VVER 核電機組小口徑止回閥研磨工具的研究

楊 歡，苑學(xué)堯，陳一然

（中核遼寧核電有限公司，遼寧葫蘆島 125000）

0 引言

核電機組運行期間，蒸汽發(fā)生器會聚集二回路的雜質(zhì)，因此需要通過蒸汽發(fā)生器排污系統(tǒng)進行定期排污。VVER 核電機組的C43031 系列小口徑止回閥位于蒸汽發(fā)生器排污系統(tǒng)中，此類閥門的口徑小，閥座與閥瓣采用錐面設(shè)計，維修研磨較困難。加之所在系統(tǒng)的特殊性，維修的數(shù)量較多，因此對維修人員的技術(shù)水平要求較高。為了提高閥門的密封性能，減少維修返工率，縮短檢修時間，降低人員成本。因此，必須對此類小口徑止回閥的研磨工藝進行合理的改進。

1 原始的小口徑止回閥研磨工藝

設(shè)備經(jīng)過長時間運行后，閥座與閥瓣的密封面會出現(xiàn)一定程度的破損，密封效果達不到要求。目前研磨效果較好的辦法是在密封面處貼上砂紙，將破損的密封面切削掉，研磨的精度和效率都比使用研磨膏好。

1.1 研磨閥芯組件

目前對于受損的錐形密封面閥芯組件，電廠大多數(shù)采用車削并拋光的方法[1]。在普通車床上采用轉(zhuǎn)動小刀架法，將受損的錐形閥芯密封面切削掉。首先使用萬能角度尺測量出閥芯錐形密封面斜面的角度為135°，進而可以得出閥芯錐形密封面斜面與軸心線的角度為45°。然后調(diào)整車床上小刀架的角度為45°，固定好小刀架底板螺母。通過轉(zhuǎn)動小刀架手柄，將受損的閥芯錐形密封面切削干凈，待缺陷消除后使用砂紙進行拋光，具體結(jié)構(gòu)如圖1 所示。

圖1 錐形密封面閥芯

1.2 研磨閥座組件

目前電廠大多采用閥芯與閥座互磨的方法來研磨閥座，在閥芯表面貼好砂紙，使閥芯與閥座表面充分接觸，手動旋轉(zhuǎn)以消除閥座密封面上的缺陷。研磨過程中利用不同型號的砂紙對密封面進行粗磨、中磨和細磨。用黑色記號筆在閥座表面均勻劃上幾道，手動旋轉(zhuǎn)閥芯進行研磨，直至輕轉(zhuǎn)一小角度就可以將記號筆線全部切斷，閥芯與閥座錐形密封面處就可以看到一圈又黑又亮的連續(xù)不斷的密封線，最后擦拭干凈即完成密封面的研磨。

1.3 遇到的問題

（1）手動研磨閥芯與閥座，大幅度增加了檢修人員的工作時間和工作強度。

（2）使用轉(zhuǎn)動小刀架法車削密封面精度得不到保證，車削量一旦過大，將縮短閥門的使用壽命。

（3）先研磨合適閥芯，再使用閥芯去研磨閥座，使得密封面斜面角度明顯偏大或偏小，接觸部位明顯靠上或靠下，改變了閥門密封面的原始尺寸，很容易磨偏，增加了內(nèi)漏的可能性。

2 改進原始研磨工藝

使用自動化設(shè)備代替手動研磨，從而提高閥門的研磨效率。旋轉(zhuǎn)研磨機底座兩邊的旋轉(zhuǎn)手桿，通過底座下方的雙螺紋螺桿控制底座上夾具移動，卡緊或松開研磨胎具或閥座（圖2）。電機1 驅(qū)動螺桿旋轉(zhuǎn)，使螺母能夠上下移動，從而使與之連接的升降臺沿著兩個光杠上下移動。電機2 驅(qū)動旋轉(zhuǎn)機構(gòu)旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，從而使旋轉(zhuǎn)機構(gòu)末端連接的研磨胎具或閥芯旋轉(zhuǎn)。

圖2 研磨機

2.1 設(shè)計并制作研磨胎具及卡具

根據(jù)升降式止回閥的結(jié)構(gòu)，設(shè)計了與其閥芯和閥座相匹配的研磨胎具。研磨閥座的研磨胎具材料為黃銅，一端銑有鍵槽，方便與研磨機連接，另一端用來研磨閥座；研磨閥芯的研磨胎具材料為碳鋼，一側(cè)卡在研磨機的卡具上，一側(cè)用來研磨閥芯。此外，為了閥芯和閥座能夠與研磨機緊密連接，通過車床和銑床加工處理了以下卡具。

2.2 研磨密封面

根據(jù)胎具的密封面形狀裁剪了大量15 μ，30 μ 和60 μ 的砂紙，將閥座研磨胎具卡在旋轉(zhuǎn)裝置末端，將閥芯研磨胎具卡在底座卡具上，操作研磨工具對兩個胎具的接觸面進行了研磨，使閥芯研磨胎具和閥座研磨胎具的密封面角度達到一致；之后將閥芯及其連接件卡在旋轉(zhuǎn)軸上，將砂紙貼在閥芯研磨胎具密封面上，并將閥芯研磨胎具卡在底座卡具上，操作研磨工具對其接觸面進行了研磨，使閥芯研磨胎具和閥芯密封面角度達到一致；最后將閥座和其連接件卡在底座卡具上，將砂紙貼在閥座研磨胎具密封面上，并將閥座研磨胎具卡在旋轉(zhuǎn)軸上，操作研磨工具對其接觸面進行了研磨，使閥座研磨胎具和閥座密封面角度達到一致，因為閥芯研磨胎具和閥座研磨胎具密封面角度一致，因此保證了閥芯和閥座密封面的角度一致，從而也保證了閥芯和閥座的密封效果。

3 結(jié)語

通過對原始的研磨工藝進行改進，使用自動化研磨工具代替純手動研磨，進而提高了閥門的研磨效率，減少了檢修人員的工作時間和工作強度。電廠大修期間，部分閥門由于工具和技術(shù)限制無法研磨成功而報廢，改進研磨工藝后不僅節(jié)約了成本，還提高了閥門的使用壽命和維修合格率。