燃气比例阀使用寿命的探讨
2012-8-22叶杨海 叶丽荣
摘  要:由于燃气比例阀燃气具中的核心配件,对燃气比例阀的维护属于确保安全供气的重管理环节。一旦燃气比例阀出现故障,将未经调节的较高压力的燃气直接输送至燃气具燃烧室,后果不堪设想。因此,各燃气具生产单位及制定的相关标准对于燃气比例阀的维护保养、使用寿命等问题的关注也日渐突出。 
关键词:燃气比例阀、使用寿命
 规定燃气比例阀使用寿命的难度
    对于燃气比例阀的使用寿命问题,不仅在我国,即使在发达国家也不同气质、不同使用条件下燃气比例阀规定明确的使用寿命。一般情况下,燃气比例阀生产厂家对于比例阀的维护保养、使用寿命在使用说明书中或纳入规格书均有一定的说明,但对于整体燃气具使用寿命中很少言及(新版标准只是规定了燃气具的报废年限)。这并不是生产厂家有意回避问题,而是存在以下因素: 
    1.1  目前燃气比例阀产品没有对整体燃气具或设备核心部件采用不可拆卸的集成式结构,大多数故障可以通过维修解决。
    1.2  对于现有燃气比例阀,没有相关标准、规程、文献规定,在其结构中哪些部件可以代表整体燃气具的寿命,且无任何疲劳限度要求及疲劳实验要求。
    1.3  燃气比例阀种类很多且部件材质不同。
    1.4  不同燃烧工况下、不同气质对燃气比例阀正常使用寿命影响很大。
    因此,对于燃气比例阀正常使用寿命作统一明确规定比较困难。
2   造成燃气比例阀的因素
   
影响燃气比例阀正常使用的因素很多,主要可以归纳为以下3种。
    2.1  燃气气质的影响
    a. 如果燃气中含有一定量的S02、H2S、芳香烃、焦油等物质,容易导致橡胶件(特别是膜片)变形甚至损坏,从而影响燃气比例阀的稳定输出压力导致燃烧工况恶化我们公司在参考EN549标准的基础上,在编制的行业标准《电子式燃气与空气比例调节装置》、国家标准《安全控制装置通用要求》时均对橡胶件提出了浸泡98%正戊烷72小时、浸泡B溶液72小时(人工煤气)、浸泡2号油168小时的要求,规定了其体积及质量的变化标准。
    b. 如果燃气中含有一定量的S02、H2S、H2O、O2等物质,会导致铜电工纯铁、铝铸件等金属件的腐蚀损坏。目前,相关燃气自动阀标准只是规定必要时进行防护处理且判定方法只是耐潮湿性试验一项要求,没有规定相关盐雾试验、耐酸试验、耐燃气试验是不科学的,要知道这些试验才是影响燃气比例阀正常使用寿命的重要影响因素。
    c. 如果燃气中含有一定量的颗粒粉尘或用户不小心将进水管接到了燃气比例阀的进气口发现错了再接回来但这时水管中的杂质已进入阀腔,长时间使用后,会影响金属件滑动配合的间隙,导致燃气比例阀故障和工作失常。
    d. 如果燃气中含有一定量的颗粒粉尘,在且流量较大时,高速粉尘会造成阀腔内的伺服孔堵塞及其他部件的损伤样燃气比例阀就会失效,不能正常安全关阀且不能调节比例特性这就是为什么欧式气动阀在国外使用没问题,引进到中国后就有点水土不服的原因,这跟我国复杂的气源条件有很大关系。
    e. 如果燃气中含有一定量的在常温下容易产生相变的物质,如单质硫、萘、蒽、轻油等物质,会产生积液并在电磁阀动磁芯导管、阀内腔阀口胶拍、膜片等表面晶粒附着,影响燃气比例阀的正常使用。
    2.2 实际使用工况的影响
    a. 如果进口压过大且流量较大,会造成燃气比例阀不能打开(背压大)、输出压力不稳定、振动、啸叫等现象。对金属件,尤其是压铸铝壳体产生气蚀损伤。
    b. 环境温度过高、过低,某些情况下大幅度压而热不良时造成介质温度过低,都会对膜及其他橡胶件造成硬度变化或变形,从而影响输出压力的变化
    c. 如果燃气具选型不当,燃气比例阀的实际通过能力范围与额定通过能力的差异过大,容易造成燃气比例阀的运动(如胶拍、弹簧等)跑位或局部损伤。
   
