消防閥門(水路)選型的潛在風險

閆凌杰(深圳承遠航空油料有限公司，廣東 深圳 518128)

0 引言

承遠油庫5 000 m3罐區消防管路所使用的電動輕型平板閘閥長期存在閥門動作扭矩大、傳動部位異響的問題，經拆解發現所有閥門傳動部位結合面的平面推力軸承[1]破損(如圖1所示)。結合維修實踐，雖嘗試了調試電動執行機構運行參數、更換質量較高的平面推力軸承等措施，但效果仍然未達到預期，軸承缺油過快、破損率高。廠家現場技術支持人員也沒有得出令人信服的結論，現場只能加大維修頻次。

圖1 軸承破損示例

1 配件損壞現象和潛在風險

為了突破瓶頸、找到問題根源，公司連續組織了兩次閥門專題培訓，并借助第三方視角診斷。經對所有閥門全面排查、仔細辨認，發現個別閥桿提升軸套拉斷(如圖2所示)，并伴有軸承滾珠過度磨損、軸承支架破碎及氧化痕跡，證明軸承潤滑消耗殆盡且承受了遠超極限的壓力。這個重要發現將大家的目標轉向了閥門選型環節。

圖2 閥桿提升軸套拉斷

該風險不易發現，受損軸承隱藏于電動執行器與閥桿的傳動部位，必須通過仔細辨認異響、閥門動作力矩變化的監測方可發現。如未及時發現或未堅持長期檢修，可能導致消防應急時閥門無法動作、延誤應急響應時間，造成面對突發事件束手無策的局面。帶來的是高強度的維修作業、無謂的經濟損失以及儲罐消防系統暫停使用的應急風險。

2 問題根節

輕型平板閘閥密封原理(相對)復雜，沒有根據設備原理和使用工況選型。

2.1 銹蝕無法避免，復雜結構生銹積垢的概率較大

消防系統介質為消防水(一些環境下消防水質難以達到使用要求，如海水含氯離子腐蝕性強[2]、不潔凈的消防水含泥沙較多)，對金屬材質的腐蝕應引起重視，不建議選擇內部結構復雜的閥門，應考便于慮后期使用維修的設備。標準的輕型平板閘閥(閥板)兩側彈簧密布，構件長期浸水、閥門動作頻率低、管道內無防銹措施(消防管路的防腐設計等級不高)，其生銹積垢的可能性較結構簡單的閥門顯著，拆解時可以看到除不銹鋼閘板外，其余部位銹跡較多。因此，電動執行器提升閥板的扭力(瞬時)陡增，傳動結合面軸承等易損件強度不足，配件損壞無法避免。根據現場維修統計，使用越頻繁的閥門，其提升螺母、平面推力軸承的損壞現象越普遍。

2.2 電動執行器運行速度過快

采購階段未明確具體的使用要求，如管道介質、閥門功能、全行程開閉時間等，對閥門的結構和運行原理也沒有作充分的研究，工作不細致會導致各環節缺乏把關。因此，廠家生產閥門時默認提供了帶導流孔的標準型產品，其過大的行程以及30 s開啟的默認時間，導致電動執行機構配型過大(最大扭矩為205 Nm)，特別是“96 r/min”的轉速使軸承受了過大的摩擦，因此忽略轉速過快也是造成故障的重要原因之一。

2.3 平面推力軸承位置無注脂孔是致命問題

由于軸承嵌套在閥門與電動執行器的連接部位，日常保養(按作業規程)在閥門絲桿處涂抹潤滑脂、啟閉閥門，就認為軸承得到了保養。實際上軸承能夠接觸到潤滑脂的部位僅為其內環，滾珠滑道完全沒有得到潤滑，加之運行速度過快，潤滑脂提前消耗殆盡，缺油現象普遍。而要切實做好維護保養，面對這種結構必須拆除電動執行器、拆下提升螺母方能觸保養平面推力軸承。如果一個罐區按30個消防電動閥、每個閥門2套防爆接頭計算，會是多么大的維護工作量。

3 選型原則和使用建議

正是因為對設備結構、原理及運行沒有足夠的認識，選型錯誤會造成后期管控失效、過度維修等問題，建議設計院在施工圖交底時再次明確閥門選型問題。此外應不局限于規范要求，在兼顧成本的前提下，提高對管道材料、設備的選擇，甚至是管道內防腐的設計標準，全面打造設計科學、運行可靠、便于維修的消防系統。

(1) 設計院出具的設備型號、技術說規格均是標準版，實際工作應結合不同使用工況(消防系統保壓、管道內消防水潔凈度)等問題，根據具體使用位置、介質、壓力和頻率等進行調整，也就是“定制”設備，以實際工況和使用要求規避或降低可能存在的使用風險，同時充分考慮使用維護的便捷性。

(2)建議選型時要求廠家提高閥門內部構件的防腐蝕和機械性能，或徹底調整輕型平板閘閥的內部構造，規避復雜結構、降低運行風險，全面提高消防系統的可靠性。

(3)由于近年來消防保壓系統的應用越來越多，管路不同部位的消防閥門選擇應有針對性(根據使用頻率)、以實際工況選型。消防管路不同位置、功能閥門的選擇應有針對性，如日常需要動作的水路閥門、非應急情況嚴禁開啟的泡沫閥門，選型不盡相同，應以具體作用選擇匹配的設備。

(4)過去認為電動執行器選擇速度越快越好，但實際情況可能截然相反、效果也適得其反，過快的轉速會造成閥門傳動部位、軸承等配件磨損過快，轉速較快的電動執行機構會加劇配件的磨損和缺乏潤滑，應采取“適度匹配”的原則，或類似電液聯動閥的模式調整傳動結構，或本質提升易損件強度。

(5)消防設備定期檢查維護時，要縮短閥門動作周期。行業內一般通過消防設備月檢的時機動作閥門，建議縮短至每周動作一次并對管道進行沖洗，避免閥門內部生銹結垢，通過仔細辨認電動執行器傳動部位聲響、統計扭力變化等手段及時發現故障。

4 結語

閥門的選型是建設、使用、維修全鏈條的第一要務，如果對設備結構、原理及運行不具備足夠的認識，則很有可能出現管控失效、過度維修等一系列問題。“建用結合”應該務實，體現在便于使用、保養和檢修等日常運行方面。輕型平板閘閥在水路上的應用要慎重，應避免選擇帶導流孔閥門(除非設計的特殊要求)，并要求廠家提高閥門內部構件的防腐蝕性能、機械性能，或選用內部構造較為簡單的型號，對電動執行機構的匹配性、閥門維護便捷性等需求等進行科學的選擇，規避類似風險。對于設備選型，我們選擇“沒有應不應該，只有適不適合”的理念，呼吁全行業能夠提高消防設施設計標準、重視設備選型和內防腐環節，妥善選擇更加適用的設備。