核電廠氣動(dòng)角型調(diào)節(jié)閥常見問題及處理方法

溫 帥 邱桂東

（中核檢修有限公司防城港分公司，廣西 防城港 538000）

1 引言

氣動(dòng)角型單座調(diào)節(jié)閥采用執(zhí)行機(jī)構(gòu)和角型單座閥兩部分組成[1]，該執(zhí)行機(jī)構(gòu)由彈簧隔膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)和一個(gè)力放大系列的組合，它利用杠桿原理，使彈簧隔膜室的輸出力放大2.6-5.2倍。執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要由上膜盒、下膜盒、膜片、彈簧、支架和一套杠桿組合等零件部件組成。采用頂端導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，確保閥芯穩(wěn)定操作。具有結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、動(dòng)作靈敏、拆裝方便等優(yōu)點(diǎn)。流量特性為等百分比特性，調(diào)節(jié)精度高。廣泛用于精確控制氣體、液體等介質(zhì)。氣動(dòng)角型單座調(diào)節(jié)閥主要有兩種形式：失氣開、失氣關(guān)，本文主要討論失氣關(guān)類型。當(dāng)膜頭上空氣壓力增加時(shí)，閥門增加開度方向動(dòng)作，當(dāng)達(dá)到輸入氣壓上限時(shí)，閥門處于全開狀態(tài)。反過來，當(dāng)空氣壓力減小時(shí)，閥門向關(guān)閉方向動(dòng)作，在沒有輸入空氣時(shí)，閥門全關(guān)。

2 氣動(dòng)角型單座調(diào)節(jié)閥工作原理

氣動(dòng)角型單座調(diào)節(jié)閥以壓縮空氣為動(dòng)力源，以氣缸為執(zhí)行器，并借助電氣閥門定位器、轉(zhuǎn)換器、電磁閥等附件去驅(qū)動(dòng)閥芯運(yùn)動(dòng)，改變閥瓣與閥座間的流通面積，實(shí)現(xiàn)開關(guān)量或比例式調(diào)節(jié)，接收控制系統(tǒng)的控制信號(hào)來完成調(diào)節(jié)管道介質(zhì)的流量、壓力等工藝參數(shù)，如圖1所示。

圖1 氣動(dòng)角型單座調(diào)節(jié)閥工作示意圖

3 氣動(dòng)角型單座調(diào)節(jié)閥常見問題

3.1 閥門內(nèi)漏

閥門內(nèi)漏主要由于閥瓣與閥座密封面密封不嚴(yán)，在全關(guān)狀態(tài)下，閥門泄漏量超過泄漏標(biāo)準(zhǔn)，造成閥門內(nèi)漏。閥門內(nèi)漏的原因主要有以下三個(gè)方面[2-4]：

3.1.1 密封面損壞

閥門密封面是由閥瓣與閥座結(jié)合形成，氣動(dòng)角型單座調(diào)節(jié)閥的密封面為線密封，當(dāng)閥瓣/閥座密封面長期受到介質(zhì)的沖刷，會(huì)腐蝕比較嚴(yán)重，閥瓣/閥座密封面會(huì)產(chǎn)生劃痕、凹點(diǎn)，造成閥門密封不嚴(yán)內(nèi)漏。如密封面缺陷過大，則直接更換閥瓣或閥座。如閥瓣和閥座密封面僅有微小傷痕，則對(duì)密封面進(jìn)行研磨修復(fù)，因調(diào)節(jié)閥閥門密封面較小，研磨過程中要注意避免磨偏密封面，核電站一般采用砂紙進(jìn)行研磨，不允許使用研磨膏研磨，也不允許閥瓣與閥座進(jìn)行對(duì)磨，使用專用工具進(jìn)行研磨，研磨至缺陷消除，對(duì)密封面進(jìn)行藍(lán)油色印試驗(yàn)，要求接觸面連續(xù)、均勻、無斷痕。

