合理，運(yùn)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(wú)法將管道內(nèi)介質(zhì)與泉液室隔斷，膜片長(zhǎng)時(shí)間處于高壓狀態(tài)下，在強(qiáng)大的剪力作用下產(chǎn)生疲勞成坂，因此泵失效的根本原國(guó)是進(jìn)排祓W級(jí)件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理。對(duì)冏組件進(jìn)行改進(jìn)，約束閥片運(yùn)行的自由度，避免閥片與網(wǎng)爪的撞擊,玫進(jìn)后京運(yùn)行效果良好。美健同：柱塞隔膜泵；段進(jìn)；失效；同級(jí)件中國(guó)分類號(hào)：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(dòng)部件完全分開，防止因輸送介質(zhì)與泵的轉(zhuǎn)動(dòng)零部件接觸對(duì)其產(chǎn)生腐蝕，或洞滑沌等混入輸送介質(zhì)；同時(shí)輸?shù)橘|(zhì)流過的部分全是靜密封

7、，可實(shí)現(xiàn)輸送介質(zhì)的零旭漏。為此，柱塞隔曜某適用于輸送對(duì)旭漏要求嚴(yán)格的介質(zhì)。中核建中核然料元件有限公司有多臺(tái)柱塞隔膜泵，在運(yùn)行過程中發(fā)生了不同程度的故障，給生產(chǎn)的穩(wěn)定運(yùn)行造成困難，同時(shí)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(dòng)強(qiáng)度、降低維修成本、提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，查清柱塞隔腹會(huì)疲勞損壞的原因，采取改進(jìn)技術(shù)措施，提高柱塞麻膜栗的運(yùn)行壽命勢(shì)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(jī)驅(qū)動(dòng)案曲輒產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，然后通過連接在由輒上的連杵版次驅(qū)動(dòng)多個(gè)柱塞做上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，增加柱塞簡(jiǎn)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(dòng)，泵液室在膜片的放動(dòng)下容積逐浙減小，此時(shí)進(jìn)液?jiǎn)蜗蛉Ρ３株P(guān)閉狀態(tài)，排液?jiǎn)蜗蜷y完全打開，逐漸向外排液，泵曲勃綣續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，柱塞上行至上止點(diǎn)時(shí)，完成排液過程。當(dāng)柱塞運(yùn)行至上止點(diǎn)時(shí)，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(jìn)液?jiǎn)蜗蜇柰耆蜷_，掉破單向閥則保特關(guān)閉狀態(tài)，逐漸向泵破室進(jìn)液，當(dāng)柱塞下行至下止點(diǎn)時(shí)，完成進(jìn)液過程C多個(gè)柱塞依照一定的時(shí)間間隔依次完成上述的進(jìn)排放過程，每個(gè)泵液室排出的液體朝一定方向笊動(dòng)，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(yùn)行中產(chǎn)生的問題及原因2.1柱塞隔膜京在運(yùn)行中產(chǎn)生的問題柱塞隔膜泵在進(jìn)行輸送流體介質(zhì)的疲勞試驗(yàn)（即大俏

9、環(huán)試驗(yàn)）中，運(yùn)行了一段時(shí)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(chéng)小、泵的出口壓力表指示降低、泵的出口無(wú)航送介質(zhì)院出。解體后發(fā)現(xiàn)的情況是泉的3個(gè)排液同組件己損坂，3個(gè)閥爪均產(chǎn)生了不同程度的損環(huán)，I個(gè)網(wǎng)片損壞，3個(gè)閥的蹈簧交織在一起，3個(gè)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(jìn)排祓同組件的結(jié)構(gòu)（如圖4所示）可知，在泵的運(yùn)行過程中，闞片具有6個(gè)自由度,，即上、下、左、右、前、后，均可以運(yùn)動(dòng)。因此，在京運(yùn)行過程中，同片的升降不會(huì)始終保抒平行的上下運(yùn)動(dòng)，一旦產(chǎn)生驚幻其邊緣:就會(huì)與閥爪的臺(tái)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(guó)此領(lǐng)繁撞擊對(duì)兩者均會(huì)產(chǎn)生損傷。同片和圈座的林質(zhì)也是碳鋼，在泵的運(yùn)行過程中，圈片與閥座之間也會(huì)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(yuǎn)大于機(jī)座受到的»,因此在泵的運(yùn)行過程中會(huì)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(jì)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(gè)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(duì)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(wú)法切斷，于是管道內(nèi)的介質(zhì)的靜壓力直接且長(zhǎng)時(shí)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(qiáng)公式麾二p左猶計(jì)算得作用在膜片上的靜壓強(qiáng)為1666000Pa。根據(jù)壓強(qiáng)公式：摩=修/馨式中，摩為作用在腹片上的壓強(qiáng)，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(gè)圓環(huán)，為了計(jì)算方便，先將膜片受力簡(jiǎn)化：首先認(rèn)為壓力均勻分布在腹片的每個(gè)點(diǎn)上，再將腹片假役成一根簡(jiǎn)支梁，如圖5所示。A、B兩個(gè)支點(diǎn)分別代表膜片圓環(huán)的兩個(gè)邊緣，如圖6中的圓圈A和B所示。休是作用在

