止回阀泄漏故障模式分析及处理
来源:用户上传
作者:
【摘 要】核电站中使用了许多止回阀，特别是在供水、供气回路以及安全壳贯穿管道上。论文主要介绍了核电站最常见的升降式和旋启式止回阀的原理、结构以及最常见的泄漏故障的分析以及实际处理的方法。
【Abstract】There are many check valves used in the nuclear power plant， especially the water and gas supply pipes and the containment pipes. This paper mainly introduces the principle and structure of the most common lifting and swing check valves in nuclear power plants， as well as the analysis of the most common leakage faults and the actual treatment methods.
【关键词】核电站;止回阀;泄漏;故障分析;故障处理
【Keywords】 nuclear power plant; check valve; leakage; fault analysis; fault treatment
【中图分类号】TM623 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2019）11-0159-02
1 引言
止回阀又称为逆止阀或单向阀，止回阀的开启与关闭是依靠管路中介质本身的流动来驱动的，属于自动阀类。止回阀用于管路系统，其主要作用是防止管路中的介质倒流，防止泵及其驱动电动机反转，以及密闭回路或容器内的介质反向外流。
止回阀按结构形式可分为升降式止回阀、旋启式止回阀、蝶式止回阀、隔膜式止回阀、球形止回阀、缓闭止回阀及导流式静音止回阀等。
2 止回阀的动作原理及结构形式
升降式止回阀的结构特点为阀瓣垂直坐落于阀座密封面上。流体从阀门进口流入时，介质推动阀瓣提升，流道打开。流体停止或回流时，阀瓣在自重以及流体反向作用下重新落回到阀座密封面。在实际应用中，根据系统需求，结构还存在不同，如有些升降式止回阀带有阀笼、助力弹簧等。以下着重介绍核电站使用的带阀笼和助力弹簧的升降式止回阀。
旋启式止回阀与升降式止回閥的启闭原理一致，也是靠流体压力作用和阀瓣自重动作，不同的是，升降式止回阀的阀瓣为上下垂直动作，而旋启式止回阀则是阀瓣绕着转轴进行摇摆、旋转运动，流体的流动方向须与阀瓣冲开的方向保持一致。在结构上，旋启式的阀瓣是一个圆盘结构，整个阀门由阀体、阀盖、阀瓣、摇臂和转轴等组成。阀体内的流道成流线型，其流通阻力明显小于升降式止回阀，在核电站中通常用于大口径管道。在部分系统中，为确保密封性，存在使用重锤作为辅助关闭及密封。同时由于旋启式止回阀在运行工况中，阀瓣悬浮在流体中，如果管路中的泵突然停止会导致流体突然中断，阀瓣在流体反向作用下突然关闭，有可能产生水锤和造成密封和部件的损伤，因此，部分止回阀安装有液压阻尼装置，减缓阀瓣落座速度，避免水锤产生。阀门具体结构如图1所示。
其中，部件名称如下：1为阀体;2为阀盖;3为摇臂;4为阀瓣螺母;5为阀瓣;6为阀座;7为转轴支撑座;8为转轴。
3 故障现象、分析及处理
核电站中泵的出口管线以及核岛的安全壳贯穿件使用了许多止回阀。尤其针对核岛安全壳贯穿件管路的止回阀，在日常机组运行中必须确保其可密封性，从而确保当核岛发生一回路破口事故时，贯穿件阀门能起到阻止放射性物质外泄的作用。安全壳贯穿件密封试验是对贯穿件阀门打压，贯穿件阀门打压时压力为5.5bar.a（因事故工况时安全壳设计压力为5.5bar.a）。在试验中，主要故障现象为保压不合格，阀门存在内漏或外漏。针对此类问题，可以通过以下判断流程快速定位故障原因和完成处理。
3.1 外漏判断和处理
