高壓水除鱗系統常見故障及處理方法

安曉暉

（首鋼京唐鋼鐵聯合責任有限公司鋼軋籌備組，北京 100043）

高壓水除鱗系統常見故障及處理方法

安曉暉

（首鋼京唐鋼鐵聯合責任有限公司鋼軋籌備組，北京 100043）

高壓水除鱗系統的組成及配置選用，常見故障及處理方法

熱軋生產；高壓水除鱗；故障；處理

10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2017.12.57

1 系統組成

高壓水除鱗是軋鋼生產線非常重要的工藝環節，系統設備運行的好壞，直接影響產品質量，為此，確保高壓水除鱗系統安全、穩定、高效地運行是設備維護的重點工作。高壓水除鱗系統的關鍵設備包括高壓水泵、電機、最低液面閥、噴射閥、噴嘴、高壓穩壓罐、管路等。

2 高壓水泵

高壓水泵主要分為高壓柱塞泵和高壓離心水泵，柱塞泵與離心泵的應用特點見表1。在實際運行維護中，柱塞泵流量脈動較大，工作中會產生較大的振動，造成水泵及管路損壞，泵體端蓋螺栓斷裂，閥門及密封墊、柱塞經常需要更換，備件和設備維護量大。離心泵帶有軸向力平衡裝置，出水壓力均勻穩定，運行穩定，可靠性高，檢修工作量小，初期投資比柱塞泵少一半左右，但電耗是柱塞泵的兩倍左右。現在很多離心泵系統主泵電機采用了變頻系統控制，大大的降低了運行的電耗。

3 常見故障及處理方法

3.1 離心泵

離心泵的常見故障主要有水泵的密封結構的泄漏，軸向力控制不好造成密封損壞，軸承故障，泵不上壓。主要原因：進、排液閥的密封損壞，壓力閥的故障，泵的主進水閥們損壞或故障。解決方法：確認進水節門的完好，檢查壓力閥組的換向機構的正常，閥芯的機構動作、密封、彈簧正常。檢查泵的軸向力推力軸承間隙及工作溫度正常，保證機械結構的完好，檢查潤滑條件，保證軸承的基本保證，在正常條件下，根據油品質量檢驗，進行處理或更換油品，避免因為油品的污染造成軸承間隙的增大、臟的潤滑油品污染系統，造成軸承的損壞，

3.2 最低液面閥

最低液面閥的常見故障：運行中液位達到最低液位時候，最低液位閥門報警，高壓側高壓水關閉，防止因繼續工作噴水造成跑氣（主要危害是管路的劇烈振動），造成高壓水泵、閥的氣蝕，噴射閥零件、密封的損壞，使系統的可靠性和使用壽命大大降低，帶來設備檢修維護的不確定性，故障的多發性。

表1 柱塞泵與離心泵的應用特點

預沖水閥的壓力等級選用，也影響管路及系統的設計，多數系統采用低壓預沖水設計，采用高壓預沖水設計思路，簡化了系統，但元件的選擇就很重要，壓力差大，零部件的耐磨、耐沖擊要求高。

3.3 高壓管路

管路設計時一定要考慮高壓水管的管內流速，管內流速太大，會造成較大水錘，過小則會增加泵站建設費用；管道布置中盡量使管路接近工作端，路經短、彎頭少、彎曲半徑應大于管外經的3～5倍。為防止高壓系統在工作時產生的強烈振動和沖擊，高壓管路的閥門固定方式需要十分牢固，要求管夾支座堅實穩定，一定要把水錘力考慮、計算清楚，綜合考慮閥門的切換時間與閥門前后的狀況。不僅要考慮閥門前的沖擊，還要考慮閥門開啟后水流到噴嘴的沖擊力。充分利用現代化的技術，對管路及設備固定進行沖擊力的計算，保證固定基礎穩定，管道彎頭沖擊力、流速適中，保證設備整體運行穩定。高壓管路固定施工模擬效果見圖1。

圖1 高壓管路固定施工模擬效果

3.4 噴射閥

目前使用的噴射閥主要分為氣動（圖2）和液動形式，氣動噴射閥制造和安裝相對簡單，維護技術水平一般，但使用中故障較多（磨損、泄漏等），重復性的故障時常發生，可靠性比液動噴射閥低。液動噴射閥制造和安裝精度較高，造價比氣動閥高，維護技術水平要求較高，故障點少，故障率低，最大的優點是可以調整噴射時間，能控制主閥的開閉時間，在一定范圍內進行精確調整，主要故障體現在控制換向的油缸地泄漏及卡閥故障上，日常維護需要很高的液壓維護技能。

圖2 氣動噴射閥

3.5 噴嘴

噴嘴在整個高壓水除鱗系統起著重要的作用，噴嘴的性能通過合理匹配發揮最大打擊力，才能在使用中發揮最佳能力。因此，選型與計算時要考慮噴嘴的通徑、噴射角和噴嘴與鋼板的表面距離、重合度等。

同等供水壓力和噴嘴流量、所需除鱗覆蓋寬度和噴射高度的一定條件下，噴射角度越小，噴射寬度越小，打擊力越大，噴嘴數量越多，總集管供水流量越大。除鱗系統除鱗效果與噴嘴參數的對應關系見表2

表2 噴嘴參數與除鱗效果的相關性

3.6 噴嘴布置選用原則

（1）確保各除鱗點的打擊力數值滿足最佳除鱗效果的要求。噴嘴類型和噴射高度的選擇要兼顧適當的打擊力和小流量節能兩方面的因素，找到一個最佳組合。按翹曲的最高點計算打擊力和考慮噴嘴噴射重疊量，在翹曲的最低點打擊力要變小，噴嘴噴射重疊量要加大數倍，帶來的板面冷卻不均和出現冷卻黑印；按翹曲的最低點計算打擊力和考慮噴嘴噴射重疊量，在翹曲的最高點打擊力要變大，但要出現無噴嘴噴射重疊現象，帶來的板面局部無除鱗；因此，計算和試驗模型都很重要。

（2）確保除鱗集管的最大噴射覆蓋寬度大于板坯最大寬度，再加上因板坯在輥道寬度方向上的偏移距離之和；同時每側至少留有半個噴嘴噴射寬度的覆蓋裕量。

（3）確保相鄰噴嘴噴射覆蓋寬度的重疊量不小于噴嘴供應商的推薦值，使噴嘴數量既能滿足最大噴射覆蓋寬度要求，又能盡可能的減少重疊量，避免大重疊量造成的板面冷卻不均和冷卻水量過大的問題，以及相關的工藝板坯冷卻溫度失控問題。

因此，噴射高度、打擊力、噴嘴數量和噴嘴噴射重疊量的設計，必須綜合考慮到工藝原始參數要求（坯料的尺寸、形狀、鱗片的構成及相應的除鱗打擊力要求）、工藝設備允許的最小除鱗高度（干涉、撞擊、最小的噴濺范圍）、除鱗系統配置和運行的經濟合理性等多方面因素。

3.7 其他

儲水、氣動系統故障較少，但日常的點檢維護不能忽略，否則，小故障也可能造成系統的連鎖故障，造成設備、人員的損傷。高壓水除鱗系統的水源條件較差時，必須設置適當的過濾器，相對大的過濾面積和較高的過濾精度，重視水質的影響，否則造成的設備損壞會嚴重影響系統的穩定運行，增加設備的維護成本。

［1］徐灝.機械設計手冊［M］.北京：機械工業出版社，1992.

［2］雷天覺.新編液壓工程手冊［M］.北京：北京理工大學出版社，1998.

TH137.7

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〔編輯 李 波〕