在電磁先導(dǎo)閥電磁頭不通電的情況下（電磁頭無(wú)輸出力），彈簧的作用力作用在閥桿上，閥桿將閥芯壓緊在閥座上并保持密封。當(dāng)電磁頭通電產(chǎn)生提升力，克服彈簧的力，將閥桿提起，閥芯脫離閥座，系統(tǒng)介質(zhì)排放。
1、閥位指示器 2、電磁頭 3、軛架 4、彈簧 5、閥桿閥芯組建 6、閥體 7、閥座
先導(dǎo)式電磁閥常見(jiàn)故障
1、閥芯上部銷(xiāo)孔磨損，銷(xiāo)孔內(nèi)側(cè)有較為明顯的被磨壓形成的凹槽，微觀形貌可見(jiàn)有磨屑磨粒及較短的劃痕等特征，磨痕邊緣為擠壓輾平的金屬磨屑形態(tài)。閥芯內(nèi)腔底部與調(diào)節(jié)螺釘接觸處，可見(jiàn)有明顯的磨損痕跡，靠中間位置形成一圓形的凹坑，微觀形貌可見(jiàn)有剝落及腐蝕微孔等顯微特性。
2、閥桿僅外圓表面有局部磨損，存在部分剝落現(xiàn)象，局部區(qū)域留下了與軸向基本平行的溝槽特征，可認(rèn)為該閥芯與閥桿間存在周向相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
3、銷(xiāo)釘兩端有明顯的磨損及溝槽，表面有可見(jiàn)剝落及較短的劃痕等顯微特性。
先導(dǎo)式電磁閥原因分析
經(jīng)檢測(cè)，閥芯、閥桿、調(diào)節(jié)螺釘和銷(xiāo)釘材料的化學(xué)成分均與設(shè)計(jì)技術(shù)要求一致。硬度測(cè)試結(jié)果顯示，調(diào)節(jié)螺釘?shù)挠捕燃s為280HV，閥芯硬度約為440HV，閥桿硬度約為500HV，銷(xiāo)釘硬度約為550HV。分析確定，閥門(mén)開(kāi)啟時(shí)閥芯等組件沿軸向產(chǎn)生微小振動(dòng)及周向的相對(duì)微小轉(zhuǎn)動(dòng)，造成了銷(xiāo)釘、閥芯銷(xiāo)孔處以及閥桿外表面的局部磨損。對(duì)于調(diào)整螺釘?shù)穆菁y部位而言，宏觀分析及微觀分析表明，該部位主要為接觸疲勞引起的失效。由于螺紋連接部位存在一定的間隙，在接觸應(yīng)力以及泄漏引起的振動(dòng)荷載作用下，金屬表面的直接接觸以及相對(duì)的運(yùn)動(dòng)，使硬度相對(duì)較低的螺桿螺紋表面產(chǎn)生剝落（能譜分析結(jié)果表明磨損表面發(fā)生了金屬的遷移）。剝落的磨屑及基體脫落的粒子又使表面產(chǎn)生了磨料磨損，同時(shí)兼有腐蝕磨損等，導(dǎo)致了螺紋部的失效。由金相分析可知，螺紋部的外表層存在較明顯的形變流變痕跡，表明該螺紋部位存在較大的應(yīng)力作用。調(diào)節(jié)螺釘螺紋處的腐蝕麻點(diǎn)及腐蝕斑，加上先導(dǎo)閥長(zhǎng)期開(kāi)啟后，其電磁頭保持帶電產(chǎn)生磁性，引起調(diào)節(jié)螺釘和閥桿材料之間電極電位存在差異，使調(diào)節(jié)螺釘螺紋處與閥桿之間的電化學(xué)腐蝕作用加速了螺紋處的失效。對(duì)于調(diào)節(jié)螺釘下端頂部而言，由于閥芯與調(diào)節(jié)螺釘電極電位存在差異，導(dǎo)致閥芯產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕引起表面粗糙以及接觸強(qiáng)度下降，因而導(dǎo)致調(diào)節(jié)螺釘下端頂部與閥芯接觸面產(chǎn)生粘著磨損（能譜分析中也可看出磨損面上產(chǎn)生的金屬遷移），隨著泄漏引起的軸向振動(dòng)載荷以及周向轉(zhuǎn)動(dòng)載荷的不斷作用，較軟的螺釘頂部將隨著粘著磨損的進(jìn)行不斷削平，zui終導(dǎo)致螺桿接觸端面的失效。部件的失效分析表明，失效不是由于單向高載荷引起的，而是一種循環(huán)載荷（如振動(dòng)）現(xiàn)象。
先導(dǎo)式電磁閥改進(jìn)措施
為了消除閥芯組件的振動(dòng)問(wèn)題，其有效的方法就是在先導(dǎo)閥處于開(kāi)啟狀態(tài)時(shí)，消除閥芯的自由活動(dòng)性。因此對(duì)閥芯組件做了改進(jìn)。
①取消閥桿的上密封，將閥芯的筒體長(zhǎng)度增加，以閥芯與閥桿套筒控制閥門(mén)的行程。 ②取消調(diào)節(jié)螺釘，不再通過(guò)調(diào)節(jié)螺釘來(lái)調(diào)節(jié)閥門(mén)的行程，避免材料不同引起電極電位差導(dǎo)致的電化學(xué)腐蝕。閥桿加長(zhǎng)，頂部呈圓頭，材料仍采用Inconel，與閥芯材料接近。 ③銷(xiāo)釘直徑由Φ3mm增加到Φ5mm，提高了強(qiáng)度，以便在閥門(mén)處于開(kāi)啟狀態(tài)下將閥桿的力傳遞到閥芯上，將閥芯的上密封壓緊在閥桿套筒上，防止閥門(mén)開(kāi)啟后閥芯在蒸汽流的情況下發(fā)生振動(dòng)。閥門(mén)的行程則通過(guò)閥芯的筒體長(zhǎng)度來(lái)調(diào)整，在先導(dǎo)閥組裝初期，通過(guò)加工閥芯的倒密封端來(lái)控制行程，并控制先導(dǎo)閥的行程為負(fù)偏差，閥芯和閥座密封面研磨后，其行程取正偏差，這樣即使閥芯和閥座密封面多次研磨后也能保證先導(dǎo)閥的行程在允許誤差范圍內(nèi)。閥芯組件改進(jìn)后，通過(guò)熱態(tài)試驗(yàn)臺(tái)架對(duì)一個(gè)新結(jié)構(gòu)的先導(dǎo)閥進(jìn)行了500次的開(kāi)關(guān)排放試驗(yàn)。試驗(yàn)完成后，對(duì)閥芯組件進(jìn)行了解體檢查，未發(fā)現(xiàn)振動(dòng)造成的磨痕。又經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行3個(gè)月后解體檢查，先導(dǎo)閥狀態(tài)良好，未發(fā)現(xiàn)閥芯部件存在磨痕，證明已經(jīng)消除了電磁先導(dǎo)閥不能長(zhǎng)時(shí)間開(kāi)啟的缺陷。
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