在阀门及管线保压时，使用检漏液涂抹到阀盖与阀体的法兰结合面处，确认是否有外漏迹象。同时在解体阀门后，在对阀门法兰密封面、垫片等进行清理前，检查阀盖法兰、阀体法兰密封面和法兰密封垫的情况，确认是否存在泄漏痕迹、是否存在纵向划痕、原有的密封面压痕是否均匀、连续等。如果只是密封垫的缺陷，则更换密封垫即可。如果是阀体或阀盖法兰密封面的缺陷，无触感的轻微划痕可以通过打磨处理，如果是凹坑或有触感的划痕则需要考虑通过在线车床机加的方式，对法兰密封面进行修复，修复后在选用新的密封垫时，需要充分考虑密封垫的厚度，确保密封垫的压缩量能满足密封要求。
3.2 内漏判断
对于升降式止回阀，可以通过以下步骤进行故障诊断：①现场解体后的现场蓝油试验，确认密封面贴合情况是否良好;②检查阀门密封面是否有问题，阀瓣、阀座密封面是否存在一些细微划痕;③如果密封面状态和蓝油情况良好，则可以检查下阀座垫片压缩量是否满足要求;④如果蓝油试验贴合不好或者阀瓣在落座时出现不畅、卡涩等，则可以检查以下：第一，各导向间隙是否在范围内（0.1～0.2mm），确认阀门导向是否影响阀瓣的落座;第二，通过测量阀座高度、阀笼高度、阀盖法兰各凸台尺寸，确认原始选用的密封垫厚度是否过大。根据升降式止回阀的特点，阀门回装时，阀盖压紧阀笼，进而阀笼压紧阀座、阀座垫片，从而确保阀座垫片的压缩量以及密封，但是阀盖受到的螺栓紧固力由于在完全组装时阀盖和阀体贴合，只有部分紧固力传递给阀笼、阀座垫片（剩余的紧固力会作用在阀体法兰面上），如果阀座垫片越厚，但是阀座垫片最终压缩后厚度不变，则阀座垫片以及阀笼受到的紧固力就会越大。同时往往由于此类阀门口径较小，阀笼壁较薄，有可能产生微变形，导致阀笼对阀瓣的上下运动导向性能不足，阀瓣落座不正，造成阀瓣、阀座贴合问题进而导致阀门内漏。 对于摇摆式止回阀，可以通过以下步骤进行判断：①打开阀盖后，通过抽出转轴，取下阀瓣，在阀瓣涂抹蓝油，再回装到阀门上，手动拉起阀瓣，执行蓝油试验，观察阀瓣、阀座密封面的贴合情况;②如果出现蓝油贴合线不连续等情况，则首先需要检查阀瓣螺母的厚度是否合适，是否存在阀瓣关闭时，阀瓣与摇臂干涉的情况，同时须检查转轴等转动系部件间的间隙是否在标准范围内，因为如果转动轴与轴套间隙过大，也会导致阀瓣的回座位置不正或偏斜;③如果以上转轴间隙、摇臂干涉等都无异常，则可利用刀口尺等检查阀瓣、阀座密封面的平面度情况，如果状态不好，通过使用电动研磨机进行研磨处理;④检查阀门密封面是否有问题，阀瓣、阀座密封面是否存在划痕、是否有裂纹等。
3.3 阀门密封面缺陷的处理
在上述故障判断时如果出现阀瓣、阀座蓝油试验不合格或者密封面存在划痕等缺陷，则需要对密封面进行研磨处理。在此所述的升降式止回阀，其阀门的阀瓣密封形式为球冠面，阀座密封面形式为锥面，贴合后为线性密封。针对该类型密封的研磨处理必须注意以下事项：①研磨前，对阀瓣、阀座密封面进行清理;②研磨时，使用专用研磨膏或研磨砂纸，针对该类阀门研磨，通常须使用自制或厂家提供的手动研磨专用工具，该專用工具一般分为阀瓣研磨工具和阀座研磨工具，分别与阀座球形密封面、阀座锥形密封面适配，要特别注意的是，该类型阀门的研磨要禁止采用阀瓣、阀座相互对研的方式;③由于阀门的密封要求较高，在完成阀瓣、阀座完成研磨，先针对阀瓣、阀笼、阀座三者的组合件进行阀瓣、阀座蓝油贴合试验，该试验合格后，可以使用专用打压工具对阀瓣、阀座进行离线的单体打压。全部符合要求，最终再进行回装阀门。
对于摇摆式止回阀，其研磨通常使用电动研磨机，该研磨机的使用最重要的是在于架机以及根据研磨情况进行调整，如果使用的是行星轮研磨，则需要注意行星轮的对中、调平以及调整研磨压力和研磨速度等，如果使用的是整盘研磨，则需要注意研磨盘的偏心调整，确保研磨盘在转动时，不会与阀腔的阀体壁干涉，同时确保研磨盘整圈都与密封面接触。在完成研磨后，检查密封面的平面度与粗糙度都符合要求，则可以进行蓝油试验，蓝油试验合格后也可以辅助以阀腔的静压试验或主动打压试验（需要专用打压及封堵工具）验证阀门的密封性。
4 结语
止回阀作为实现防止介质倒流的单向阀，在核电站中有广泛应用。同时因为其关闭密封是靠阀瓣自重、介质压力实现，其出现密封不严、落座不正等故障时有发生。因此，需要系统性地思考和分析故障的可能原因，进而快速、准确、根本性地解决问题。
转载注明来源:https://www.xzbu.com/4/view-15117035.htm