2.3 燃气比例阀本身的影响
    a. 燃气比例阀本身结构设计的缺陷。如松下型比例阀由于将截止功能跟比例调节功能组合在一起,很难保证第二道阀的内部气密性稳定合格,以前主要是用在热水器上。这种产品由于第二道阀气密性可靠性差建议不能使用在两用炉产品上,个别厂家将这种燃气比例阀用在两用炉上的做法是利用了原标准条文的模糊概念。燃气具新标准特别是两用炉国家标准明确燃气比例阀的气密力分级并规定了燃气通路系统必须的组成形式,明确要求要有两道可独立工作的截止阀进行控制。
    b. 燃气比例阀所使用的零配件的材质或表面防护处理缺陷。一般均对五金件进行电泳漆、环保镀锌或涂钼处理,橡胶件防粘、防溶涨等防护处理,以保证燃气比例阀使用寿命内正常工作。
    在以上影响燃气比例阀正常使用的因素中,有些会造成可以修复的局部损伤,而有些则会形成整体产品的永久性损伤。
 更换燃气比例阀的相关因素
    在我国燃气的发展历史中,存在几次较大的更新淘汰过程。首先是出于结构方面的考虑,例如水气联动阀,更新的主要原因是因为其结构复杂、维修困难、体积较大成本高。其次是出于安全因素的考虑,更新具有排功能的热水器,例如选用松下型单开关动磁式燃气比例阀、水流传感器的水、气分开控制结构目前,采用双级开关、双通道动芯式燃气比例阀配置水量伺服阀的水气双调数码恒温热水器、采暖洗浴两用炉是未来发展的趋势。是各燃气企业步调基本一致两次较大范围更换燃气比例阀的原因
 燃气比例阀的使用寿命
    燃气比例阀具体的使用寿命与具体使用环境有关,不可一概而论,以下表格列出主要不良现象及描述
序号
不良现象
不良描述及分析
不良反映时间
1
进、出气接头
1、进气接头与燃气具连接螺纹滑牙或断丝。2、O型橡胶密封圈出现局部环切现象。这种情况大多是由于装配过程不慎所致
1个月内
2
电磁阀不能开阀
1、由于进气压力过高超过电磁吸力导致电磁阀不能正常开阀。2、当压力超过0.3MPa甚至更大时将橡胶件压掉进阀口里导致电磁阀开关功能失效。3、线圈断线。电压波动较大,使用环境温度过高均会造成断线现象。一般要选用高质量的漆包线,绕制过程实时控制张力,全部检查层间耐压状况等措施。
1年内
3
内部泄漏超标
1、燃气中微尘颗粒进入阀腔,吸附在阀口或胶拍密封面上影响密封。2、胶拍有硬点、气泡等影响气密的缺陷。3、阀口碰伤或受高速压降冲刷形成气蚀。4、铸铝阀体内腔表面微细铝末运输振动过程中脱落影响密封。一般铝铸件表面喷砂氧化处理后还需进行纳米防护处理(防静电吸附)、无尘车间进行组装测试。
3年内
4
外部泄漏超标
1、橡胶件自身老化2、运动部件(膜片)长时间运行形成疲劳3、维护拆装过程中形成损坏4、燃气不纯净。特别是个别供气站为了利益在燃气中加入二甲醚牟取暴利甲醚的特性,使得它可溶于液化石油气,另方面它对橡胶密封材料有溶胀作用,严重影响了钢瓶、减压阀、燃气比例上的密封材料,轻者影响燃烧工况,重者导致漏气,消费者人身财产安全埋下很大隐患。为此,国家及地方政府明确规定管道液化石油气(气态)禁用二甲醚

    根据
表可以看出,燃气比例阀出现的不良情况主要与燃气气质、使用环境、产品结构、操作不当等因素有关。由于各种客观的原因造成燃气比例阀的损坏,使用寿命一般为3年。据统计,在运行条件的情况下,燃气比例阀的使用寿命运行了8-10年都没有出现过问题。根据实际情况,一般在正常的使用环境下,燃气比例阀的橡胶膜片使用寿命不超过8年,金属材料可用12年。
 建议
    在没有相关标准、规程、文献明确规定燃气比例阀的寿命报废期限的情况下,建议采用以下宁紧勿松的方式进行鉴别:
    5.1  认为结构本身存在严重缺陷且有相关替代产品的燃气比例阀,已达到该产品的使用寿命。
    5.2  运输过程中可以认为金属件(如阀体已产生永久损伤的燃气比例阀,已达到该产品的使用寿命。
    5.3  可以认为已使用较长时间且运动部件磨损严重的燃气比例阀,已达到该产品的使用寿命。
   
5.4 可以认为维修过于频繁且性能仍无法保证的燃气比例阀,已达到该产品的使用寿命。
   
5.5 燃气具已达到报废年限(一般8年,使用人工煤气的5年)使用的燃气比例阀,已达到该产品的使用寿命。
叶杨海 叶丽荣   湛江中信电磁阀有限公司 ,广东  湛江  524022 
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