安曉暉

（首鋼京唐鋼鐵聯(lián)合責(zé)任有限公司鋼軋籌備組，北京 100043）

高壓水除鱗系統(tǒng)常見(jiàn)故障及處理方法

安曉暉

（首鋼京唐鋼鐵聯(lián)合責(zé)任有限公司鋼軋籌備組，北京 100043）

高壓水除鱗系統(tǒng)的組成及配置選用，常見(jiàn)故障及處理方法

熱軋生產(chǎn)；高壓水除鱗；故障；處理

10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2017.12.57

1 系統(tǒng)組成

高壓水除鱗是軋鋼生產(chǎn)線非常重要的工藝環(huán)節(jié)，系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行的好壞，直接影響產(chǎn)品質(zhì)量，為此，確保高壓水除鱗系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、高效地運(yùn)行是設(shè)備維護(hù)的重點(diǎn)工作。高壓水除鱗系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備包括高壓水泵、電機(jī)、最低液面閥、噴射閥、噴嘴、高壓穩(wěn)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(yīng)用特點(diǎn)見(jiàn)表1。在實(shí)際運(yùn)行維護(hù)中，柱塞泵流量脈動(dòng)較大，工作中會(huì)產(chǎn)生較大的振動(dòng)，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(jīng)常需要更換，備件和設(shè)備維護(hù)量大。離心泵帶有軸向力平衡裝置，出水壓力均勻穩(wěn)定，運(yùn)行穩(wěn)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?，F(xiàn)在很多離心泵系統(tǒng)主泵電機(jī)采用了變頻系統(tǒng)控制，大大的降低了運(yùn)行的電耗。

3 常見(jiàn)故障及處理方法

3.1 離心泵

離心泵的常見(jiàn)故障主要有水泵的密封結(jié)構(gòu)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(jìn)、排液閥的密封損壞，壓力閥的故障，泵的主進(jìn)水閥們損壞或故障。解決方法：確認(rèn)進(jìn)水節(jié)門的完好，檢查壓力閥組的換向機(jī)構(gòu)的正常，閥芯的機(jī)構(gòu)動(dòng)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(jī)械結(jié)構(gòu)的完好，檢查潤(rùn)滑條件，保證軸承的基本保證，在正常條件下，根據(jù)油品質(zhì)量檢驗(yàn)，進(jìn)行處理或更換油品，避免因?yàn)橛推返奈廴驹斐奢S承間隙的增大、臟的潤(rùn)滑油品污染系統(tǒng)，造成軸承的損壞，

3.2 最低液面閥

最低液面閥的常見(jiàn)故障：運(yùn)行中液位達(dá)到最低液位時(shí)候，最低液位閥門報(bào)警，高壓側(cè)高壓水關(guān)閉，防止因繼續(xù)工作噴水造成跑氣（主要危害是管路的劇烈振動(dòng)），造成高壓水泵、閥的氣蝕，噴射閥零件、密封的損壞，使系統(tǒng)的可靠性和使用壽命大大降低，帶來(lái)設(shè)備檢修維護(hù)的不確定性，故障的多發(fā)性。

表1 柱塞泵與離心泵的應(yīng)用特點(diǎn)

