電站閥門可靠性技術研究現狀和展望

仲崇峰

摘 要：隨著各種新技術的層出不窮，電站閥門在系統中的應用也越來越廣泛，其安全穩定的可靠性對整個系統的有效運行有著極其重要的作用。文章主要就目前我國電站閥門在技術上的應用進行了簡要的分析與總結，并就存在的一系列問題結合實際情況提出了合理化的解決措施，這樣不僅可以有效提升電站閥門的使用效率，更對其穩定性提供了技術支持與保障。希望通過文章淺顯的介紹可以為相關工作人員提供一定的參考意見，從而推動我國電站閥門的發展，使得電站閥門的可靠性更加完善。

關鍵詞：可靠性；電站閥門；原因；研究

1 對電站閥門的可靠性失效原因分析

通過相關數據得知，電站閥門在使用過程中由于受到多種因素的影響，經常會出現失效的現象。一旦這種現象出現便會對整個電站閥門的使用效能構成威脅，甚至會造成極其嚴重的經濟財產損失，所以在對其進行可靠性分析的前提下，必須對電站閥門失效進行分析與總結，下面就常見的幾種失效原因進行詳細地闡述。具體如下：

1.1 受振動和噪音的影響使其產生失效。振動的產生會使得電站閥門在運行過程中產生劇烈的搖晃，并且導致固定在電站閥門基礎部位的零件產生振動，在此條件下就會出現電站閥門失效的現象。這與設計者在設計電站閥門時有著密切的必然聯系，設計者在進行設計的過程中必須對振動所能產生的幾種原因進行合理的推測預算，并通過實驗來體驗振動的強度，將振動現象的頻率控制在可控范圍之內。其次，電站閥門內部零件損害也會出現失效，此時信號難以傳輸，振動會持續出現，最終對其造成影響。最后，還有一種原因也會產生失效現象，則是共振現象。但是這種現象并不是很常見，主要是由噪音過大所引起的。

1.2 受卡滯的影響使其產生失效。顧名思義，在電站閥門生產加工過程中，會使用到不同的零部件，在使用這些零部件的過程中由于受其摩擦的影響也會出現各種設備的磨損或是腐蝕等現象。一旦機械設備受到損害就會出現卡滯，進而影響整個電站閥門的運行，失效現象也便由此產生，還有一些外在因素是因受氣物理因素的影響使得零部件出現變形，或是彎曲，也會出現卡滯，導致電站閥門失效。

1.3 受壓力波動影響使電站閥門失效。電站閥門在較大強度下作業時，也會出現失效。彈簧的硬度必須具有控制在一定范圍內，不易過硬也不易過軟，要選取適中。否則當電站閥門運行時就會由于受到外力作用的影響導致彈簧壓力過大或是過小，從而減輕阻力，當阻力過小，壓力波動逐漸減小時，就會出現各種質量問題，并伴有其共振現象。

1.4 受外部滲漏以及內部滲透影響使其產生失效。任何一項作業在開始之前，都必須做好相關的檢查工作，尤其是對電站閥門來講，事前的清理檢查工作是極其重要的。因長期運行的緣故，機械會出現各種磨損、老化的現象，甚至會出現一些細小的劃痕，此時若不進行及時情況，就會導致電站閥門零部件損壞或是難以在正常的軌道上行使，最終導致內外部滲透的現象也會對電站閥門產生極其不好的影響。

1.5 受閥體本身的破裂使電站閥門失效。構成閥體的材料質量沒有保證，內部出現了很多諸如氣孔砂眼等問題，局部的強度被降低了；本就存在小細痕的電站閥門，由于碰撞使其加大；強行安裝電站閥門，可能會由于受力不均勻使電站閥門破裂內部環境對電站閥門也是個大的影響因素，它會使電站閥門振動從而產生裂痕；注意對閥體的保養，低溫會對其造成損害。

