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東莞市廣聯(lián)自動化科技有限公司
主營產(chǎn)品： HYDAC壓力開關(guān),BURKERT電磁閥,WAUKEE流量計,ATOS油泵,德國REXROTH電磁換向閥,，BERNSTEIN傳感器 |
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2023-12-22 閱讀(279)
寶德電磁閥管線中的控制介質(zhì)元件,。某單位使用的1臺進口管線球閥,，在項目現(xiàn)場發(fā)生了閥桿斷裂事故，導(dǎo)致此臺閥門無法正常使用,，委托我公司進行維修,。為了找到閥桿斷裂的主要原因，特此進行了以下分析,。
BURKERT電磁閥閥桿斷口位于O型圈槽與臺階的過渡處,，斷口面比較平整。閥門經(jīng)解體后發(fā)現(xiàn)：球面有明顯的劃痕,，并且有多處坑
窩,；閥座上的O型圈已損壞，存在長約8mm左右的缺口）,。
1.分析過程
經(jīng)解體后得知：此閥門結(jié)構(gòu)為雙向閥座密封固定式球閥,，主要由閥體,、左右連接體、閥桿,、上下支撐板,、球體、密封圈,、執(zhí)行機構(gòu)等組
成；密封副由閥座組件上的O型圈與球體球面構(gòu)成,；球體由上、下兩個支撐板支撐,，通過旋轉(zhuǎn)執(zhí)行機構(gòu)帶動閥桿轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)球體的90°旋
轉(zhuǎn),，并通過進、出口兩端閥座與球體的密封,，實現(xiàn)接通和截斷介質(zhì)的目的,。
這種結(jié)構(gòu)形式的閥門特點是：閥門為筒狀體、固定球結(jié)構(gòu),，閥座采用雙座雙向自密封結(jié)構(gòu),，同時有預(yù)緊彈簧，密封和自動泄放中腔過高壓
力的功能,；閥門內(nèi)置有支撐板,，球體通過上下支撐板固定于閥腔之中,，大大減小閥桿的受力情況,。當閥門在正常工作時,，介質(zhì)的密封力通過支
撐板作用到連接體上,， （2）力學性能試驗
斷裂閥桿加工成拉伸試樣,，在萬能材料試驗機進行拉伸試驗,，試驗結(jié)果見表2。 閥桿材料力學性能試驗數(shù)據(jù)
抗拉強度σb/MPa 屈服強度σS/MPa 伸長率A（%）
從以上試驗數(shù)據(jù)可以得知：閥桿的力學性能是不達標的,。為了探究力學性能偏低的原因,，特此進行了微觀組織分析。
?。?）微觀組織分析
取樣部位為閥桿斷裂面,，金相觀察縱截面金相組織為珠光體與鐵素體（見圖4）,，而且呈連續(xù)帶狀分布，帶狀組織達到5級組織中鐵素體晶
界清晰可見,，珠光體帶寬窄不一,，見圖5。
電磁閥顯看出：鐵素體和珠光體呈帶狀交替分布,，呈現(xiàn)出較為明顯的帶狀組織,，內(nèi)部組織極不均勻。低合金鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后,，內(nèi)
部應(yīng)分布較為均勻的回火索氏體組織,。試樣經(jīng)合理熱處理工藝進行調(diào)質(zhì)處理的金相組織。
?。?）表面硬度檢測
BURKERT電磁閥布氏硬度試驗機上檢測硬度,，其表面硬度190～207HBW，明顯偏低,。
?。?）無損檢測
分別對斷裂閥桿按JB/T4730-2005的規(guī)定進行了磁粉和超聲波探傷檢驗，結(jié)果顯示：表面及內(nèi)部無超標缺陷,。
3.扭矩及零件尺寸檢測
?。?）扭矩檢測
電磁閥閥桿并組裝后，對事故閥門進行了扭矩測試,，試驗結(jié)果見表3,。
閥門扭矩測試數(shù)據(jù)
單面進壓，檢測閥門執(zhí)行機構(gòu)輸出軸的扭矩
從以上數(shù)據(jù)得知：閥門的啟閉扭矩是隨著壓力的增加而不斷增大的,，當壓力達到公稱壓力時,，閥門的啟閉扭矩為300N·m，折算到閥桿上的
扭矩值為2704N·m,。經(jīng)計算,，設(shè)計扭矩應(yīng)為270N·m左右，實際操作扭矩遠大于設(shè)計扭矩,。為了進一步找到扭矩劇增的其他原因,，特此對此閥門
的關(guān)鍵零件進行了尺寸檢測。
?。?）零件尺寸檢測
BURKERT電磁閥閥門解體后,，用三坐標測量儀分別對支撐板、閥體與連接體組件等關(guān)鍵零部件進行了尺寸檢測,，檢測數(shù)據(jù)見表4,。 閥門關(guān)鍵零
部件尺寸檢測數(shù)據(jù)
檢測部位 支撐板兩端面到軸孔中心尺寸 閥體止口端面至閥體軸孔中心尺寸
對檢測數(shù)據(jù)進行分析得知，支撐板端面與連體端面存在較大間隙,。上支撐板左邊間隙為1.53mm,，右邊間隙為2.03mm,；下支撐板左邊間隙為
1.36mm，右邊間隙為2.17mm,。
若支撐板端面與連接體止口端面間隙過大,，則在介質(zhì)力的作用下，支撐板會發(fā)生移動,，將壓緊力傳遞到閥桿上,，這樣會使閥桿承受很大的
扭矩和剪切力。實踐證明：支撐板端面與連接體止口端面之間間隙在0.2～0.5mm時較為適宜,。而此臺閥門支撐板與連接體止口端面的間隙遠遠
超過0.5mm,，在介質(zhì)力的作用下，閥桿會承受較大的扭矩,。
4.結(jié)語
造成此臺管線球閥閥桿斷裂的主要原因有：支撐板端面與連接體止口端面之間存在過大的間隙,，尺寸超差；閥桿材料的熱處理工藝不當,，
導(dǎo)致閥桿的強度,、硬度均低于標準值。
