淺析電廠閥門(mén)的工藝與維修策略

陳林

摘 要：隨著我國(guó)核電廠的大力發(fā)展，核電維修工作歷來(lái)是核電廠調(diào)試與運(yùn)維工作的重要組成部分。而對(duì)于機(jī)械閥門(mén)，由于其在核電廠系統(tǒng)中的關(guān)鍵作用，一旦出現(xiàn)性能故障而就可能會(huì)導(dǎo)致機(jī)組、系統(tǒng)的不可用，進(jìn)而產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)損失。本文基于此就電廠閥門(mén)的實(shí)際工藝進(jìn)行分析，并對(duì)電廠閥門(mén)相應(yīng)的維修措施予以研究，以期為后續(xù)關(guān)于電廠閥門(mén)方面的研究提供參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：閥門(mén)；維修；工藝

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.21.021

0 前言

眾所周知，閥門(mén)在管網(wǎng)系統(tǒng)之中被稱(chēng)之為“重要咽喉”，一旦出現(xiàn)故障問(wèn)題就會(huì)很容易影響設(shè)計(jì)功能的實(shí)現(xiàn)甚至引發(fā)泄漏，輕則造成一定的經(jīng)濟(jì)損失，重則為后續(xù)的生產(chǎn)運(yùn)行帶來(lái)嚴(yán)重影響。據(jù)相關(guān)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)事故統(tǒng)計(jì)資料顯示，百分之三十五的生產(chǎn)事故是由閥門(mén)的故障引起的。而對(duì)于核電行業(yè)來(lái)講，閥門(mén)的失效，尤其是核相關(guān)系統(tǒng)閥門(mén)的失效，不僅會(huì)制約電廠的安全生產(chǎn)與運(yùn)行，一旦沒(méi)處理好甚至?xí)鹕鐣?huì)的恐慌與輿論壓力。

1 初探閥門(mén)的內(nèi)在工藝

對(duì)于設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)切斷功能的閥門(mén)，其功能的實(shí)現(xiàn)主要是建立在閥瓣移動(dòng)的基礎(chǔ)上，即通過(guò)閥瓣在閥座相應(yīng)中心線之間靈活自由移動(dòng)進(jìn)而實(shí)現(xiàn)有效切斷。而依據(jù)相應(yīng)閥瓣移動(dòng)的具體狀況，一般閥瓣行程和閥座區(qū)域通口改變呈正比關(guān)系；此外，電廠閥門(mén)的關(guān)閉行程以及閥桿開(kāi)啟均具備較短行程的特點(diǎn)。

具體來(lái)講，截止閥一經(jīng)打開(kāi)閥瓣，其閥瓣與閥座之間相接觸的密封面也就由此分開(kāi)，相應(yīng)地該類(lèi)閥門(mén)的密封面機(jī)械磨損就會(huì)較其它類(lèi)閥門(mén)小，進(jìn)而密封效果也就比較優(yōu)良。但是，分開(kāi)的密封面會(huì)增大其表面沾附較多灰塵顆粒的可能性，此時(shí)如果將閥瓣更換為瓷球或者是鋼球則可以避免該問(wèn)題的出現(xiàn)。對(duì)于大部分的截止閥來(lái)講，其閥瓣、閥座在更換、修理方面較為便捷，更換時(shí)通常并不需要將整個(gè)閥門(mén)進(jìn)行解體。因此，這類(lèi)閥門(mén)對(duì)于管道與閥門(mén)之間是焊接連接的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境較為適用。相較于其它類(lèi)型閥門(mén)而言，截止閥的最小流阻要大一些，若將閥桿和相應(yīng)的閥體結(jié)構(gòu)來(lái)根據(jù)流體的實(shí)際流動(dòng)方向來(lái)布置進(jìn)出口通道，截止閥的最小流阻能夠得到較好的改善。此外，截止閥還具備較小的關(guān)閉行程與開(kāi)啟行程，其密封面能夠承受頻繁的的開(kāi)啟、關(guān)閉，所以也比較適合于高頻率啟閉的現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行環(huán)境。

電廠閘閥主要是用來(lái)截?cái)嗥鋬?nèi)部的流體介質(zhì)。依據(jù)閘板的實(shí)際結(jié)構(gòu)，閘閥可以劃分為楔式、平行式閘板閥門(mén)，而其中的平行式閘板閥又包括平行式單閘板和平行式雙閘板。對(duì)于閘閥來(lái)講，當(dāng)閥門(mén)全開(kāi)時(shí)，流體運(yùn)行的壓力損失是最小的；但是當(dāng)閥門(mén)在半開(kāi)節(jié)流狀態(tài)，即閘板處于局部開(kāi)啟的狀態(tài)時(shí)，流體的高速流動(dòng)會(huì)導(dǎo)致閘板的振動(dòng)，而振動(dòng)對(duì)于閥座以及閘板之間連接密封面會(huì)形成一定的損傷。因此，如果閘閥用于節(jié)流，會(huì)對(duì)閘板造成沖蝕，所以閘閥通常不用于調(diào)節(jié)流量，主要用作截?cái)?，即不需要?jīng)常開(kāi)關(guān)的運(yùn)行環(huán)境。

