1问题现象

1.1背景情况

全封闭电动闸阀某系统核心阀门，通过采用阀体结构焊、弹性闸板、中法兰硬密封结构。由电装、手动驱动阀杆，带动闸板沿阀体通道垂直方向运动，从而实现阀门的开关，达到系统的接通与切断，控制系统运行。

1.2现象描述

某系统热态试验期间，在系统温度60℃，压力8MPa时，阀门动作3次，阀门动作顺畅无卡滞或异响；系统温度80℃，压力4MPa时，第一次操作阀开关，开、关阀时，运行电流正常，动作顺畅无卡滞或异响，第二次操作阀开关，开阀时，持续约3秒，阀门指示灯未变化，阀门控制单元面板断路器跳闸，阀门未动作，经测量开阀电压为380V，开阀电流为5.8A，绝缘电阻值为500MΩ；更换同类型阀门控制单元后，重复操作阀1次，状态未变化，经测量开阀电压为380V，开阀电流为5.5A。

2原因分析

2.1故障分析

根据问题概述中试验现象及问题定位的分析，以“阀门不能打开”为顶事件，确定导致顶事件发生的故障模式，建立了故障树。

故障树是对一种系统故障事件以倒推法追其可能起因时作出的一种因果关系的图解，系统故障本身是故障树的顶事件。故障树分析法是运用图形演绎法对系统在一定条件下的故障事件进行逻辑推理，它除对系统进行一般可靠性分析外，还可围绕一个或一些特定的状态对系统做层层深入的分析，它用清晰直观的图形来表达系统内各部件之间的联系，指出部件故障与系统的逻辑关系。通过对故障树的分析，确定系统的故障谱，从而为改善设计、提高系统可靠性指出了方向。因而故障树分析法对分析复杂系统的可靠性和安全性来说，是一种有效的系统工程方法。

导致阀门开阀时卡滞的原因主要由两大部分组成：一、开阀时电装提供力矩过低；二、开阀时阀门所需力矩过高。

2.2开阀时电装提供力矩过低

导致开阀时电装提供力矩低的情况可分为外部因素与内部因素。

外部因素指接线端接触问题使电传动装置无法正产工作。经排查，阀门电传动装置电压、电流情况正常，各接触点良好，电装在拆解后空载试车正常。可以排除由于外部原因导致电装开阀力矩过低的情况。

内部因素是指电装内部结构件（定子、转子、传动齿轮及各个轴承）配合超差或损坏使电装提供力矩偏低，经排查，电装内部的转子、轴承及减速装置均无异常。可排除电装由于内部因素导致开阀力矩过低的情况。

综上，排除电装提供力矩过低导致阀门开启卡滞问题发生的因素。

2.3开阀时阀门所需力矩过高

导致开阀时阀门所需力矩过高的情况与阀门结构有关，阀门动作结构主要由滚珠丝杠副与闸板组成，卡滞原因也可能是这两部分。

2.3.1丝杠故障

丝杠主要由滚珠螺母、丝杠及填充在内的滚珠构成，当这些部件发生滚道异常划伤、滚珠表面划伤或位置异常等情况，会导致丝杠部位的运行阻力增加，进而导致开阀时所需的力矩增大，从而导致阀门不能开启。经拆检，丝杠滚珠数量正确，位置正确（无卡在两个反珠器之间的情况），表面光滑无划痕，滚珠螺母滚道无异常划痕，丝杠表面光滑无异常，因此排除滚珠丝杠副故障导致阀门不能开启。

2.3.2闸板卡滞

闸板卡滞主要是由于阀座对闸板的夹紧力过大，或者闸板入位不对中而导致偏载力的存在。拆检发现，闸板进口侧密封面原密封线上方约1mm处存在一条黑色印记，黑色印记范围约110°。

进一步检查，发现闸板上的垫块较低，闸板垫块与闸板凹槽配合公差为-0.5。与图纸要求值公差发生偏差，且闸板凹槽边缘有受压痕迹。表明滚珠丝杠副T型头与闸板直接接触。深入排查发现，现场垫块出厂闸板垫块不符，服务人员在前期例行检修时，垫块安装错误。同时，位置指示器未做相应调整。

2.4故障原因

综上，经故障树方法深入排查分析。阀门卡滞的原因为阀门在前期例行检修复装时垫块厚度调整较低，导致滚珠丝杠T型头与闸板直接接触，垫块未起到平衡闸板受力的作用，使闸板两侧受力不均，闸板在两阀座之前存在偏载，同时复装过程中位置指示器未调整到位，关阀时丝杠较正常位置偏下，关阀时，闸板位置推动至较下方位置，闸板与阀座接触过紧，加之闸板由于偏载时受偏载力的影响，所需的开阀力更大，最终导致开阀卡滞问题。

3整改措施

位置指示器在装配阀门位置指示器时按实际位置对关阀的位置指示器进行重新调整。对闸板密封面进行抛光处理，重新更换垫块，调整垫块与闸板凹槽，保证公差合理。强化现场服务的管控，安排专职检查员对艇上阀门例行检修过程进行专项检查，做好记录，防止类似问题再次发生。

经整改，故障现象得到彻底消除，持续跟踪阀门使用情况，卡滞问题未再次发生。故障树建立可以作为维护和修理的有效工具。多次的实践证明，故障树可以帮助使用维护人员提高分析、判断故障的能力，较系统地掌握系统的工作原理，发现系统的薄弱环节，提高工作效率。故障树的使用步骤如下：a、根据故障现象判断、确定故障所属的分系统；b、在分系统故障树中分层查找相应的故障模式及其发生的分支；c、在分支中找出造成故障的基本事件，进行故障排除。

结束语

通过组织并监督承制单位全封闭电动闸阀卡滞问题处理启示如下：

（1）对深入合理运用故障树方法处理各项问题积累了经验，故障树方法通过罗列各种导致故障现象的因素并逐一对照排查，最终，得出一个或多个问题原因，对开展问题原因和机理分析时起到关键作用，使得问题处理更加全面彻底，是开展质量问题和故障的有效手段。

（2）监督承制单位对现场服务过程中的细节管控，不断完善现场拆检、检修工艺操作文件，严格落实操作文件执行，加强督促和检查力度。

参考文献

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