12、簡(jiǎn)支梁上的均勻分布的壓力，由上面的計(jì)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(guó)5中A點(diǎn)的左側(cè)截面利B點(diǎn)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(zhǎng)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(jì)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(jì)算和國(guó)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(yùn)動(dòng)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(diǎn)運(yùn)動(dòng)到最低止點(diǎn)的狀態(tài)如圖8所示。經(jīng)過測(cè)量，腹片內(nèi)側(cè)邊緣的運(yùn)動(dòng)是從正向夾角135。運(yùn)動(dòng)到反向夾舟155。，其變化食度為70。而鹿片外側(cè)邊緣的運(yùn)動(dòng)是從正向夾角1。運(yùn)動(dòng)到反向夾角17°，其變化角度為27。曜片內(nèi)側(cè)邊緣運(yùn)動(dòng)的角度變化是外M邊緣

14、運(yùn)動(dòng)的角!8ww#$%&No()!由ftIIfI的段計(jì)計(jì)算資期可知，經(jīng)誠(chéng)速機(jī)誠(chéng)速后泵的轉(zhuǎn)速為90r/min,即膜片的運(yùn)動(dòng)變化!®率為90次/min。據(jù)資料顯示，AFLAS的各項(xiàng)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(wàn)沃，若以每天開機(jī)8h計(jì)，則使用壽命大約為20。天，而本沃試驗(yàn)是間隙式進(jìn)行的，累計(jì)啟動(dòng)時(shí)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(jìn)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(jìn)排液間組件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，因此針對(duì)上述情況對(duì)進(jìn)排放牌結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)，改進(jìn)

15、后的進(jìn)排液網(wǎng)結(jié)構(gòu)如閣9所示。!9(>*?進(jìn)排破罔組件結(jié)構(gòu)的改進(jìn)主要體現(xiàn)在同片結(jié)構(gòu)的改進(jìn)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(yùn)行過程中其自由度由改進(jìn)前的6個(gè)誠(chéng)少到了現(xiàn)在的2個(gè)，即網(wǎng)片只能在上、下兩個(gè)方向上運(yùn)動(dòng)，不可能在前、后、左、右四個(gè)方向發(fā)生偏移，因此確保了運(yùn)行過程中同片關(guān)閉的嚴(yán)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(zhǎng)時(shí)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(huì)對(duì)同爪產(chǎn)生損傷。增大彈簧的外徑，將強(qiáng)簧的外度變

16、化的2.6倍。度變化的2.6倍。（下轉(zhuǎn)第115頁(yè)）表3報(bào)警數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)電池是運(yùn)行自投時(shí)是否動(dòng)作安裝地點(diǎn)時(shí)間點(diǎn)否離線模式間/ms報(bào)警準(zhǔn)確率220kV202M7I3TI32012是手動(dòng)不自投是100%昌州站I段220kVHIlliL20200716T154523是自動(dòng)921.3是100%昌胸II段220kV202H812TI039J2是自動(dòng)919.6是10。雙橋站I段220kVwe202H819115202是手動(dòng)不自投是100%雙橋站II段220kVlO120200823TH1007是手動(dòng)不自投是100%來(lái)蘇站1段220kVm20200921T113618是自動(dòng)909.8是100%枷11段220kVs

17、ie0926T16IS45是自動(dòng)901.4是100城南站I段220kV0929Tl$1)233是手動(dòng)不自投是10。城南站II段3結(jié)語(yǔ)本文研發(fā)的變電站直流系統(tǒng)蓄電池級(jí)自動(dòng)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?jiān)阱e(cuò)誤脫離直流母線時(shí)能及時(shí)投入，避角交流故障導(dǎo)致直潴系統(tǒng)失電的重大風(fēng)險(xiǎn)，消除了安全隱患，滿足了變電站自動(dòng)化設(shè)備、通信設(shè)備不抻電的考核指標(biāo)與保護(hù)裝置設(shè)備可靠率的要求。該裝置實(shí)現(xiàn)了蓄電池級(jí)連按狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，提高了供電可靠性，為后續(xù)蓄電池級(jí)的安全運(yùn)行提供了重要參考依據(jù)；首次提出了蓄電池級(jí)自動(dòng)投入方法和保障蓄電池級(jí)短路情況下閉鎖自動(dòng)投入裝置的設(shè)計(jì)思想；采

18、用自動(dòng)控制模式與手動(dòng)控制模式相結(jié)合的方式，保證了可靠動(dòng)作，適用于各種現(xiàn)場(chǎng)情況。實(shí)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(jià)值。參考文獻(xiàn)1 黃物明，換善宇，祝長(zhǎng)國(guó).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(jī)電信息，2017（27）:12.2 黃森炯，珪，王崎.蓄電池故障對(duì)110kV變電站安全運(yùn)行影響分機(jī)探甘J.蓄電池，2012，49（5）：212214，225.3 劉洋陽(yáng),變電站曹電池級(jí)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(yè)）笠與閥爪的內(nèi)徑大小配合，玫進(jìn)后的彈簧在運(yùn)行過程中不會(huì)再產(chǎn)生前、后、左、右偏移，從而使閥片的受力均勻。進(jìn)排液閥組件改進(jìn)后，對(duì)柱塞隔源泵的原有進(jìn)排液閩組件a行了