核电站气动截止阀常见故障及维修刘明彤

核电站气动截止阀常见故障及维修刘明彤

刘明彤刘博

（中电华元核电工程技术有限公司烟台分公司山东265100）

摘要：核电作为全球公认的清洁能源，在保护环境的前提下发展能源，核电成为了越来越多国家的选择。气动截止阀在核电站应用十分广泛，这些阀门涉及众多核安全相关系统，它们对电站的安全运行和防止放射性物质泄漏起着重大作用。在核电站机组运行中，该类阀门经常出现故障，影响机组的安全运行。通过介绍该类阀门的结构和原理，总结已有维修经验，为核电站维修人员提高该类型阀门维修质量和效率提供指导。

关键词：核电站；气动截止阀；常见故障；维修

引言

气动截止阀门，广泛用于火电厂、核电厂的重要系统中，是保证电站的安全生产的重大关键设备。在实际运行中，因其手动机构设置、盘根失效、操作不当、进气流量不足等原因出现了较多故障，威胁着电站的安全稳定运行。在核电站机组运行中，该类阀门经常出现故障，影响机组的安全运行。通过介绍该类阀门的结构和原理，总结已有维修经验，为核电站维修人员提高该类型阀门维修质量和效率提供指导。

1概述

气动截止阀主要由气动执行机构、阀门本体两大部分组成，气动执行机构是它的显著特征，也是它与其他类型阀门的区别之处，包括气缸、电磁阀、限位开关、供气管线等零部件。阀门本体主要由阀座、阀瓣、阀杆、阀盖以及填料、密封垫片等组成。气动截止阀的气缸按照作用方式分为单作用和双作用两种。由于大部分气动截止阀需要具备失气保护功能，所以其执行机构通常选用单作用气缸。单作用气缸使用复位圆柱弹簧（或碟簧组），使其具有失气自动复位功能，即失气时气缸活塞（或隔膜）在碟簧力的作用下恢复到气缸初始位置（行程的原始位置）。

气动截止阀使用压缩空气作为动力源，大部分阀门采用远程控制，由主控室手动或根据逻辑信号自动触发动作指令，电磁阀根据接收到的动作指令信号，向执行机构内进行供气或排气，气体作用在活塞或隔膜上，克服阀门动作的摩擦力和阀杆上的弹簧弹力，从而压下（对于失气开阀门）或提起（对于失气关阀门）阀杆，带动阀瓣上下动作，使阀门打开或关闭。

2气动截止阀的结构及其特点

气动阀按其动作方式可分为气开式和气关式，按隔膜多少可分为单隔膜（包括无手轮，有直接手轮）及双隔膜（包括无手轮、有直接手轮、间接手轮）2种。一般来说，双隔膜要求的关闭力大。

2.1组成

双隔膜阀主要由气动头和阀体2部分组成。气动头部分由隔膜及隔膜盘、轴套、轴杆、碟形弹簧、齿轮机构、外壳等部分组成，阀体部分由阀座、阀瓣、阀杆、盘根等组成，气动头部分与阀体部分由连接块连接，通过4个支柱支撑气动头。

2.2功能

当气源供气时，气腔内充气，轴杆抬升压缩弹簧，阀杆通过轴连接向上运动，直到后阀瓣接触后阀座，此时阀门全开启；失气时，弹簧恢复原状，阀瓣落座，阀门全关闭，同时提供一定的落座力，使得有介质时不至于产生内漏。

3气动截止阀常见故障及维修

3.1供气管线压力表示数不符合相关运行标准

在机组日常运行期间，偶有阀门供气压力表示数异常的缺陷发生，造成这类缺陷的原因大致有以下几类：压力表本体损坏、供气管线漏气、阀门气缸（隔膜盒、呼吸孔）漏气、供气管线过滤器堵塞。

现场发现此类缺陷，应先检查供气管线及气动头有无漏气，再检查过滤器是否有堵塞，最后机械部分排查无异常，则应请仪表人员校验该压力表。

3.2供气管线接头漏气

电站使用仪用压缩空气为气动头供气，压力在经过减压阀（部分阀门没有减压阀）前为8bar，长期运行对供气管线接头有一定影响，产生接头漏气现象。处理措施通常为先使用检漏液对阀门供气管线各接头进行排查，确认所有漏点后进行紧固处理（紧固前关闭供气小阀，排出供气管线残余气体）；如果紧固无法消除缺陷，则需打开接头，检查修复密封面；如遇接头损坏无法修复则更换接头。

3.3内漏

导致阀门内漏的原因主要分两类。一是密封面缺陷，如密封面有异物导致密封不严，介质长期冲刷导致致密封面有划痕、凹坑等缺陷。对于此类缺陷，首先请运行开关阀门，对阀门进行冲洗后验证，如冲洗后仍存在内漏则需解体修复密封面。二是阀门关闭不到位，如气动头漏气、供气压力不足、碟簧力不足、中性点设置不正确、阀门盘根力矩过大，这些因素都会影响阀门动作，导致阀瓣落座不到位或落座力不足，无法有效密封。

3.4不能关闭或关闭不完全或太慢

可以对手动操作机构进行细致的检查并做FRATOL试验，发现存在的具体问题，并通过手动操作更正相关元件结构的位置；检查填料力矩，更换不合格的碟形弹簧和阀杆。

3.5阀门限位开关信号异常

阀门限位开关未正确给出阀门状态信号（即就地或主控阀门指示与现场阀门的实际状态不符），造成这种现象的原因可能有限位开关位置调节不当，造成压限位开关的挡板、凸轮或螺杆无法正确压住限位开关；或阀杆转动，造成固定在阀杆上压限位开关的压板、凸轮或螺杆位置和限位开关错位，无法正确控制限位开关的动作。出现这种情况可根据现场的实际情况调整限位开关位置、摆臂或压限位开关的挡板、凸轮、螺杆。动作阀门，对阀门就地BC盒进行信号检查，判断限位开关本身是否损坏，如限位开关本身内部微动开关损坏，无法正确反映阀门状态，这时需要更换限位开关。

3.6盘根处有结晶或水渍

造成这种现象的原因可能为盘根老化，密封失效；盘根材质选错；没有按规定的方法安装盘根；盘根压紧力矩随盘根的磨损而丧失；阀杆或填料函表面有麻点/拉伤等缺陷；针对此类缺陷，对表面结晶或水渍进行清理后校验阀门盘根力矩，后续进行观察，如泄露仍存在，则排除盘根压紧力矩不够的问题，考虑盘根损坏或阀杆缺陷，后续根据窗口进行解体检查修复。

3.7中性点设置不正确

运行人员或其他非维修专业人员，根据工作需求手动操作阀门后没有按正确方式将阀门恢复到中性点位置。如现场存在此类异常，有导致阀门气动头损坏危险。

结语

应对阀门的常见故障主要采取方法和手段的要点在于根据每一个阀门的结构、特点、运行工况等因素进行科学分析。制定程序并开展对阀门操作的相关培训；在日常使用中做好阀门及其相关部件的保养，并通过定期的检查和FRATOL试验，OPREA打压试验等提前发现阀门存在的异常。这些要点的综合应用，不仅可以防止阀门出现故障，有效延长元件和机构的使用寿命，提高阀门的使用效果，同时也有利于核电站工作的进行，减轻由于阀门出现故障进行维修需要耗费的人力和物力，有利于提高整体上的工作效率。

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