核電廠氣動角型調節閥常見問題及處理方法

溫 帥 邱桂東

（中核檢修有限公司防城港分公司，廣西 防城港 538000）

1 引言

氣動角型單座調節閥采用執行機構和角型單座閥兩部分組成[1]，該執行機構由彈簧隔膜執行機構和一個力放大系列的組合，它利用杠桿原理，使彈簧隔膜室的輸出力放大2.6-5.2倍。執行機構主要由上膜盒、下膜盒、膜片、彈簧、支架和一套杠桿組合等零件部件組成。采用頂端導向結構，確保閥芯穩定操作。具有結構緊湊、重量輕、動作靈敏、拆裝方便等優點。流量特性為等百分比特性，調節精度高。廣泛用于精確控制氣體、液體等介質。氣動角型單座調節閥主要有兩種形式：失氣開、失氣關，本文主要討論失氣關類型。當膜頭上空氣壓力增加時，閥門增加開度方向動作，當達到輸入氣壓上限時，閥門處于全開狀態。反過來，當空氣壓力減小時，閥門向關閉方向動作，在沒有輸入空氣時，閥門全關。

2 氣動角型單座調節閥工作原理

氣動角型單座調節閥以壓縮空氣為動力源，以氣缸為執行器，并借助電氣閥門定位器、轉換器、電磁閥等附件去驅動閥芯運動，改變閥瓣與閥座間的流通面積，實現開關量或比例式調節，接收控制系統的控制信號來完成調節管道介質的流量、壓力等工藝參數，如圖1所示。

圖1 氣動角型單座調節閥工作示意圖

3 氣動角型單座調節閥常見問題

3.1 閥門內漏

閥門內漏主要由于閥瓣與閥座密封面密封不嚴，在全關狀態下，閥門泄漏量超過泄漏標準，造成閥門內漏。閥門內漏的原因主要有以下三個方面[2-4]：

3.1.1 密封面損壞

閥門密封面是由閥瓣與閥座結合形成，氣動角型單座調節閥的密封面為線密封，當閥瓣/閥座密封面長期受到介質的沖刷，會腐蝕比較嚴重，閥瓣/閥座密封面會產生劃痕、凹點，造成閥門密封不嚴內漏。如密封面缺陷過大，則直接更換閥瓣或閥座。如閥瓣和閥座密封面僅有微小傷痕，則對密封面進行研磨修復，因調節閥閥門密封面較小，研磨過程中要注意避免磨偏密封面，核電站一般采用砂紙進行研磨，不允許使用研磨膏研磨，也不允許閥瓣與閥座進行對磨，使用專用工具進行研磨，研磨至缺陷消除，對密封面進行藍油色印試驗，要求接觸面連續、均勻、無斷痕。

3.1.2填料緊固壓力過大

閥門填料的作用是對閥桿進行密封，避免閥門閥腔內介質外泄。氣動角型單座調節閥失氣關型填料使用的是特氟龍夾層/石墨編制填料，當填料受到壓緊力時，填料產生一定徑向形變，充實閥桿與填料之間的間隙，從而起到密封作用。當壓緊力很小時，填料的徑向形變就很有限，密封效果比較差。當壓緊力較大時，填料的徑向形變就會很大，密封效果較好。失氣型氣動角型單座調節閥，當閥門失氣時，閥門位于關位，如果填料壓緊力過大會造成填料與閥桿之間的摩擦力大于氣腔彈簧推力，閥門不能全關，閥門內漏。根據核電現場閥門歷史檢修情況，閥門解體回裝時，填料壓蓋緊固力矩建議使用小值。

3.1.3 氣腔彈簧變形失效

閥門進氣時，隔膜氣側壓力大于彈簧側壓力，推桿受力，向右運動，帶動閥桿向上運動，閥門打開，介質流通。當氣側壓力與彈簧側相等時，閥門開度固定。可通過調節閥門氣側壓力來調整閥門開度。當閥門失氣時，彈簧恢復原狀，推桿向左運動，帶動閥桿向下運動，閥門關閉，介質阻斷。當彈簧由于長時間工作受力發生永久變形，彈簧失效。當閥門失氣時，彈簧不能恢復原狀，閥門不能全關，造成閥門內漏。閥門解體時在拆卸彈簧前應對彈簧進行檢查，根據彈簧受力范圍，在執行機構中輸入一定的壓力范圍時閥桿應動作，當壓力達到另一個值時，閥桿達到其全行程，測量全行程位移與標準是否一致，如不滿足要求，須更換彈簧。