預(yù)沖水閥的壓力等級(jí)選用，也影響管路及系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，多數(shù)系統(tǒng)采用低壓預(yù)沖水設(shè)計(jì)，采用高壓預(yù)沖水設(shè)計(jì)思路，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)，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(shè)計(jì)時(shí)一定要考慮高壓水管的管內(nèi)流速，管內(nèi)流速太大，會(huì)造成較大水錘，過(guò)小則會(huì)增加泵站建設(shè)費(fèi)用；管道布置中盡量使管路接近工作端，路經(jīng)短、彎頭少、彎曲半徑應(yīng)大于管外經(jīng)的3～5倍。為防止高壓系統(tǒng)在工作時(shí)產(chǎn)生的強(qiáng)烈振動(dòng)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(jiān)實(shí)穩(wěn)定，一定要把水錘力考慮、計(jì)算清楚，綜合考慮閥門的切換時(shí)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(kāi)啟后水流到噴嘴的沖擊力。充分利用現(xiàn)代化的技術(shù)，對(duì)管路及設(shè)備固定進(jìn)行沖擊力的計(jì)算，保證固定基礎(chǔ)穩(wěn)定，管道彎頭沖擊力、流速適中，保證設(shè)備整體運(yùn)行穩(wěn)定。高壓管路固定施工模擬效果見(jiàn)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(dòng)（圖2）和液動(dòng)形式，氣動(dòng)噴射閥制造和安裝相對(duì)簡(jiǎn)單，維護(hù)技術(shù)水平一般，但使用中故障較多（磨損、泄漏等），重復(fù)性的故障時(shí)常發(fā)生，可靠性比液動(dòng)噴射閥低。液動(dòng)噴射閥制造和安裝精度較高，造價(jià)比氣動(dòng)閥高，維護(hù)技術(shù)水平要求較高，故障點(diǎn)少，故障率低，最大的優(yōu)點(diǎn)是可以調(diào)整噴射時(shí)間，能控制主閥的開(kāi)閉時(shí)間，在一定范圍內(nèi)進(jìn)行精確調(diào)整，主要故障體現(xiàn)在控制換向的油缸地泄漏及卡閥故障上，日常維護(hù)需要很高的液壓維護(hù)技能。

圖2 氣動(dòng)噴射閥

3.5 噴嘴

噴嘴在整個(gè)高壓水除鱗系統(tǒng)起著重要的作用，噴嘴的性能通過(guò)合理匹配發(fā)揮最大打擊力，才能在使用中發(fā)揮最佳能力。因此，選型與計(jì)算時(shí)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(shù)量越多，總集管供水流量越大。除鱗系統(tǒng)除鱗效果與噴嘴參數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系見(jiàn)表2

表2 噴嘴參數(shù)與除鱗效果的相關(guān)性

3.6 噴嘴布置選用原則

（1）確保各除鱗點(diǎn)的打擊力數(shù)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(dāng)?shù)拇驌袅托×髁抗?jié)能兩方面的因素，找到一個(gè)最佳組合。按翹曲的最高點(diǎn)計(jì)算打擊力和考慮噴嘴噴射重疊量，在翹曲的最低點(diǎn)打擊力要變小，噴嘴噴射重疊量要加大數(shù)倍，帶來(lái)的板面冷卻不均和出現(xiàn)冷卻黑?。话绰N曲的最低點(diǎn)計(jì)算打擊力和考慮噴嘴噴射重疊量，在翹曲的最高點(diǎn)打擊力要變大，但要出現(xiàn)無(wú)噴嘴噴射重疊現(xiàn)象，帶來(lái)的板面局部無(wú)除鱗；因此，計(jì)算和試驗(yàn)?zāi)Ｐ投己苤匾?/p>

（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(shí)每側(cè)至少留有半個(gè)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(yīng)商的推薦值，使噴嘴數(shù)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(guò)大的問(wèn)題，以及相關(guān)的工藝板坯冷卻溫度失控問(wèn)題。

因此，噴射高度、打擊力、噴嘴數(shù)量和噴嘴噴射重疊量的設(shè)計(jì)，必須綜合考慮到工藝原始參數(shù)要求（坯料的尺寸、形狀、鱗片的構(gòu)成及相應(yīng)的除鱗打擊力要求）、工藝設(shè)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(tǒng)配置和運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)合理性等多方面因素。

3.7 其他

儲(chǔ)水、氣動(dòng)系統(tǒng)故障較少，但日常的點(diǎn)檢維護(hù)不能忽略，否則，小故障也可能造成系統(tǒng)的連鎖故障，造成設(shè)備、人員的損傷。高壓水除鱗系統(tǒng)的水源條件較差時(shí)，必須設(shè)置適當(dāng)?shù)倪^(guò)濾器，相對(duì)大的過(guò)濾面積和較高的過(guò)濾精度，重視水質(zhì)的影響，否則造成的設(shè)備損壞會(huì)嚴(yán)重影響系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，增加設(shè)備的維護(hù)成本。

［1］徐灝.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1992.

［2］雷天覺(jué).新編液壓工程手冊(cè)［M］.北京：北京理工大學(xué)出版社，1998.

TH137.7

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〔編輯 李 波〕