除了上述截止閥、閘閥外，電廠用的比較多的閥門(mén)還有止回閥，也叫逆止閥、單向閥。顧名思義，止回閥是用于防止流體倒流的閥門(mén)，主要用于管線中對(duì)流向有設(shè)計(jì)要求并只允許單向流動(dòng)的運(yùn)行環(huán)境，當(dāng)流體的流到方向與設(shè)計(jì)或要求的流動(dòng)方向相反時(shí)，閥瓣對(duì)閥座會(huì)產(chǎn)生一定影響促使其立即將流動(dòng)切斷。止回閥分為旋啟式、升降式與蝶式三種類(lèi)型。其中，蝶式止回閥密封性差，在實(shí)際應(yīng)用中已經(jīng)非常少了。旋啟式止回閥，是建立在鉸鏈機(jī)構(gòu)基礎(chǔ)上的，閥瓣設(shè)計(jì)在鉸鏈機(jī)構(gòu)中繞著閥座外的固定軸作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)來(lái)達(dá)到開(kāi)啟、關(guān)閉的功能，以確保閥瓣能夠準(zhǔn)確的運(yùn)動(dòng)到閥座密封面上，使二者形成良好的接觸與密封。而對(duì)于升降式止回閥來(lái)講，閥瓣是沿著閥座中心線作升降運(yùn)動(dòng)的，其功能的實(shí)現(xiàn)主要是依靠流體運(yùn)行時(shí)的壓力將閥瓣抬起，而流體回流時(shí)的壓力又促使閥瓣回落到閥座上來(lái)實(shí)現(xiàn)切斷、防止回流的功能[1]。

2 淺析閥門(mén)的相關(guān)維修措施

對(duì)于電廠閥門(mén)實(shí)施的相關(guān)維修主要是集中在三方面：

其一是對(duì)電廠閥門(mén)振動(dòng)以及強(qiáng)度予以實(shí)際控制進(jìn)而降低維修頻率。具體來(lái)講，電廠閥門(mén)在日常運(yùn)行維護(hù)中出現(xiàn)的常見(jiàn)故障，特別是內(nèi)部各部件的損傷與沖蝕，與電廠閥門(mén)的強(qiáng)度、振動(dòng)有較大的關(guān)系。因此，有必要將閥門(mén)的日常振動(dòng)、強(qiáng)度等因素綜合起來(lái)予以研究分析，尤其是各個(gè)故障之間的相關(guān)性分析，這對(duì)于把握故障機(jī)理以及故障的本質(zhì)起著至關(guān)重要的影響作用，在此基礎(chǔ)上再實(shí)施后續(xù)的針對(duì)性維護(hù)將更加有效。而全面的故障研究分析則需要將多工況之下的閥門(mén)穩(wěn)定性以及耐磨性和相應(yīng)的靜力因素考慮在內(nèi)。

其二是選取電廠中重要的、關(guān)鍵的閥門(mén)實(shí)施狀態(tài)監(jiān)測(cè)、分類(lèi)分析。當(dāng)前，國(guó)外已經(jīng)有較多的閥門(mén)相關(guān)制造企業(yè)關(guān)注于控制系統(tǒng)，對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行故障診斷并進(jìn)行相應(yīng)地改進(jìn)，以此獲取了較大的經(jīng)濟(jì)利益。在此背景下，尤其是在當(dāng)前國(guó)內(nèi)還沒(méi)有將動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)引入閥門(mén)管理時(shí)，我國(guó)也需要向國(guó)外這些企業(yè)看齊，無(wú)論是工業(yè)生產(chǎn)還是電力生產(chǎn)都可以引入控制系統(tǒng)對(duì)閥門(mén)進(jìn)行在線動(dòng)態(tài)化監(jiān)測(cè)，依托于動(dòng)態(tài)化監(jiān)測(cè)技術(shù)實(shí)時(shí)對(duì)閥門(mén)的具體工況予以查看，一旦發(fā)現(xiàn)故障信息數(shù)據(jù)即進(jìn)行快速維修，這樣既能較早的發(fā)現(xiàn)缺陷降低缺陷發(fā)展擴(kuò)大后對(duì)生產(chǎn)的影響，又能夠減少維修方面的人力與資源消耗[2]。

其三是對(duì)電廠閥門(mén)予以再制造。所謂再制造就是對(duì)現(xiàn)有電廠閥門(mén)常見(jiàn)故障予以統(tǒng)一研究分析，并在此基礎(chǔ)上對(duì)易損傷區(qū)域的部件進(jìn)行毛坯模擬，之后專(zhuān)門(mén)針對(duì)這些毛坯技能型修復(fù)加工以及質(zhì)量檢測(cè)和相應(yīng)的設(shè)計(jì)研究，在此基礎(chǔ)上形成新的、性能更加完善的電廠閥門(mén)，實(shí)現(xiàn)對(duì)以往電廠閥門(mén)的“換新衣”，而歷經(jīng)了再制造之后的電廠閥門(mén)將實(shí)現(xiàn)安全化運(yùn)行以及順暢性運(yùn)行[3]。

3 結(jié)論

時(shí)代在不斷更新，各個(gè)領(lǐng)域行業(yè)也在蓬勃的發(fā)展，而無(wú)論是過(guò)去還是當(dāng)前，對(duì)于核電廠來(lái)講安全運(yùn)行永遠(yuǎn)是排在第一位的。核電廠閥門(mén)的維修，涉及領(lǐng)域廣，包括控制、機(jī)械、電氣、材料等諸多方面，為了降低閥門(mén)失效對(duì)電廠生產(chǎn)運(yùn)行的影響，應(yīng)該同時(shí)關(guān)注電廠閥門(mén)的工藝與維修策略，既要改善、強(qiáng)化閥門(mén)的工藝，同時(shí)也要采取適當(dāng)?shù)木S修策略，提高核電廠運(yùn)行的效率與安全。

參考文獻(xiàn)：

[1]李偉龍，孫明宇.電廠鍋爐閥門(mén)泄漏原因分析及預(yù)防措施[J]. 鍋爐制造，2016（03）：63-64.

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[3]田海宇.電廠閥門(mén)閥體密封面深孔堆焊工藝分析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2013（23）：99.