重錘式止回閥常見問題分析

韓 偉

（中核遼寧核電有限公司，遼寧葫蘆島 125100）

0 引言

核電站通風(fēng)系統(tǒng)保證了系統(tǒng)各房間內(nèi)設(shè)備所需要的溫度和濕度，并為人員進(jìn)入提供了條件。止回閥廣泛使用于工業(yè)工廠中，升降式止回閥、旋啟式止回閥、蝶式止回閥、隔膜式止回閥等，均有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，選用時均根據(jù)系統(tǒng)具體工況而定。重錘式止回閥是核電站通風(fēng)系統(tǒng)中主要的設(shè)備之一，主要對風(fēng)機(jī)提供有效保護(hù)，有閥門密封性好、啟閉動作靈敏可靠的特點(diǎn)。在系統(tǒng)正常運(yùn)行中，閥門的靈敏度直接影響風(fēng)管內(nèi)介質(zhì)局部能量損失及送風(fēng)系統(tǒng)的流量[1]。

1 重錘式止回閥及工作原理

1.1 類型及結(jié)構(gòu)

重錘式止回閥主要有矩形單葉止回閥、矩形雙葉止回閥和圓型結(jié)構(gòu)止回閥3 種結(jié)構(gòu)形式：矩形單葉結(jié)構(gòu)止回閥主要由閥體（組焊件）、單個組裝葉片、重錘組件和軸等組成；矩形多葉結(jié)構(gòu)止回閥分為普通系列多葉止回閥和橫向加強(qiáng)多葉止回閥，主要部件均為閥體（組焊件）、多個組裝葉片、重錘組件和軸等組成，與單葉結(jié)構(gòu)不同的是當(dāng)閥門結(jié)構(gòu)尺寸大于1250 mm 時，在閥體中間需設(shè)置加強(qiáng)板，用來增加閥門的穩(wěn)定性；圓型結(jié)構(gòu)止回閥主要由閥體（組焊件）、組裝葉片、重錘組件和軸、齒輪等組成，另外還有軸承、旋臂、墊板、連接副、壓片、螺紋圓柱銷、定位螺釘及螺母等零部件。無論是哪種結(jié)構(gòu)的止回閥，均可根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際要求，安設(shè)有開關(guān)推動器和限位開關(guān)，各主要部件功能如下：

（1）閥體。承重件，用來支撐軸和葉片等閥體所有部件，并實(shí)現(xiàn)與風(fēng)管的連接。

（2）葉片。啟閉件，通過旋轉(zhuǎn)帶動密封圈實(shí)現(xiàn)閥門開啟、關(guān)閉功能：

（3）軸。連接葉片和重錘組件，并傳遞閥門動作過程中的扭矩。

（4）重錘組件。作為閥門關(guān)閉過程的動力源，施加閥門關(guān)閉時所需作用力。

（5）密封圈。閥門完全關(guān)閉后實(shí)現(xiàn)密封功能，保證泄漏量在系統(tǒng)所允許范圍內(nèi)。

（6）限位開關(guān)。傳遞開、關(guān)信號，顯示閥門關(guān)閉或開啟狀態(tài)，確認(rèn)閥門位置。

1.2 工作原理

止回閥是指啟閉件借助介質(zhì)作用力，自動阻止介質(zhì)逆流的閥門，止回閥又稱為單向閥或逆止閥，屬于自動閥類，無需外力驅(qū)動[2]。重錘式止回閥一般安裝在風(fēng)機(jī)或空調(diào)的出口位置，風(fēng)機(jī)啟動運(yùn)行時，風(fēng)管內(nèi)閥前會形成正向壓力，當(dāng)正向壓力大于閥門的開啟壓差（一般100～200 Pa）時，閥門會克服關(guān)閉力矩開啟，此時葉片的開啟角度會隨著管道內(nèi)風(fēng)速的變化而變化，當(dāng)管道內(nèi)風(fēng)速較大時，葉片的開啟角度就大，反之則開啟角度??；當(dāng)風(fēng)管內(nèi)閥門的前后有反向壓差或無壓差時，在重錘和葉片的重力作用下閥門關(guān)閉，切斷風(fēng)管內(nèi)介質(zhì)流通路徑，防止系統(tǒng)產(chǎn)生倒灌，實(shí)現(xiàn)止回功能。

1.3 選型

選擇止回閥時，一般是根據(jù)對最小的沖擊壓力或無撞擊關(guān)閉所需要的關(guān)閉速度及其關(guān)閉速度特性做定性的評估，進(jìn)而選擇所需要的止回閥型號及尺寸。這樣的選擇方法不一定是最精確的，但是根據(jù)工作經(jīng)驗(yàn)來看，大多數(shù)場合是可以得到所想要得到的結(jié)果的[3]。

