德国BURKERT电磁阀故障判断及处理方法
宝德电磁阀管线中的控制介质元件。某单位使用的1台进口管线球阀，在项目现场发生了阀杆断裂事故，导致此台阀门无法正常使用，委托我公司进行维修。为了找到阀杆断裂的主要原因，特此进行了以下分析。
burkert电磁阀阀杆断口位于o型圈槽与台阶的过渡处，断口面比较平整。阀门经解体后发现：球面有明显的划痕，并且有多处坑
窝；阀座上的o型圈已损坏，存在长约8mm左右的缺口）。
1.分析过程
经解体后得知：此阀门结构为双向阀座密封固定式球阀，主要由阀体、左右连接体、阀杆、上下支撑板、球体、密封圈、执行机构等组
成；密封副由阀座组件上的o型圈与球体球面构成；球体由上、下两个支撑板支撑，通过旋转执行机构带动阀杆转动，从而实现球体的90°旋
转，并通过进、出口两端阀座与球体的密封，实现接通和截断介质的目的。
这种结构形式的阀门特点是：阀门为筒状体、固定球结构，阀座采用双座双向自密封结构，同时有预紧弹簧，密封和自动泄放中腔过高压
力的功能；阀门内置有支撑板，球体通过上下支撑板固定于阀腔之中，大大减小阀杆的受力情况。当阀门在正常工作时，介质的密封力通过支
撑板作用到连接体上，（2）力学性能试验
断裂阀杆加工成拉伸试样，在万能材料试验机进行拉伸试验，试验结果见表2。 阀杆材料力学性能试验数据
抗拉强度σb/mpa 屈服强度σs/mpa 伸长率a（%）
从以上试验数据可以得知：阀杆的力学性能是不达标的。为了探究力学性能偏低的原因，特此进行了微观组织分析。
（3）微观组织分析
取样部位为阀杆断裂面，金相观察纵截面金相组织为珠光体与铁素体（见图4），而且呈连续带状分布，带状组织达到5级组织中铁素体晶
界清晰可见，珠光体带宽窄不一，见图5。
电磁阀显看出：铁素体和珠光体呈带状交替分布，呈现出较为明显的带状组织，内部组织极不均匀。低合金钢经调质处理后，内
部应分布较为均匀的回火索氏体组织。试样经合理热处理工艺进行调质处理的金相组织。
（4）表面硬度检测
burkert电磁阀布氏硬度试验机上检测硬度，其表面硬度190～207hbw，明显偏低。
（5）无损检测
分别对断裂阀杆按jb/t4730-2005的规定进行了磁粉和超声波探伤检验，结果显示：表面及内部无超标缺陷。
3.扭矩及零件尺寸检测
（1）扭矩检测
电磁阀阀杆并组装后，对事故阀门进行了扭矩测试，试验结果见表3。
阀门扭矩测试数据
单面进压，检测阀门执行机构输出轴的扭矩
从以上数据得知：阀门的启闭扭矩是随着压力的增加而不断增大的，当压力达到公称压力时，阀门的启闭扭矩为300n·m，折算到阀杆上的
扭矩值为2704n·m。经计算，设计扭矩应为270n·m左右，实际操作扭矩远大于设计扭矩。为了进一步找到扭矩剧增的其他原因，特此对此阀门
的关键零件进行了尺寸检测。
（2）零件尺寸检测
burkert电磁阀阀门解体后，用三坐标测量仪分别对支撑板、阀体与连接体组件等关键零部件进行了尺寸检测，检测数据见表4。 阀门关键零
部件尺寸检测数据
检测部位 支撑板两端面到轴孔中心尺寸 阀体止口端面至阀体轴孔中心尺寸
对检测数据进行分析得知，支撑板端面与连体端面存在较大间隙。上支撑板左边间隙为1.53mm，右边间隙为2.03mm；下支撑板左边间隙为
1.36mm，右边间隙为2.17mm。
若支撑板端面与连接体止口端面间隙过大，则在介质力的作用下，支撑板会发生移动，将压紧力传递到阀杆上，这样会使阀杆承受很大的
扭矩和剪切力。实践证明：支撑板端面与连接体止口端面之间间隙在0.2～0.5mm时较为适宜。而此台阀门支撑板与连接体止口端面的间隙远远
超过0.5mm，在介质力的作用下，阀杆会承受较大的扭矩。
4.结语
