龍學鈞 張玉奎 李 悅

（武鋼股份有限公司煉鐵廠 武漢）

一、三桿蝶閥工作原理及結(jié)構(gòu)特點

三桿蝶閥因其結(jié)構(gòu)簡單，體積小，質(zhì)量輕，密封性能好，動作靈活，拆裝方便，使用壽命長，成本相對較低等優(yōu)點，在國內(nèi)外的各大高爐上得到了廣泛的應用。武鋼煉鐵廠高爐熱風爐系統(tǒng)中煤氣切斷閥和煤氣燃燒閥等關鍵閥門上都用到了此類三桿蝶閥。

圖1 三桿蝶閥結(jié)構(gòu)圖

三桿蝶閥的結(jié)構(gòu)見圖1，主要由驅(qū)動裝置（液壓油缸）、閥軸、閥板、桿系、閥體和軸端密封等零件組成。閥板的開閉是利用連桿機構(gòu)的原理實現(xiàn)的，各個連桿的鉸接處裝有耐磨套（自潤滑滑動軸承）。閥軸旋轉(zhuǎn)使閥板打開，在閥板打開的初始階段，閥板先是平移，在運動到一定距離后開始翻轉(zhuǎn)，當閥板由垂直位置轉(zhuǎn)到與管道中心平行時，閥板完全開啟。同理閥軸反向旋轉(zhuǎn)使閥板關閉，當閥板轉(zhuǎn)到與閥座的密封面平行時，閥板開始平移，直至接觸壓緊密封面，此時閥板處于完全關閉狀態(tài)。

無論閥板是打開還是關閉，閥板本身及其連動部件始終處于介質(zhì)的包圍中。當閥板關閉時，它要承受介質(zhì)的所有壓力，就會產(chǎn)生塑性變形，進而引起其連動部件的變形；當閥板開啟時，它不僅會受到介質(zhì)的沖刷，而且介質(zhì)在流動過程中會造成閥板自身的振動，這些都會對閥板的連動部件造成影響，尤其會加快鉸接處耐磨套的損壞，從而各連動部件彼此鉸接處的縫隙越來越大，最終導致閥板無法關到位。因此，三桿蝶閥連動部件的細微變化，都會對閥門整體的性能產(chǎn)生較大影響，甚至會縮短三桿蝶閥的使用壽命。

武鋼煉鐵廠某高爐2007年第一代爐役改造大修，將熱風爐高爐煤氣燃燒閘板閥和切斷閘板閥，改造為通徑1800 mm的三桿蝶閥，開關速度13～15 s，液壓油缸驅(qū)動。2013年10月開始，高爐煤氣燃燒三桿蝶閥連續(xù)十多次出現(xiàn)閥板關不到位的故障，由于發(fā)生在高爐煤氣系統(tǒng)，處理非常麻煩，而且檢修時間長，嚴重威脅到高爐安全生產(chǎn)。

二、三桿蝶閥常見故障原因分在析及處理

1.三桿蝶閥故障常見原因

造成高爐煤氣燃燒三桿蝶閥關不到位的常見原因有：①調(diào)整螺栓炭化膠合。②油缸側(cè)的閥體軸頭密封漏油。③耐磨套磨損。其中第一種原因最常見，且對安全生產(chǎn)威脅較大，三桿蝶閥靠近熱風爐陶瓷器，長期受1200℃高溫烘烤，調(diào)整臂、調(diào)整螺栓及耐磨套性能下降，調(diào)整螺栓受熱變軟炭化膠合，閥頻繁開關產(chǎn)生的沖擊，將調(diào)整臂撞擊成兩個很深的坑，造成調(diào)整臂與調(diào)整螺栓之間間隙過大，三桿運行軌跡發(fā)生改變，閥板上部與密封面壓緊，而下部還有50 mm未關到位，該熱風爐送風時，大量熱風從高爐煤氣燃燒三桿蝶閥漏出，經(jīng)放散閥排除，如不及時處理可能會造成可怕的事故。

2.處理措施

首先將高爐煤氣燃燒三桿蝶閥拆除，吊到寬敞地方，再用千斤頂將閥板頂?shù)轿?，使閥板與閥座的密封面壓緊，然后將調(diào)整臂上的深坑用鋼板焊補，保證調(diào)整臂與前后兩個調(diào)整螺栓之間的間隙都在0.5 mm以內(nèi)，最后回裝試車。

三、三桿蝶閥結(jié)構(gòu)改進措施

（1）將閥開關位調(diào)整裝置螺栓尺寸由原M20×100 mm增加到M30×100 mm來增加沖擊面面積，減小閥頻繁開關造成的沖擊。

（2）調(diào)整臂裝置結(jié)構(gòu)由原來的絲孔改成通孔。調(diào)整螺栓上各增加一個緊固螺母，改進耐磨套的材料。

改進前后的調(diào)整臂結(jié)構(gòu)裝置如圖2、圖3所示。改進后的三桿蝶閥經(jīng)過1年多時間的使用，效果較好。縮短了故障處理時間，三桿蝶閥使用壽命延長。下一步將著重對耐磨套的材料進行攻關，使其在較高溫度和較惡劣的環(huán)境條件下，能夠工作得更平穩(wěn)，長期處于良好的狀態(tài)，延長其使用壽命。

圖2 改進前的調(diào)整臂結(jié)構(gòu)裝置

四、結(jié)束語

隨著機械加工制造業(yè)的進步，三桿蝶閥正向大型化、精密化方向發(fā)展，但在不同的使用條件及介質(zhì)狀態(tài)下會出現(xiàn)不同的設計及制造缺陷。結(jié)合實際的使用條件，對設備進行結(jié)構(gòu)和材料的改變，增強了設備的可靠性且使用壽命延長。

圖3 改進后的調(diào)整臂結(jié)構(gòu)裝置