空氣閘門(mén)密封條低壓報(bào)警故障原因分析及處理

韓 鵬，于群利，張 帆，曾韻韜，吳 浩

（中核核電運(yùn)行管理有限公司，浙江嘉興 314300）

0 引言

空氣閘門(mén)作為重水堆核電（簡(jiǎn)稱(chēng)重水堆）機(jī)組安全殼系統(tǒng)的子系統(tǒng)，是保證安全殼完整性不被破壞的情況下，人員或設(shè)備進(jìn)出反應(yīng)堆廠房的通道。每臺(tái)空氣閘門(mén)由輔助廠房側(cè)閘門(mén)和反應(yīng)堆廠房側(cè)閘門(mén)組成，兩道閘門(mén)之間的腔室為緩沖區(qū)。在閘門(mén)關(guān)閉時(shí)由門(mén)銷(xiāo)將門(mén)扇和門(mén)框進(jìn)行定位，密封條處于充壓狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)門(mén)扇和筒體門(mén)框密封面之間的密封，以保證安全殼的密封性。

空氣閘門(mén)密封條是由儲(chǔ)氣罐進(jìn)行供氣，密封條的充氣壓力為0.32～0.33 MPa，如密封條出現(xiàn)破損或其他原因?qū)е旅芊鈼l壓力低于0.287～0.293 MPa，壓力開(kāi)關(guān)會(huì)自動(dòng)觸發(fā)密封條低壓力報(bào)警。造成空氣閘門(mén)密封條低壓力報(bào)警故障的原因較多，密封條氣源回路和動(dòng)力源回路有很多聯(lián)鎖裝置，導(dǎo)致故障的排查定位較為困難且耗費(fèi)時(shí)間。所以對(duì)密封條氣源回路的聯(lián)鎖方式和缺陷表象進(jìn)行梳理分類(lèi)，并逐層剖析故障產(chǎn)生的原因和處理方法，以保證在出現(xiàn)相關(guān)故障時(shí)能夠快速、準(zhǔn)確的定位處理。

1 故障分析方法

重水堆空氣閘門(mén)共有兩路氣源，一路為密封條氣源，另一路為動(dòng)力氣源，密封條氣源聯(lián)鎖機(jī)構(gòu)是由動(dòng)力氣源聯(lián)鎖機(jī)構(gòu)以機(jī)械形式進(jìn)行控制，即閘門(mén)在關(guān)閉過(guò)程中，由動(dòng)力氣源聯(lián)鎖機(jī)構(gòu)的充放氣手輪軸控制密封條充氣；密封條充氣完成后充氣回路關(guān)閉，由動(dòng)力氣源聯(lián)鎖機(jī)構(gòu)齒條控制密封條補(bǔ)氣回路對(duì)密封條進(jìn)行持續(xù)補(bǔ)氣；閘門(mén)開(kāi)啟過(guò)程中，由動(dòng)力氣源聯(lián)鎖機(jī)構(gòu)的充放氣手輪軸控制密封條排氣后，齒條控制密封條補(bǔ)氣回路關(guān)閉。所以空氣閘門(mén)的動(dòng)力氣源聯(lián)鎖機(jī)構(gòu)關(guān)閉、閉鎖、開(kāi)啟3 個(gè)狀態(tài)分別對(duì)應(yīng)密封條充氣、補(bǔ)氣、排氣3 個(gè)狀態(tài)。因密封條排氣時(shí)觸發(fā)的低壓信號(hào)是作為正常模式信號(hào)，不會(huì)觸發(fā)壓力開(kāi)關(guān)報(bào)警，故可以不考慮排氣回路。針對(duì)密封條低壓力報(bào)警故障，從密封條、密封條充氣回路、密封條補(bǔ)氣回路3 個(gè)方面進(jìn)行分析。

2 故障分析及處理

2.1 密封條泄漏

2.1.1 密封條進(jìn)氣管破損導(dǎo)致泄漏

（1）故障分析：密封條進(jìn)氣管和供氣儀表管連接方式為橡膠管套在金屬儀表管上，使用卡箍對(duì)橡膠進(jìn)氣管進(jìn)行固定。因?yàn)槭墙饘俟芎拖鹉z管連接，又是使用的金屬卡箍，加之密封條充放氣時(shí)進(jìn)氣管處的微量膨脹、收縮，所以?xún)x表管的管口和卡箍容易對(duì)橡膠管產(chǎn)生磨損，造成進(jìn)氣管破損漏氣。

（2）處理方式：對(duì)儀表管的管口進(jìn)行打磨修整，消除銳邊、毛刺等，使管口處盡量圓整、光滑，減少管口對(duì)橡膠進(jìn)氣管的磨損；在橡膠進(jìn)氣管和卡箍的接觸位置采用橡膠或膨體四氟等硬度較低的柔性非金屬材料進(jìn)行襯墊，避免金屬卡箍和橡膠進(jìn)氣管直接接觸，對(duì)橡膠進(jìn)氣管造成磨損。