造成此台管线球阀阀杆断裂的主要原因有：支撑板端面与连接体止口端面之间存在过大的间隙，尺寸超差；阀杆材料的热处理工艺不当，
导致阀杆的强度、硬度均低于标准值。
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窝；阀座上的o型圈已损坏，存在长约8mm左右的缺口）。
1.分析过程
经解体后得知：此阀门结构为双向阀座密封固定式球阀，主要由阀体、左右连接体、阀杆、上下支撑板、球体、密封圈、执行机构等组
成；密封副由阀座组件上的o型圈与球体球面构成；球体由上、下两个支撑板支撑，通过旋转执行机构带动阀杆转动，从而实现球体的90°旋
转，并通过进、出口两端阀座与球体的密封，实现接通和截断介质的目的。
这种结构形式的阀门特点是：阀门为筒状体、固定球结构，阀座采用双座双向自密封结构，同时有预紧弹簧，密封和自动泄放中腔过高压
力的功能；阀门内置有支撑板，球体通过上下支撑板固定于阀腔之中，大大减小阀杆的受力情况。当阀门在正常工作时，介质的密封力通过支
撑板作用到连接体上，（2）力学性能试验
断裂阀杆加工成拉伸试样，在万能材料试验机进行拉伸试验，试验结果见表2。 阀杆材料力学性能试验数据
抗拉强度σb/mpa 屈服强度σs/mpa 伸长率a（%）
从以上试验数据可以得知：阀杆的力学性能是不达标的。为了探究力学性能偏低的原因，特此进行了微观组织分析。
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取样部位为阀杆断裂面，金相观察纵截面金相组织为珠光体与铁素体（见图4），而且呈连续带状分布，带状组织达到5级组织中铁素体晶
界清晰可见，珠光体带宽窄不一，见图5。
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部应分布较为均匀的回火索氏体组织。试样经合理热处理工艺进行调质处理的金相组织。
（4）表面硬度检测
burkert电磁阀布氏硬度试验机上检测硬度，其表面硬度190～207hbw，明显偏低。
（5）无损检测
分别对断裂阀杆按jb/t4730-2005的规定进行了磁粉和超声波探伤检验，结果显示：表面及内部无超标缺陷。
3.扭矩及零件尺寸检测
（1）扭矩检测
电磁阀阀杆并组装后，对事故阀门进行了扭矩测试，试验结果见表3。
阀门扭矩测试数据
单面进压，检测阀门执行机构输出轴的扭矩
从以上数据得知：阀门的启闭扭矩是随着压力的增加而不断增大的，当压力达到公称压力时，阀门的启闭扭矩为300n·m，折算到阀杆上的
扭矩值为2704n·m。经计算，设计扭矩应为270n·m左右，实际操作扭矩远大于设计扭矩。为了进一步找到扭矩剧增的其他原因，特此对此阀门
的关键零件进行了尺寸检测。
（2）零件尺寸检测
burkert电磁阀阀门解体后，用三坐标测量仪分别对支撑板、阀体与连接体组件等关键零部件进行了尺寸检测，检测数据见表4。 阀门关键零
部件尺寸检测数据
检测部位 支撑板两端面到轴孔中心尺寸 阀体止口端面至阀体轴孔中心尺寸
对检测数据进行分析得知，支撑板端面与连体端面存在较大间隙。上支撑板左边间隙为1.53mm，右边间隙为2.03mm；下支撑板左边间隙为
1.36mm，右边间隙为2.17mm。
若支撑板端面与连接体止口端面间隙过大，则在介质力的作用下，支撑板会发生移动，将压紧力传递到阀杆上，这样会使阀杆承受很大的
扭矩和剪切力。实践证明：支撑板端面与连接体止口端面之间间隙在0.2～0.5mm时较为适宜。而此台阀门支撑板与连接体止口端面的间隙远远
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