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

核電站通風系統保證了系統各房間內設備所需要的溫度和濕度，并為人員進入提供了條件。止回閥廣泛使用于工業工廠中，升降式止回閥、旋啟式止回閥、蝶式止回閥、隔膜式止回閥等，均有各自的優缺點，選用時均根據系統具體工況而定。重錘式止回閥是核電站通風系統中主要的設備之一，主要對風機提供有效保護，有閥門密封性好、啟閉動作靈敏可靠的特點。在系統正常運行中，閥門的靈敏度直接影響風管內介質局部能量損失及送風系統的流量[1]。

1 重錘式止回閥及工作原理

1.1 類型及結構

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構止回閥3 種結構形式：矩形單葉結構止回閥主要由閥體（組焊件）、單個組裝葉片、重錘組件和軸等組成；矩形多葉結構止回閥分為普通系列多葉止回閥和橫向加強多葉止回閥，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，與單葉結構不同的是當閥門結構尺寸大于1250 mm 時，在閥體中間需設置加強板，用來增加閥門的穩定性；圓型結構止回閥主要由閥體（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。無論是哪種結構的止回閥，均可根據現場實際要求，安設有開關推動器和限位開關，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，并實現與風管的連接。

（2）葉片。啟閉件，通過旋轉帶動密封圈實現閥門開啟、關閉功能：

（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。作為閥門關閉過程的動力源，施加閥門關閉時所需作用力。

（5）密封圈。閥門完全關閉后實現密封功能，保證泄漏量在系統所允許范圍內。

（6）限位開關。傳遞開、關信號，顯示閥門關閉或開啟狀態，確認閥門位置。

1.2 工作原理

止回閥是指啟閉件借助介質作用力，自動阻止介質逆流的閥門，止回閥又稱為單向閥或逆止閥，屬于自動閥類，無需外力驅動[2]。重錘式止回閥一般安裝在風機或空調的出口位置，風機啟動運行時，風管內閥前會形成正向壓力，當正向壓力大于閥門的開啟壓差（一般100～200 Pa）時，閥門會克服關閉力矩開啟，此時葉片的開啟角度會隨著管道內風速的變化而變化，當管道內風速較大時，葉片的開啟角度就大，反之則開啟角度小；當風管內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閉，切斷風管內介質流通路徑，防止系統產生倒灌，實現止回功能。

1.3 選型

選擇止回閥時，一般是根據對最小的沖擊壓力或無撞擊關閉所需要的關閉速度及其關閉速度特性做定性的評估，進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，但是根據工作經驗來看，大多數場合是可以得到所想要得到的結果的[3]。

選擇重錘式止回閥時，首先要根據系統確定所需要的風機（或空調）型號，包括風機（或空調）的功率、出口風速等參數，再由閥門的關閉速度應與風機（或空調）出口的介質流速相匹配，然后根據這些參數再確定重錘式止回閥的結構形式及尺寸，保證在風機（或空調）停轉的過程中，閥門能平穩關閉，防止出現較大的撞擊。

2 缺陷描述及原因

經過長期運行，某核電機組發現重錘式止回閥的主要缺陷現象及原因見表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：一是閥門設計部分缺陷，止回閥連桿之間的銷子是通過卡簧固定的，當閥門長期開啟關閉來回擺動時，卡簧很容易松脫，導致銷子脫落（圖1）；二是連接桿銷子軸套磨損，當風機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：限位開關問題。其主要原因是止回閥限位開關設計缺陷（圖2）。隨著風機的啟停，閥門不斷開啟、關閉，推動器撞擊限位開關的頻率增加，隨著運行時間的增長，造成限位開關損壞。限位開關支架松動也有可能導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閉，而重錘與閥桿的連接螺栓為受力部位，長期運行后導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擺動造成卡簧脫落，從而導致銷子掉落，閥門無法正常開關現象（圖3）。并定期檢查銅套磨損情況，如果出現磨損量過大及時更換銅套，避免出現銅套磨損太嚴重導致的系統無法正常工作現象。

圖1 連接桿銷子松脫

圖2 限位開關問題

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

（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致系統運行狀態受影響等情況，達到防松的目的。

5 結論

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系統內起到非常重要的作用，通過工作過程中總結現場閥門出現的不回座、信號反饋、重錘指示方向不準確及閥位顯示等缺陷，將系統運行狀態與閥門結構相結合，找到閥門不回座、重錘指示方向不準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，并詳細闡明了解決方法，保證了系統穩定運行，減少日常維修工作量。