[发明专利]一种模拟工况条件下评价阀门摩擦磨损性能和预测使用寿命的方法

说明书

本发明涉及一种模拟工况条件下评价阀门摩擦磨损性能和预测使用寿命的方法，其通过模拟实际工况环境，结合成熟的传感技术，利用扭矩传感器监测操作扭矩的变化情况，进而反映阀门的磨损情况；利用压力传感器监测密闭容腔压强变化，反映阀门的静密封性能；利用计数器记录驱动器的转动圈数，通过驱动器转动圈数和阀门开关次数的关系，计算得到阀门的开启、闭合次数，进而预测其使用寿命。本发明将实际应用阀门放置于人为设定的工况环境，达到模拟实际工况的效果，通过扭矩、压强指标评价阀门的摩擦磨损性能，开关次数指标预测阀门使用寿命，使评价和预测结果更接近与实际工况结果，对实际生产起到准确的指导作用。

技术领域

本发明涉及阀门技术领域，尤其是一种模拟工况条件下评价阀门摩擦磨损性能和预测使用寿命的方法。

背景技术

在现代工业中，尤其是煤化工领域，阀门服役于高温高压强腐蚀性的工况，并且其工作形式为频繁往复性开启闭合，长时间处于这种工况条件下工作，严重缩短了阀门的使用寿命。目前国内外针对阀门的失效形式，结合工作形式和工况条件，通过表面处理技术、先进的制造工艺和设备以及结构优化的形式改善阀门的性能，延长阀门在高强度恶劣工况环境的使用寿命。为了能够准确地评价阀门的性能，需要对经过结构优化、表面处理以及先进制造工艺处理之后的阀门进行模拟工况条件试验，得到相关性能评价指标，得出综合性能的评价。

目前对于摩擦磨损性能评价的研究分为两大类：一类主要包括常温摩擦磨损试验机研究试样的摩擦系数变化，通过计算得到磨痕磨损量和磨损率；高温摩擦磨损试验机研究试样的摩擦系数变化，通过计算得到磨痕磨损量和磨损率；另一类包括阀门高温高压液体密封性检测，阀门高温高压气体密封性检测等。

现有技术所公开的阀体摩擦磨损测试方法，其通过评定阀体和阀杆所用金属材料的摩擦磨损性能，以及所用润滑油或润滑脂的长时抗磨损性能，测试过程中可自动控制温度的变化，保证温度在一定范围内，同时，通过计数器记录阀杆在阀体的阀孔中往复运动的次数。但这种测试方法没有并未考虑阀门的使用工况，以理想化的摩擦磨损条件进行试验，测试结果与阀门实际结果会产生较大的差异，同时，评价指标仅仅是往复次数，只能作为寿命的评价指标。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术中之不足，本发明提供一种模拟工况条件下评价阀门摩擦磨损性能和预测使用寿命的方法，以实现在接近实际使用工况的条件下，能准确地通过操作扭矩、密闭容腔压强评价阀门的使用性能，并通过计数器记录的次数预测阀门的使用寿命，为阀门生产和性能改进提供有效的参考依据。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种模拟工况条件下评价阀门摩擦磨损性能和预测使用寿命的方法，具有以下步骤：

a、施加阀门密封预紧力：选用电动缸作为驱动，使预紧力达到试验设定值，同时保证试验过程中外加预紧力恒定不变，通过压力传感器监测试验过程中预紧力的变化情况；

b、制备接近实际工况条件的工作介质：在储液槽中配制0.6～0.7m³的工作介质，通过磁力搅拌器持续搅拌，促进固液混合使介质均匀混合，防止固体颗粒沉淀；

c、工作介质传输：关闭阀门，采用动力泵和空压机将工作介质输送至密闭容腔，在输送过程中，通过增压系统和加热系统使工作介质达到工况压强和温度要求；在此步骤中，压力传感器监测密闭容腔压强变化；安全阀设定工作压强为8.1MPa，其作用是保证整个试验管路的安全；排气阀的作用是保证使水蒸气发生高压液化，同时及时排出密闭容腔中的空气，使工作介质顺利充满密闭容腔。

d、试验测试：使用双作用气缸实现阀门的开、闭动作，通过扭矩传感器测量扭矩的大小，扭矩传感器输出端接通数据采集记录系统，记录并存储实验数据，通过PLC系统绘制出扭矩变化曲线；