選擇重錘式止回閥時，首先要根據(jù)系統(tǒng)確定所需要的風(fēng)機(jī)（或空調(diào)）型號，包括風(fēng)機(jī)（或空調(diào)）的功率、出口風(fēng)速等參數(shù)，再由閥門的關(guān)閉速度應(yīng)與風(fēng)機(jī)（或空調(diào)）出口的介質(zhì)流速相匹配，然后根據(jù)這些參數(shù)再確定重錘式止回閥的結(jié)構(gòu)形式及尺寸，保證在風(fēng)機(jī)（或空調(diào)）停轉(zhuǎn)的過程中，閥門能平穩(wěn)關(guān)閉，防止出現(xiàn)較大的撞擊。

2 缺陷描述及原因

經(jīng)過長期運(yùn)行，某核電機(jī)組發(fā)現(xiàn)重錘式止回閥的主要缺陷現(xiàn)象及原因見表1。

3 缺陷類型及原因分析

（1）故障1：連接桿銷子松脫或丟失。主要原因有兩個：一是閥門設(shè)計部分缺陷，止回閥連桿之間的銷子是通過卡簧固定的，當(dāng)閥門長期開啟關(guān)閉來回擺動時，卡簧很容易松脫，導(dǎo)致銷子脫落（圖1）；二是連接桿銷子軸套磨損，當(dāng)風(fēng)機(jī)啟動后閥門處于全開位，此時重錘帶著連桿不斷擺動，隨著時間增長，造成軸套磨損，銷子脫落。

（2）故障2：限位開關(guān)問題。其主要原因是止回閥限位開關(guān)設(shè)計缺陷（圖2）。隨著風(fēng)機(jī)的啟停，閥門不斷開啟、關(guān)閉，推動器撞擊限位開關(guān)的頻率增加，隨著運(yùn)行時間的增長，造成限位開關(guān)損壞。限位開關(guān)支架松動也有可能導(dǎo)致反饋不顯示的問題。

表1 重錘式止回閥缺陷及原因

（3）故障3：重錘與閥桿連接螺栓松動。分析認(rèn)為，閥門維修后未將螺栓緊固到位，閥桿在重錘的作用下帶著葉片不斷開啟關(guān)閉，而重錘與閥桿的連接螺栓為受力部位，長期運(yùn)行后導(dǎo)致螺栓松動甚至脫落、丟失。

4 處理措施

（1）對于連接桿銷子脫落或丟失的情況，將卡簧配合銷子的連接方式更換為開口式，使銷子更加牢固可靠，消除由于止回閥長期來回開關(guān)擺動造成卡簧脫落，從而導(dǎo)致銷子掉落，閥門無法正常開關(guān)現(xiàn)象（圖3）。并定期檢查銅套磨損情況，如果出現(xiàn)磨損量過大及時更換銅套，避免出現(xiàn)銅套磨損太嚴(yán)重導(dǎo)致的系統(tǒng)無法正常工作現(xiàn)象。

圖1 連接桿銷子松脫

圖2 限位開關(guān)問題

（2）關(guān)于限位開關(guān)的問題，有兩種方法可以解決：一是更換限位開關(guān)的形式或限位開關(guān)的安裝方式；二是改變推動器的結(jié)構(gòu)，減小與限位開關(guān)接觸的坡度，使推動器與限位開關(guān)平緩接觸，而不是直接按壓限位開關(guān)，這樣既能增加與限位開關(guān)接觸的穩(wěn)定性，又能降低限位開關(guān)的損壞頻繁、成本與維修次數(shù)。

（3）重錘與閥桿的連接螺栓使用雙螺母，防止重錘帶動閥桿頻繁動作造成螺母松動脫落導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)受影響等情況，達(dá)到防松的目的。

5 結(jié)論

圖3 連接桿銷子連接方式更換為開口銷

重錘式止回閥在核電站通風(fēng)系統(tǒng)內(nèi)起到非常重要的作用，通過工作過程中總結(jié)現(xiàn)場閥門出現(xiàn)的不回座、信號反饋、重錘指示方向不準(zhǔn)確及閥位顯示等缺陷，將系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)與閥門結(jié)構(gòu)相結(jié)合，找到閥門不回座、重錘指示方向不準(zhǔn)確的原因在連接桿的銷子處，信號反饋、閥位顯示的原因在限位器上，并詳細(xì)闡明了解決方法，保證了系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，減少日常維修工作量。