液压顺序阀阀体开裂原因分析.pdf

第3 3 卷2 0 1 5 年第1 期 总第 1 7 5 期 技术改造与改进 液压顺序 阀阀体开裂原因分析 康永飞张长河吴现军 安阳钢铁股份有 限公 司炼铁厂 安 阳4 5 5 0 0 4 【 摘要】 通过对高炉炉前液压站操作 台顺序阀多次发生开裂漏油事故的分析 ， 查找到了阀体开裂原因， 并采取了有效应对措施， 避免 了事故再次发生。 【 关键词】 液压顺序阀 材料 温度工况 Re a s o n Ana l y s i s o f Va l v e Bo dy Fr a c t ur e o n Hy dr a ul i c Se que nc e Va l v e K A N G Y o n g - f e i ， Z H A N G C h a n g - h e ， WU X i a n - j a n I r o n m a k i n g P l a n t o f A n y a n g I r o nS t e e l C o ． ， L t d ． ， A n y a n g4 5 5 0 0 4 【 A b s t r a c t 】 T h e s e q u e n c e v a lv e o f t h e o p e r a t i n g c o n s o l e i n t h e h y d r a u l i c s t a t i o n o f b l a s t f u r n a c e c a s t h o u s e a p p e a r s f r a c t u r e a n d l e a k o i l s e v e r a l t i me s ． A n a l y z e t h e s e a c c i d e n t s ． F o u n d o u t t h e r e a s o n o f t h e v a l v e b o d y f r a c t u r e ． I n o r d e r t o a v o i d t h e a c c i d e n t h a p p e n a g a i n ， a d o p t e f f e c t i v e c o u n t e r me a s u r e s ． 【 Ke y w o r d s ] H y d r a u l i c s e q u e n c e v a l v e ， m a t e r i a l ， t e m p e r a t u r e ， o p e r a t i n g c o n d i t i o n 1 引言 2 0 1 2 年7 月 1 9日2 0 2 5 ， 6 高炉堵铁 口时， 液压 炮操作台上顺序阀突然开裂 ， 2 0 3 3 休风堵 口。 2 l 4 O 更换顺序 阀， 退炮检查发现炮头及二节 已烧 毁， 此次事故导致高炉休风 1 5 2 ra i n 。 2 0 1 2年 8 月 1 4日 1 7 0 0左右 ， 在试炮 的过程 中， 液压炮顺序阀突然开裂， 更换完顺序阀， 炉前 工重新试炮 ， 在试炮过程中， 阀台退炮油管接头崩 开， 油管接头螺纹损坏， 处理完成并进行试炮调 试 ， 泥炮恢复正常 ， 于 l 9 3 0 左右 出铁 。 这二 次事故 都是 由液压顺 序 阀体 开裂 引起 的 ， 阀体开裂情况见 图 1 。 一 2 2 一 图1 开裂的顺序阀 2 原因分析 2 ． 1 选 型不 当 此顺序阀用作平衡阀， 使液压缸不致因负载 自重产生冲击 。当回油压力达到顺序阀调定压力 时打开 阀 口， 油液 回油箱 。该液压系统选 用顺 序 阀为HG 一 0 3 型 ， 压力为2 5 MP a ， 按照压力安全等级 系数 1 ． 5 计算耐压为 3 7 ． 5 MP a ， 系统压力为 1 8 MP a ， 背压为系统2 倍即3 6 M P a ， 加上瞬间冲击背压可至 4 0 M P a 以上， 说明阀体承压能力不够 ， 是导致事故 的原因之一。 