2 設計可靠性的電站閥門

設計安全可靠的電站閥門對其有效的運行有著至關重要的影響，所以在具有設計前必須對電站閥門有所了解，選擇材料及閥門是很重要的一項作業。在設計之初，設計人員要針對材料的使用及閥門裝備的生產給予足夠的重視，依據材料的質地來設計其符合需求的電站閥門，不僅在很大程度上可以保障電站閥門的有效運行，更能節約成本，延長電站閥門的使用壽命。可以說，電站閥門的安全有效設計是保障電站閥門運行的基礎，設計過程中要求設計者不能憑借其經驗進行設計，要依據實際需求，在規范的前提下進行改革與創新，最終把好質量關。

（1）因為設計狀況決定電站閥門是否可靠，所以在對電站閥門進行設計時，要考慮的因素是相當多的。綜合考慮電站閥門的功能與特點可從以下幾個方面對電站閥門進行設計：工作試運行時不存在卡澀狀況，可靠穩定；基于振動會使電站閥門失效考慮，設計時要有很強的抗振功能；強度夠大；可快速運行；損失小；抗壓性能強；密封效果好。

（2）對不同環境下工作的電站閥門進行設計時，需要充分考慮電站閥門可靠性設計中的不同影響因素。比如設計高溫條件下工作閥門必須考慮材料不同的熱膨脹系數。C·W·Lawton提出電站閥門在高溫情況下要考慮高溫應力和蠕變疲勞對各個部件的作用和影響。

（3）電站閥門強度可靠性設計的方法逐漸從安全系數法發展向應用概率統計法。

3 提高電站閥門可靠性的措施

3.1 結構改進措施

通過對電站閥門結構的改進，而已減少振動現象的發生。將傳統的電站閥門零部件的形狀通過數字技術進行線性的完善與設計，使其質地更加流暢，增強材料的穩定性，減少磨損及噪音的出現。

3.2 材料改進措施

通過熱處理工藝來改變電站閥門零部件材料的成分或內部結構，提高電站閥門的強度。采用噴焊、熔覆、噴涂等技術使零部件表面耐磨損能力提高。采取化工等防護措施，解決引起閥門損壞主要原因之一的腐蝕問題。

3.3 其它措施

保證電站閥門本身的清潔和控制介質的清潔是提高電站閥門可靠性的關鍵措施。在保證材料、技術等前提下，進行電站閥門使用過程的定期預防檢查調校（確定檢查周期，這里指的是一般情況下很少用到的那些電站閥門），以便及早發現存在的問題。電站閥門安裝的位置盡量靠近控制對象，以減少不必要的連接管和配件，安裝過程中避免強力安裝，以免產生局部應力。

4 電站閥門可靠性研究發展方向

針對目前我國電站閥門所存在的一系列問題，可以采用先進的FMEA、FMECA和FrA的分析法對其進行加以完善，從而降低失效現象的頻頻發生。此外，還要不斷引進先進的國外技術及管理創新理念，將各種新技術運用其中，并建立完善的管理用人機制，可以針對其人才的不足加以培訓，提高他們對電站閥門的認識，在設計的過程中將新的理念融入其中，深入研究各種問題所產生的原因。從這個角度來講，電站閥門系統設計并不是一項獨立的系統設計，它與多種學科交叉，要求其穩定性是極高的，發達國家在這一點上所做出的研究遠遠超于我國。因此，必須運用電站閥門研制、試驗和使用過程中記錄的各個方面的性能數據，建立電站閥門的可靠性數據庫，輔助電站閥門的可靠性分析、設計、試驗，使電站閥門的可靠性研究進一步規范化和程序化。

5 結束語

總之，電站閥門的主要失效模式為卡滯、滲漏和振動，應當從理論和工程的角度對這三種失效模式的失效機理進行深入研究，找出提高可靠性的方法。加強電站閥門研制、試驗、使用過程中的數據采集，電站閥門失效機理的理論研究、電站閥門可靠性試驗與評估和電站閥門可靠性數據庫的建立是今后電站閥門可靠性研究的重點內容。

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