3.1.2填料緊固壓力過大

閥門填料的作用是對(duì)閥桿進(jìn)行密封，避免閥門閥腔內(nèi)介質(zhì)外泄。氣動(dòng)角型單座調(diào)節(jié)閥失氣關(guān)型填料使用的是特氟龍夾層/石墨編制填料，當(dāng)填料受到壓緊力時(shí)，填料產(chǎn)生一定徑向形變，充實(shí)閥桿與填料之間的間隙，從而起到密封作用。當(dāng)壓緊力很小時(shí)，填料的徑向形變就很有限，密封效果比較差。當(dāng)壓緊力較大時(shí)，填料的徑向形變就會(huì)很大，密封效果較好。失氣型氣動(dòng)角型單座調(diào)節(jié)閥，當(dāng)閥門失氣時(shí)，閥門位于關(guān)位，如果填料壓緊力過大會(huì)造成填料與閥桿之間的摩擦力大于氣腔彈簧推力，閥門不能全關(guān)，閥門內(nèi)漏。根據(jù)核電現(xiàn)場(chǎng)閥門歷史檢修情況，閥門解體回裝時(shí)，填料壓蓋緊固力矩建議使用小值。

3.1.3 氣腔彈簧變形失效

閥門進(jìn)氣時(shí)，隔膜氣側(cè)壓力大于彈簧側(cè)壓力，推桿受力，向右運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)閥桿向上運(yùn)動(dòng)，閥門打開，介質(zhì)流通。當(dāng)氣側(cè)壓力與彈簧側(cè)相等時(shí)，閥門開度固定。可通過調(diào)節(jié)閥門氣側(cè)壓力來調(diào)整閥門開度。當(dāng)閥門失氣時(shí)，彈簧恢復(fù)原狀，推桿向左運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)閥桿向下運(yùn)動(dòng)，閥門關(guān)閉，介質(zhì)阻斷。當(dāng)彈簧由于長時(shí)間工作受力發(fā)生永久變形，彈簧失效。當(dāng)閥門失氣時(shí)，彈簧不能恢復(fù)原狀，閥門不能全關(guān)，造成閥門內(nèi)漏。閥門解體時(shí)在拆卸彈簧前應(yīng)對(duì)彈簧進(jìn)行檢查，根據(jù)彈簧受力范圍，在執(zhí)行機(jī)構(gòu)中輸入一定的壓力范圍時(shí)閥桿應(yīng)動(dòng)作，當(dāng)壓力達(dá)到另一個(gè)值時(shí)，閥桿達(dá)到其全行程，測(cè)量全行程位移與標(biāo)準(zhǔn)是否一致，如不滿足要求，須更換彈簧。

3.2 虛閥門外漏

3.2.1 閥門盤根填料滲漏

閥門盤根填料滲漏的原因主是密封部件存在間隙，填料使用時(shí)間過長，在運(yùn)行過程中，容易受到磨損、浸蝕、老化等影響，閥桿與填料間逐漸失去致密性能而導(dǎo)致滲漏，在拆卸填料時(shí)應(yīng)使用專用工具，不得劃傷填料腔內(nèi)壁，對(duì)表面受損的內(nèi)壁進(jìn)行修復(fù)或更換，填料安裝時(shí)逐圈將其壓入填料腔，不允許填料連續(xù)纏繞或多圈一起安放再壓緊，按照規(guī)定裝入合適圈數(shù)的填料。

3.2.2 閥門中法蘭滲漏

閥門閥體與閥蓋通過中法蘭螺栓進(jìn)行緊固連接，使用金屬石墨纏繞墊片進(jìn)行密封。中法蘭螺栓緊固力矩不足，或閥體、閥蓋中法蘭面有劃痕，閥門中法蘭密封失效，閥門滲漏。閥門解體時(shí)檢查閥門閥體、閥蓋中法蘭密封面有無劃痕，如有進(jìn)行研磨修復(fù)，更換新中法蘭墊片，按照要求緊固中法蘭螺栓力矩。

3.3 閥門控制元件故障

由于閥位反饋測(cè)量不準(zhǔn)或氣動(dòng)閥門定位器故障引起的控制器開度與閥門開度不一致問題，須對(duì)氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥進(jìn)行整體性調(diào)校驗(yàn)證，控制器緩慢改變（增大或減小）輸入信號(hào)，測(cè)量各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的閥門開度（行程）是否滿足控制要求。主要分為5個(gè)關(guān)鍵調(diào)校點(diǎn)0%、25%、50%、75%、100%開度進(jìn)行驗(yàn)證，通過相應(yīng)的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)分別對(duì)0%開度和其他開度進(jìn)行調(diào)整。