2.1.2 密封條本體破損泄漏

（1）故障原因分析：①導(dǎo)致密封條本體破損的原因除橡膠的正常老化和密封條的制造缺陷外，基本上會(huì)受外部因素影響。密封條本身為硅橡膠材質(zhì)，如密封條槽框和密封面清理不干凈、有尖銳異物或密封條槽框和密封面本身有銳邊、毛刺等缺陷，在密封條充氣膨脹后，極有可能損壞密封條；②密封條是沿空氣閘門(mén)門(mén)扇外圈安裝，硅橡膠密封條本身硬度較低且具有彈性，而且長(zhǎng)度略大于密封條槽框。如果密封條安裝方法不當(dāng)，會(huì)有一段區(qū)域內(nèi)的密封條長(zhǎng)度稍長(zhǎng)于槽框長(zhǎng)度，然后靠外力將密封條擠壓并塞進(jìn)密封條槽框內(nèi)，在多次充放氣后，會(huì)有密封條脫出槽框的可能。

（2）處理方式：①在密封條安裝前要注意密封條槽框和門(mén)框密封面的清理檢查，消除可能對(duì)密封條造成損壞的異物、毛刺、銳邊等后才可安裝密封條，并定期檢查清理密封面，及時(shí)對(duì)密封面的缺陷進(jìn)行修復(fù)。人員轉(zhuǎn)運(yùn)檢修工具、材料、設(shè)備等通過(guò)設(shè)備閘門(mén)需注意保護(hù)密封條和密封面，防止物項(xiàng)搬運(yùn)時(shí)碰傷密封條和密封面；②掌握密封條正確的安裝方法。密封條本體破損漏氣故障判斷比較直觀，其表現(xiàn)為壓力表持續(xù)保持在低壓力狀態(tài)，可以根據(jù)漏氣聲音、氣流感覺(jué)、檢漏液查漏等方式判斷漏氣位置。在缺少新密封條備件的緊急情況下，可應(yīng)急使用樂(lè)泰MS939 對(duì)舊密封條破損位置進(jìn)行修補(bǔ)，密封條修補(bǔ)必須經(jīng)過(guò)24 h 以上固化并打壓試驗(yàn)合格后才能復(fù)用。另外密封條使用壽命為5 年，需合理的安排預(yù)維更換時(shí)間，防止密封條因老化出現(xiàn)損壞失效。

2.2 密封條充氣回路異常

2.2.1 動(dòng)力氣源回路聯(lián)鎖裝置異常

（1）故障分析：空氣閘門(mén)關(guān)閉時(shí)控制密封條充氣的動(dòng)力氣源回路聯(lián)鎖裝置傳動(dòng)方式為，齒條上鎖后觸碰信號(hào)開(kāi)關(guān)，電磁閥接受信號(hào)將進(jìn)氣口和供氣口連通，氣源進(jìn)入充放氣手輪軸的驅(qū)動(dòng)氣缸中，氣缸驅(qū)動(dòng)充放氣手輪軸旋轉(zhuǎn)動(dòng)作，由軸末端壓板切換充氣閥的閥位?？刂泼芊鈼l充氣的動(dòng)力氣源回路聯(lián)鎖裝置由充放氣手輪軸、驅(qū)動(dòng)氣缸、電磁閥組成，故上述3 個(gè)裝置故障都可能造成密封條充氣異常、產(chǎn)生低壓力報(bào)警。

（2）處理方式：①可以按照閘門(mén)手動(dòng)操作程序，使用手輪轉(zhuǎn)動(dòng)充放氣手輪軸控制密封條充氣，以此判斷充放氣手輪軸是否存在卡澀。如充放氣手輪軸出現(xiàn)卡澀故障，需拆除充放氣手輪軸，查找卡澀原因并進(jìn)行修復(fù)；②充放氣手輪軸驅(qū)動(dòng)氣缸為雙作用氣缸，氣缸的固定以及和充放氣手輪的連接均為銷(xiāo)連接，拆除較為簡(jiǎn)單，而且只要在閘門(mén)開(kāi)或關(guān)閉狀態(tài)（氣缸為無(wú)氣狀態(tài)）不需建立隔離安全措施即可拆除氣缸。在判斷故障時(shí)可以將氣缸拆除，連接臨時(shí)氣源進(jìn)行氣缸動(dòng)作試驗(yàn)，以此判斷氣缸是否存在卡澀故障。如氣缸出現(xiàn)卡澀故障需要解體氣缸進(jìn)行檢查處理，必要時(shí)更換新氣缸；③通過(guò)上述檢查已排除充放氣手輪軸和驅(qū)動(dòng)氣缸故障，再排除信號(hào)故障，即可定位電磁閥閥體是否存在卡澀故障。如判斷電磁閥閥體出現(xiàn)故障，需要解體閥門(mén)進(jìn)行檢查處理，必要時(shí)更換新閥門(mén)。

