水压试验堵阀装配问题分析及结构改进

梁建林

摘 要：在电站锅炉系统中应用堵阀所带来的便利和经济性是显而易见的。介绍了水压试验堵阀及其结构的组成，分析了目前堵阀装配及试验中存在的问题，并通过反复研究，提出了结构的改进方案，节约了生产成本，提高了工作效率，具有一定的工程价值。

关键词：水压试验堵阀；密封试验；顶柱结构；试压

中图分类号：TH134 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.21.134

在电站锅炉系统点火启动之前或系统大修之后，必须对锅炉过热器及再热器进行水压试验，堵阀作为水压试验重要的隔离装置，它的应用将会为这一过程带来便利。因为省去了试压前焊接盲板，试压后切割盲板并焊接管道的工作，不仅工期缩短了，而且还可重复使用。为了进一步缩短生产周期，降低生产成本，我们对传统的阀体结构进行了反复研究并加以改进，设计完善了结构堵阀。

1 水压试验堵阀及其结构分析

1.1 定义

水压试验堵阀是一种特殊阀门，它没有运动件，阀门在打开或关闭时都需要拆装。该阀仅在机组试压时关闭，使过热器或再热器与其他系统隔离，而在机组正常运行时，该阀即被当作管。

1.2 结构

常用的锻钢水压试验堵阀结构如图1所示，阀体为整体锻造，尺寸较大，制造成本高，为保证产品的质量，需要非常完善的设计及工艺来保障。

2 装配及试验中遇到的问题

在工厂装配堵阀时，需按标准要求对其阀门进行壳体强度试验和对密封副进行密封试验。以图1所示的常用锻钢水压试验堵阀为例，工厂通常试验是按图1（b）所示的装配状态做壳体强度试验。试验时，需将阀体内充满水，向阀体腔内打压至标准或合同要求的强度试验压力，检验阀体及中腔是否渗漏。壳体强度试验合格后，需进行密封试验。此时，需拆卸中腔，装入堵板及支撑板、顶柱，从中腔操作，拧紧顶柱，对堵板施加预紧压力，然后再在装配中腔自密封组件后进行密封试验。由于自密封环为软钢或柔性石墨材料，在壳体强度试验时已受压变形失效，需要更换新的密封环零件。密封环零件的价格一般较高，比如PN160、DN500（或CLASS900、NPS20）的水压试验堵阀，单个密封环价格就达2 500多元，再加上人工反复拆装费用，势必增加阀门的制造成本。而对于更大口径的堵阀，更换新的密封环将造成更大的浪费。

3 结构分析及改进

为了缩短生产周期，降低生产成本，我们对传统的阀体结构进行了反复研究分析并加以优化改进。

3.1 结构分析

通过对试验阀原有的结构特点及试压方法进行分析，认为可以通过改变试验阀的试压方法改进部分零件结构，这样就可实现在不拆卸中腔的情况下，进行壳体强度试验和密封试验。

3.2 结构优化

优化后，试验试压时都按图l（a）所示的装配方式进行，并对原顶柱结构进行改进设计。这样，在壳体强度试验完毕后，从通道方向进行密封副的预紧，再进行密封压力试验，即可很好地解决上述问题。但由于改进后顶柱尺寸加长，设计时应考虑堵板及支撑板、顶柱的中腔装配空间。

从通道部位达到对顶柱的操作，只需对顶柱设计时在尾端增加方形铁扁结构即可，方形端部是便于专用扳手从通道方向拧动顶柱，达到从通道位置就可对堵板进行预紧或松开的操作。改进前后顶柱结构如图2所示。

新顶柱结构的水压试验堵阀，只需对顶柱进行小部分的设计改动，其他零件尺寸不变，对阀门的整体设计并未造成影响。这样，在工厂内进行压力试验时，不拆卸中腔就可进行强度试验和密封试验，节省了自密封环的费用及重新拆装的人工费用。对于批量生产来说，效果更加明显。

4 应用、主要装配和压力试验步骤

公司已将此结构成功运用于国内某电力公司的水压试验堵阀产品中，型号规格为SY61X-900LbF22NPS30。运用上述设计不仅简化了试压程序，还降低了零件消耗费用，受到了公司及用户的好评。改进后堵阀试压及预紧结构如图3所示。

该产品的装配及压力试验步骤如下：①装配前，检查所需零件尺寸，打磨，清理毛刺，密封面研磨至图样要求的表面粗糙度。②先将导管吊人阀体中，检查导管的装配情况。合适无误后，吊出。③顶柱拧入支撑板，依次吊入堵板和支撑板，拧动顶柱但不顶紧堵板，使密封面间留有3～5 mm的间隙。④依次装配中腔零件，并初步预紧自密封螺母，准备试压。⑤阀门装入试压设备，从图3（a）右端打压，排出中腔空气直至中腔有水流出。此时，停止打压，预紧自密封螺母到位后即可进行水压强度试验。⑥打压至图样及标准要求后，按标准时间保压，观察阀体及中腔，不得出现渗漏，注意观察期间不得撞击阀门的任何部位。⑦水压强度试验合格后，把阀门从试压设备中移出。⑧用专用扳手从通道方向拧紧顶柱，使堵板得到预紧压力。⑨将阀门重新装入试压装置，从图3（a）左端打压，按标准及工艺要求进行密封试验。⑩试验全部合格后，吹干风管，加工坡口，对坡口探伤，作防锈处理，并按图3（a）装配状态发货。

5 结束语

综上所述，本研究根据水压试验堵阀启闭件的动作原理对其结构进行了优化改进，通过对压力试验的观察及分析，改进后的结构解决了原来装配及试验中存在的问题，并简化了阀门试压程序，提高了工作效率，具有较好的综合效益，对水压试验堵阀改造有很好的借鉴意义，同时也可在水压试验堵阀生产厂家中推广。

参考文献

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[2]钟延青，常明国，牛宗宝.锻焊水压试验堵阀的结构设计及改进[J].现代制造技术与装备，2012（4）：15-17.

〔编辑：刘晓芳〕