3.4 閥門動(dòng)作遲鈍

在系統(tǒng)的運(yùn)行過程中，閥桿的正常工作是關(guān)鍵關(guān)節(jié)，但是由于長時(shí)間工作，沒有合理維護(hù)等原因，閥桿容易發(fā)生動(dòng)作遲鈍現(xiàn)象。如果閥桿只在關(guān)方向行程中動(dòng)作遲鈍，則考慮閥門氣腔中隔膜破損漏氣，從而導(dǎo)致輸出力達(dá)不到要求，而引起閥桿動(dòng)作遲鈍，這時(shí)應(yīng)及時(shí)更換隔膜。導(dǎo)致動(dòng)作遲鈍原因還有閥桿定位器與氣室連接管線漏氣等，這時(shí)應(yīng)檢查各個(gè)氣管連接處有無漏氣現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)漏氣部位進(jìn)行緊固或更換。

3.5 閥門不動(dòng)作

3.5.1 閥瓣脫落

閥瓣與閥桿為螺紋連接，通過圓柱銷進(jìn)行緊固，當(dāng)圓柱銷失效脫落時(shí)，閥瓣與閥桿松脫，閥門動(dòng)作時(shí)閥瓣不動(dòng)作，造成閥門不打開。對(duì)閥門解體時(shí)檢查閥門圓柱銷是否松動(dòng)，檢查閥桿與閥瓣連接是否緊固。如有異常將閥瓣、閥桿進(jìn)行整體更換。

3.5.2 無氣源

檢查閥門上游供氣隔離閥是否打開，上游氣源是否泄漏。

4 日常維護(hù)

4.1 運(yùn)行期間閥門的監(jiān)測(cè)方法

1）在運(yùn)行期間目視檢查閥門動(dòng)作應(yīng)平穩(wěn)；

2）塵土多的場(chǎng)合要保持閥桿與填料函的導(dǎo)向部分清潔；

3）檢查閥桿與填料函處是否有滲漏；

4）檢查閥蓋與閥體之間是否有滲漏。

4.2 解體維修注意事項(xiàng)

1）維修作業(yè)前，應(yīng)確保調(diào)節(jié)閥沒有負(fù)荷：斷開空氣過濾器的起源管及電磁閥的電源線接頭；如管道中的介質(zhì)對(duì)人體有害時(shí)，按相關(guān)要求進(jìn)行沖洗。

2）維修作業(yè)后，接好空氣過濾器的氣源接管及電磁閥的電源線接頭，應(yīng)確保調(diào)節(jié)閥處于全開位置，保證沖洗管道時(shí)焊渣、贓物順利沖洗。

4.3 設(shè)備運(yùn)行期間的維護(hù)及注意事項(xiàng)

1）保證干凈的氣源，氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的膜室雖然不消耗空氣，如果氣源中含有水分、液滴或其他雜質(zhì)，則會(huì)使閥門定位器、空氣過濾減壓器等附件堵塞并發(fā)生故障；

2）檢查執(zhí)行機(jī)構(gòu)及氣路管件的密封性，要求各部件不應(yīng)有滲漏現(xiàn)象。

5 結(jié)論

本文針對(duì)氣動(dòng)角型單座調(diào)節(jié)閥在核電廠日常檢修過程中遇到的常見問題，根據(jù)其現(xiàn)象進(jìn)行了分析研究，找出閥門內(nèi)漏、閥門外漏、閥門控制元件故障、閥門動(dòng)作遲鈍、閥門不動(dòng)作五種常見問題的原因和解決辦法。結(jié)合工作實(shí)際，提出日常維護(hù)及注意事項(xiàng)。閥門性能決定了核電機(jī)組的能否安全的運(yùn)行，日常檢修過程中必須嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)程進(jìn)行，根據(jù)運(yùn)行過程中所出現(xiàn)的問題進(jìn)行具體分析討論，確保機(jī)組運(yùn)行的安全。