VVER 核電機組小口徑止回閥研磨工具的研究

楊 歡，苑學堯，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，蒸汽發生器會聚集二回路的雜質，因此需要通過蒸汽發生器排污系統進行定期排污。VVER 核電機組的C43031 系列小口徑止回閥位于蒸汽發生器排污系統中，此類閥門的口徑小，閥座與閥瓣采用錐面設計，維修研磨較困難。加之所在系統的特殊性，維修的數量較多，因此對維修人員的技術水平要求較高。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

設備經過長時間運行后，閥座與閥瓣的密封面會出現一定程度的破損，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，電廠大多數采用車削并拋光的方法[1]。在普通車床上采用轉動小刀架法，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，具體結構如圖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，手動旋轉閥芯進行研磨，直至輕轉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，增加了內漏的可能性。

2 改進原始研磨工藝

使用自動化設備代替手動研磨，從而提高閥門的研磨效率。旋轉研磨機底座兩邊的旋轉手桿，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 驅動螺桿旋轉，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 驅動旋轉機構旋轉軸旋轉，從而使旋轉機構末端連接的研磨胎具或閥芯旋轉。

圖2 研磨機

2.1 設計并制作研磨胎具及卡具

根據升降式止回閥的結構，設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，一側卡在研磨機的卡具上，一側用來研磨閥芯。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限制無法研磨成功而報廢，改進研磨工藝后不僅節約了成本，還提高了閥門的使用壽命和維修合格率。