2.2.2 密封條充氣回路異常

（1）故障分析：密封條充氣回路是由密封條氣源儲(chǔ)氣罐供氣，在密封條充氣閥進(jìn)氣口和供氣口連通后，密封條氣源通過(guò)密封條充氣閥進(jìn)入密封條內(nèi)。如出現(xiàn)氣源管線漏氣、密封條充氣閥故障均可能造成密封條進(jìn)氣量不足或無(wú)氣源，從而觸發(fā)密封條低壓力報(bào)警。

（2）處理方式：①根據(jù)聲音、檢漏液判斷進(jìn)氣管線上的所有卡套接頭及密封條充氣閥的螺紋接頭是否存在泄漏，并對(duì)漏點(diǎn)進(jìn)行處理；②充氣閥為機(jī)械控制的兩位三通閥，判斷其是否存在故障可以在空氣閘門(mén)開(kāi)啟的狀態(tài)下拆除充氣閥的供氣口和管現(xiàn)連接的卡套接頭，在充氣閥供氣口處連接臨時(shí)管線及壓力表，通過(guò)手動(dòng)按壓閥門(mén)頂部的按鈕判斷閥體內(nèi)部是否存在卡澀及氣源壓力是否符合要求。如判斷充氣閥出現(xiàn)故障，需要解體閥門(mén)進(jìn)行檢查處理，必要時(shí)更換新閥門(mén)。

2.2.3 操作不當(dāng)

（1）故障分析：空氣閘門(mén)開(kāi)關(guān)由操作盤(pán)柜上的開(kāi)門(mén)按鈕進(jìn)行控制，在閘門(mén)關(guān)閉密封條且已進(jìn)入充氣階段，如此時(shí)按下開(kāi)門(mén)按鈕，密封條立即會(huì)改變?yōu)樾箟籂顟B(tài)，由于壓力開(kāi)關(guān)接受的信號(hào)來(lái)不及切換為正常泄壓信號(hào)，仍是作為異常信號(hào)觸發(fā)密封條低壓力報(bào)警。故閘門(mén)關(guān)閉時(shí)，必須等待密封條充氣完成后，即操作盤(pán)柜上關(guān)門(mén)信號(hào)燈熄滅后，才能再次進(jìn)行閘門(mén)開(kāi)啟操作。

（2）處理方式：通過(guò)培訓(xùn)，加強(qiáng)人員操作空氣閘門(mén)的技能，并在空氣閘門(mén)操作盤(pán)柜上張貼醒目的警示標(biāo)識(shí)。如果確定是人員操作不當(dāng)造成密封條低壓力報(bào)警，則手動(dòng)對(duì)報(bào)警進(jìn)行復(fù)位。

密封條充氣過(guò)程中產(chǎn)生低壓力報(bào)警時(shí)，首先需在閘門(mén)上鎖后檢查密封條充放氣手輪軸是否正常旋轉(zhuǎn)，軸端壓塊完全按壓住密封條充氣閥頂部按鈕。如密封條充放氣手輪軸動(dòng)作異?；驘o(wú)動(dòng)作，需對(duì)動(dòng)力氣源回路進(jìn)行排查；如密封條充放氣手輪軸動(dòng)作正常，則對(duì)密封條充氣回路進(jìn)行排查。動(dòng)力氣源回路聯(lián)鎖裝置故障、密封條充氣回路異常一般表現(xiàn)為密封條充氣緩慢或充氣回路無(wú)氣供給密封條。

2.3 密封條補(bǔ)氣回路異常

（1）故障分析：補(bǔ)氣回路的氣源由密封條氣源儲(chǔ)氣罐供氣，通過(guò)流量調(diào)節(jié)閥、密封條補(bǔ)氣閥、密封條排氣閥3 個(gè)聯(lián)鎖裝置后進(jìn)入密封條。密封條補(bǔ)氣回路由動(dòng)力氣源回路控制，在閘門(mén)齒條上鎖時(shí)依靠齒條上壓板螺釘以機(jī)械按壓方式切換補(bǔ)氣閥的閥位，從而打開(kāi)補(bǔ)氣回路向密封條補(bǔ)氣。所以在空氣閘門(mén)密封條補(bǔ)氣過(guò)程，導(dǎo)致密封條產(chǎn)生低壓力報(bào)警的因素分為：密封條補(bǔ)氣回路管線泄漏、排氣閥故障、補(bǔ)氣閥故障、流量調(diào)節(jié)閥開(kāi)度問(wèn)題。