2 ． 2阀体材料 阀体开裂在液压系统故障中并不多见 ， 从阀 体断裂面看， 其铸造晶粒比较粗大， 断 口呈银灰 色， 未被氧化和腐蚀， 说明阀体裂纹既不是淬火裂 纹也不是腐蚀 裂纹 ， 根据断 口形貌可 以认为是瓷 状断口， 属脆性断裂， 虽未经化验但基本可以判断 材料为灰口铸铁。灰 口铸铁的强度远不比蠕墨铸 铁， 脆性高 ， 存在材料缺陷导致阀体开裂的可能。 到此看似可以判断为阀体本身原因， 但接下来的 调查可以让我们更清楚事故的原因。 2 ． 3 环境 温度 公司于 1 0 1 2 年元 月对炉前铁沟进行了改造 ， 由原来的旱沟改造为储铁式浇筑沟。储铁式浇筑 沟的优点是 ①使用寿命长 ， 通铁量高； ②减少炉 前材料消耗； ③减少沟铁损耗量； ④降低了炉前劳 技术改造与改进 动强度， 减少了污染 ， 使炉前更加干净整齐； ⑤保 证生产条件， 提高产量； ⑥节约成本， 降低费用。 现场环境改变后液压 系统工况 随之改变 ， 由 原来的正常炮身外壳温度 6 O ～ 6 5 cI 变为 1 2 0 o C 左 右 ， 油缸缸体温度升至9 0 ℃， 系统油液温度升至 7 0 ℃左右。 铸铁的热疲劳是 由于在热循环条件下 ， 膨胀 及收缩受到限制而产生的循环应力所造成的。铸 件在加 热时外表层受到 的是压应力 ， 在冷却 时受 到拉应力． 冷却到最低温度时产生的拉应力最大， 往往使铸件产生裂纹。 灰铸铁的导热系数高、 弹性模量低 ， 但是它的 强度 、 组织稳定性 、 抗氧化能力均差 ， 在受到热循 环时容易产生裂纹。球铁的强度高、 韧性好、 抗氧 化能力强， 但它的弹性模量也高、 导热性能及抗蠕 变能力差， 在热循环时不易开裂却容易变形。蠕 墨铸铁的强度比灰铁高， 导热性能接近于灰铁， 弹 性模数接近于球铁 ， 因此抗 裂纹 的能力 比灰铁好 ， 而变形又略小于球铁。对于经受热循环的铸件 ， 蠕墨铸铁是一种较好的材料。因而温度上升使材 料缺陷得以暴露出来。 2 ． 4 冷却器 现场使用列管式冷却器 ， 传热管为紫铜管轧 制出散热翅片， 换热面积大， 体积小 ， 重量轻。油 冷却器适用于低黏度和较清洁的油液的冷却。必 须把油温控制在规定的范围内 要求最高不超过 6 O ～ 6 5 ℃， 也不低于3 5 ～ 4 0 ℃ ， 所以通过调节冷却 水流量来达到降低油温的 目的。如果温度太高 ， 油液黏度会降低 ， 泄漏将增大， 效率降低 ， 密封圈 会变形老化 。 2 ． 5 密封件 1 检查 回油滤芯发现大量颗粒物 ， 且颗粒物 为软性， 判断为油缸密封胶圈老化破裂所致。 第3 3 卷2 0 1 5 年第 1 期 总第 1 7 5 期 2 拆解液压炮油缸 ， 发现了损坏的密封圈。 3 拆解液压阀台部分阀块 ， 清洗顺序阀换向 通道， 在液压炮旋转换向阀内有大块橡胶密封件 碎片。 从而可以判断事故是 由异物堵塞管路致使系 统背压突然升高 ， 液压冲击导致出现数倍于系统 压力的高压， 导致了阀体和管道开裂。 3 改进措施 1 更换炮身油缸， 避免损伤密封件碎片再次 进入系统内， 堵塞阀台集成块阻尼孔。 2 解体清洗操作台集成块各换 向阀、 液压 锁、 顺序阀、 单向阀等 ， 并对集成块进行吹扫， 清除 死角残余杂质。 3 对管道进行循环冲洗 ， 排除管道 内残余杂 质。 4 拆解 清洗油 冷却 器 ， 清 理冷却 管路 内杂 质， 提高冷却效率； 调节冷却水流量及进水温度 ， 有效控制油温， 杜绝温度过高对密封件的影响。 5 对液压炮炮身及油缸采取降温冷却措施 ， 减少热辐射对密封件的影响。 6 定期检查 回油滤芯 ， 提 前发现隐患预兆 ， 及时采取对应措施。 4结束 语 通过以上措施 ， 再未出现顺序阀开裂等异常 事故 。通过分析可 以确定 ， 液压油 内杂质才是事 故的主要原因。当设备工况改变时， 由于故障隐 患的存在 ， 事故突发将成为必然 。因此 ， 设备工况 改变时必需对设备同步进行改进 ， 才能有效避免 常规故障类型变相发生， 有效保障生产顺利进行。 2 0 1 4 0 3 1 2 收稿 一 2 3