核电站气动截止阀常见故障及维修

彭俊杰

（广东省深圳市大鹏新区大亚湾核电站 中核检修有限公司，深圳 518124）

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。

1 气动截止阀在核电站的应用

核电站常用气动截止阀主要有VELAN、GRISS、江苏神通等。以某核电站为例，一台机组安装有百余台各类气动截止阀，其中VELAN阀门安装140余台，涉及RIS、RCV、RCP、REN、RPE、ETY、APG、VVP等重要的QSR系统。这些气动截止阀大部分为安全壳隔离阀，是核电站核级设备最主要的部分，其可靠性和功能完备将直接影响到核安全和各类安全指标。在核岛检修工作中，气动截止阀大多安装在空间狭小且有放射性困扰的场所，受空间限制，检修工作难度增加，无形中使人员受辐射时间增加。

2 气动截止阀常见故障及维修

2.1 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。

2.2 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（注意防异物，必要时使用魔绳）；如遇接头损坏无法修复则更换接头。

2.3 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。

2.4 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。

2.5 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。

2.6 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。

3 维修活动中专用工具的使用及注意事项

3.1 FRATOL试验工具（气动两位阀诊断工具）

FRATOL（FRAMATOME TOOL）工具也称为气动两位阀诊断工具，该工具适用于VELAN气动截止阀的气动头定值设定。它是利用安装在阀门上的传感器，连续测量作用于阀门上的力与阀门的位移，通过软件绘制出阀门“力-位移”曲线图，在曲线图上选择特征点，得出阀门碟簧的性能参数，从而判断气动头的性能，为后续检修提供依据。

3.2 阀门密封焊切割工具（割刀）

气动截止阀的阀盖与阀体大部分是通过密封焊的形式焊接在一起，当需要打开阀盖进行检修时，需要使用专用割刀以保证密封焊切割的质量，提高检修完毕后阀盖与阀体间唇边焊接的质量。电站要求阀门尽可能使用专用割刀进行切割，除非现场因空间受限等因素导致割刀无法使用，才允许手锯锯开密封焊。

在割刀的使用过程中应注意：选择合适的刀具配件；先安装刀架后安装刀具；检查刀架卡轮能完整卡住阀门密封焊凸台，装好刀架后先试转一下，确保刀架转动平稳、无卡涩；装刀片时要先确定刀口方向；开始切割后要按确定方向转动，不能倒转刀具，避免刀具的损坏；切割时进刀不能太快，一次进刀量不能太大，注意控制切割深度，避免损伤阀门本体。

3.3 手轮限位端盖扳手

由于VELAN阀门结构设计原因，更换隔膜、O环时必须拆卸阀门手轮限位端盖与配合套筒，人们为此设计加工这一专用工具。各电站均反馈在此项检修活动中存在一个难点问题，由于阀门首轮限位端盖与配合套筒连接处有铆点，使用螺纹锁固胶紧固，拆卸异常困难且容易咬死。这种情况导致专用扳手损坏率极高。

在该类阀门第一次解体时，首轮限位端盖螺母通常有三处铆点，需要使用手枪钻先将铆点打磨，注意打磨深度，避免损伤螺纹；阀门出厂时通常在此处螺纹涂抹锁固胶，为避免螺纹咬死，在拆卸前应使用温枪加热螺纹处；使用扳手拆卸螺母时适当喷涂螺纹润滑剂，切勿蛮力拆卸。

4 结论

气动截止阀多为核电站一回路的隔离阀，其可靠性和功能的完整性直接影响电站的核安全。本文总结了气动截止阀的维修经验和维修技巧，同时介绍了气动截止阀常见故障的处理措施和专用工具使用的注意事项。这些经验在实际维修中起到了很好的指导作用，提高了维修的质量和效率，为保障核电站的安全运行做出了贡献。