（2）排查及處理方式：①密封條補(bǔ)氣回路上如出現(xiàn)氣源管線漏氣造成密封條進(jìn)氣量不足，根據(jù)聲音、檢漏液判斷進(jìn)氣管線上的所有卡套接頭及各連鎖閥的螺紋接頭是否存在泄漏，并對(duì)漏點(diǎn)進(jìn)行處理；②判斷排氣閥的功能是否正常，可以在閘門(mén)關(guān)閉的狀態(tài)下松開(kāi)排氣閥排氣口的卡套接頭，確認(rèn)排氣口是否漏氣（如排氣閥功能正常，在閘門(mén)關(guān)閉的狀態(tài)下，其排氣口應(yīng)無(wú)氣）；手動(dòng)按下閥門(mén)頂部的按鈕，確認(rèn)密封條的壓力可以通過(guò)排氣閥的排氣口正常泄壓，松開(kāi)按鈕后排氣閥應(yīng)能依靠彈簧完全復(fù)位，以此判斷排氣閥是否存在卡澀、竄氣等故障。如判斷排氣閥出現(xiàn)故障，需要解體閥門(mén)進(jìn)行檢查處理，必要時(shí)更換新閥門(mén)；③在閘門(mén)關(guān)閉狀態(tài)下觀察齒條壓板及螺釘位置，是否完全壓實(shí)密封條補(bǔ)氣閥頂部切換按鈕，一般在閥位沒(méi)有切換到位的情況下，補(bǔ)氣閥排氣口會(huì)伴有明顯的漏氣聲音，可以手動(dòng)將補(bǔ)氣閥頂部切換按鈕再往下按壓，如漏氣聲音消除，說(shuō)明齒條壓板及螺釘位置出現(xiàn)偏移，打開(kāi)閘門(mén)后調(diào)整即可；判斷閥門(mén)是否存在故障，可以確認(rèn)在閥位完全切換到位的情況確認(rèn)，如排氣口或切換按鈕處持續(xù)漏氣，說(shuō)明閥體內(nèi)密封件損壞。開(kāi)門(mén)狀態(tài)下手動(dòng)操作閥門(mén)，確認(rèn)閥體內(nèi)是否存在卡澀，松開(kāi)按鈕后補(bǔ)氣閥應(yīng)能依靠彈簧完全復(fù)位，以此判斷補(bǔ)氣閥是否存在卡澀、竄氣等故障。如判斷補(bǔ)氣閥出現(xiàn)故障，需要解體閥門(mén)進(jìn)行檢查處理，必要時(shí)更換新閥門(mén)；④流量調(diào)節(jié)閥至今未出現(xiàn)過(guò)閥體故障，但是由于閥門(mén)安裝在門(mén)體上，可能會(huì)出現(xiàn)人員誤碰改變其開(kāi)度的可能，廠家維修手冊(cè)上對(duì)于流量調(diào)節(jié)閥無(wú)明確的開(kāi)度要求，只要調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度能保證補(bǔ)氣流量大于密封條的泄漏量即可。

閘門(mén)在關(guān)閉時(shí)齒條先上鎖控制密封條補(bǔ)氣，后充放氣手輪軸控制密封條充氣，密封條補(bǔ)氣閥由齒條壓板螺釘控制，在閘門(mén)關(guān)閉時(shí)，密封條先進(jìn)行少量補(bǔ)氣，再進(jìn)行密封條充氣。所以補(bǔ)氣回路故障表現(xiàn)為：密封條充氣前無(wú)補(bǔ)氣過(guò)程或補(bǔ)氣非常緩慢，在密封條充氣完成后密封條壓力持續(xù)下降。

3 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)空氣閘門(mén)的密封條、密封條充氣回路、密封條補(bǔ)氣回路功能進(jìn)行分析，梳理和制定空氣閘門(mén)低壓力報(bào)警的故障定位和處理的方法，制作空氣閘門(mén)密封條低壓力報(bào)警原因?qū)φ毡砑翱諝忾l門(mén)密封條氣源聯(lián)鎖示意圖，并將其轉(zhuǎn)換為《空氣閘門(mén)密封條低壓力報(bào)警故障排查維修規(guī)程》，在后續(xù)處理空氣閘門(mén)密封條低壓力報(bào)警故障時(shí)，使用維修規(guī)程可以實(shí)現(xiàn)快速、準(zhǔn)確的對(duì)故障進(jìn)行定位，故障定位時(shí)間明顯降低50%以上，減少因空氣閘門(mén)不可用導(dǎo)致機(jī)組進(jìn)入技術(shù)規(guī)格書(shū)的時(shí)間，改變以往處理空氣閘門(mén)密封條相關(guān)故障時(shí)盲目處理、試驗(yàn)的情況。