3.2 虛閥門外漏

3.2.1 閥門盤根填料滲漏

閥門盤根填料滲漏的原因主是密封部件存在間隙，填料使用時間過長，在運行過程中，容易受到磨損、浸蝕、老化等影響，閥桿與填料間逐漸失去致密性能而導致滲漏，在拆卸填料時應使用專用工具，不得劃傷填料腔內壁，對表面受損的內壁進行修復或更換，填料安裝時逐圈將其壓入填料腔，不允許填料連續纏繞或多圈一起安放再壓緊，按照規定裝入合適圈數的填料。

3.2.2 閥門中法蘭滲漏

閥門閥體與閥蓋通過中法蘭螺栓進行緊固連接，使用金屬石墨纏繞墊片進行密封。中法蘭螺栓緊固力矩不足，或閥體、閥蓋中法蘭面有劃痕，閥門中法蘭密封失效，閥門滲漏。閥門解體時檢查閥門閥體、閥蓋中法蘭密封面有無劃痕，如有進行研磨修復，更換新中法蘭墊片，按照要求緊固中法蘭螺栓力矩。

3.3 閥門控制元件故障

由于閥位反饋測量不準或氣動閥門定位器故障引起的控制器開度與閥門開度不一致問題，須對氣動調節閥進行整體性調校驗證，控制器緩慢改變（增大或減小）輸入信號，測量各點對應的閥門開度（行程）是否滿足控制要求。主要分為5個關鍵調校點0%、25%、50%、75%、100%開度進行驗證，通過相應的調節機構分別對0%開度和其他開度進行調整。

3.4 閥門動作遲鈍

在系統的運行過程中，閥桿的正常工作是關鍵關節，但是由于長時間工作，沒有合理維護等原因，閥桿容易發生動作遲鈍現象。如果閥桿只在關方向行程中動作遲鈍，則考慮閥門氣腔中隔膜破損漏氣，從而導致輸出力達不到要求，而引起閥桿動作遲鈍，這時應及時更換隔膜。導致動作遲鈍原因還有閥桿定位器與氣室連接管線漏氣等，這時應檢查各個氣管連接處有無漏氣現場，對漏氣部位進行緊固或更換。

3.5 閥門不動作

3.5.1 閥瓣脫落

閥瓣與閥桿為螺紋連接，通過圓柱銷進行緊固，當圓柱銷失效脫落時，閥瓣與閥桿松脫，閥門動作時閥瓣不動作，造成閥門不打開。對閥門解體時檢查閥門圓柱銷是否松動，檢查閥桿與閥瓣連接是否緊固。如有異常將閥瓣、閥桿進行整體更換。

3.5.2 無氣源

檢查閥門上游供氣隔離閥是否打開，上游氣源是否泄漏。

4 日常維護

4.1 運行期間閥門的監測方法

1）在運行期間目視檢查閥門動作應平穩；

2）塵土多的場合要保持閥桿與填料函的導向部分清潔；

3）檢查閥桿與填料函處是否有滲漏；

4）檢查閥蓋與閥體之間是否有滲漏。

4.2 解體維修注意事項

1）維修作業前，應確保調節閥沒有負荷：斷開空氣過濾器的起源管及電磁閥的電源線接頭；如管道中的介質對人體有害時，按相關要求進行沖洗。

2）維修作業后，接好空氣過濾器的氣源接管及電磁閥的電源線接頭，應確保調節閥處于全開位置，保證沖洗管道時焊渣、贓物順利沖洗。

4.3 設備運行期間的維護及注意事項

1）保證干凈的氣源，氣動調節閥的膜室雖然不消耗空氣，如果氣源中含有水分、液滴或其他雜質，則會使閥門定位器、空氣過濾減壓器等附件堵塞并發生故障；

2）檢查執行機構及氣路管件的密封性，要求各部件不應有滲漏現象。

5 結論

本文針對氣動角型單座調節閥在核電廠日常檢修過程中遇到的常見問題，根據其現象進行了分析研究，找出閥門內漏、閥門外漏、閥門控制元件故障、閥門動作遲鈍、閥門不動作五種常見問題的原因和解決辦法。結合工作實際，提出日常維護及注意事項。閥門性能決定了核電機組的能否安全的運行，日常檢修過程中必須嚴格按照標準和規程進行，根據運行過程中所出現的問題進行具體分析討論，確保機組運行的安全。