核电厂气动角型调节阀常见问题及处理方法

温 帅 邱桂东

（中核检修有限公司防城港分公司，广西 防城港 538000）

1 引言

气动角型单座调节阀采用执行机构和角型单座阀两部分组成[1]，该执行机构由弹簧隔膜执行机构和一个力放大系列的组合，它利用杠杆原理，使弹簧隔膜室的输出力放大2.6-5.2倍。执行机构主要由上膜盒、下膜盒、膜片、弹簧、支架和一套杠杆组合等零件部件组成。采用顶端导向结构，确保阀芯稳定操作。具有结构紧凑、重量轻、动作灵敏、拆装方便等优点。流量特性为等百分比特性，调节精度高。广泛用于精确控制气体、液体等介质。气动角型单座调节阀主要有两种形式：失气开、失气关，本文主要讨论失气关类型。当膜头上空气压力增加时，阀门增加开度方向动作，当达到输入气压上限时，阀门处于全开状态。反过来，当空气压力减小时，阀门向关闭方向动作，在没有输入空气时，阀门全关。

2 气动角型单座调节阀工作原理

气动角型单座调节阀以压缩空气为动力源，以气缸为执行器，并借助电气阀门定位器、转换器、电磁阀等附件去驱动阀芯运动，改变阀瓣与阀座间的流通面积，实现开关量或比例式调节，接收控制系统的控制信号来完成调节管道介质的流量、压力等工艺参数，如图1所示。

图1 气动角型单座调节阀工作示意图

3 气动角型单座调节阀常见问题

3.1 阀门内漏

阀门内漏主要由于阀瓣与阀座密封面密封不严，在全关状态下，阀门泄漏量超过泄漏标准，造成阀门内漏。阀门内漏的原因主要有以下三个方面[2-4]：

3.1.1 密封面损坏

阀门密封面是由阀瓣与阀座结合形成，气动角型单座调节阀的密封面为线密封，当阀瓣/阀座密封面长期受到介质的冲刷，会腐蚀比较严重，阀瓣/阀座密封面会产生划痕、凹点，造成阀门密封不严内漏。如密封面缺陷过大，则直接更换阀瓣或阀座。如阀瓣和阀座密封面仅有微小伤痕，则对密封面进行研磨修复，因调节阀阀门密封面较小，研磨过程中要注意避免磨偏密封面，核电站一般采用砂纸进行研磨，不允许使用研磨膏研磨，也不允许阀瓣与阀座进行对磨，使用专用工具进行研磨，研磨至缺陷消除，对密封面进行蓝油色印试验，要求接触面连续、均匀、无断痕。

3.1.2填料紧固压力过大

阀门填料的作用是对阀杆进行密封，避免阀门阀腔内介质外泄。气动角型单座调节阀失气关型填料使用的是特氟龙夹层/石墨编制填料，当填料受到压紧力时，填料产生一定径向形变，充实阀杆与填料之间的间隙，从而起到密封作用。当压紧力很小时，填料的径向形变就很有限，密封效果比较差。当压紧力较大时，填料的径向形变就会很大，密封效果较好。失气型气动角型单座调节阀，当阀门失气时，阀门位于关位，如果填料压紧力过大会造成填料与阀杆之间的摩擦力大于气腔弹簧推力，阀门不能全关，阀门内漏。根据核电现场阀门历史检修情况，阀门解体回装时，填料压盖紧固力矩建议使用小值。

3.1.3 气腔弹簧变形失效

阀门进气时，隔膜气侧压力大于弹簧侧压力，推杆受力，向右运动，带动阀杆向上运动，阀门打开，介质流通。当气侧压力与弹簧侧相等时，阀门开度固定。可通过调节阀门气侧压力来调整阀门开度。当阀门失气时，弹簧恢复原状，推杆向左运动，带动阀杆向下运动，阀门关闭，介质阻断。当弹簧由于长时间工作受力发生永久变形，弹簧失效。当阀门失气时，弹簧不能恢复原状，阀门不能全关，造成阀门内漏。阀门解体时在拆卸弹簧前应对弹簧进行检查，根据弹簧受力范围，在执行机构中输入一定的压力范围时阀杆应动作，当压力达到另一个值时，阀杆达到其全行程，测量全行程位移与标准是否一致，如不满足要求，须更换弹簧。

3.2 虚阀门外漏

3.2.1 阀门盘根填料渗漏

阀门盘根填料渗漏的原因主是密封部件存在间隙，填料使用时间过长，在运行过程中，容易受到磨损、浸蚀、老化等影响，阀杆与填料间逐渐失去致密性能而导致渗漏，在拆卸填料时应使用专用工具，不得划伤填料腔内壁，对表面受损的内壁进行修复或更换，填料安装时逐圈将其压入填料腔，不允许填料连续缠绕或多圈一起安放再压紧，按照规定装入合适圈数的填料。

3.2.2 阀门中法兰渗漏

阀门阀体与阀盖通过中法兰螺栓进行紧固连接，使用金属石墨缠绕垫片进行密封。中法兰螺栓紧固力矩不足，或阀体、阀盖中法兰面有划痕，阀门中法兰密封失效，阀门渗漏。阀门解体时检查阀门阀体、阀盖中法兰密封面有无划痕，如有进行研磨修复，更换新中法兰垫片，按照要求紧固中法兰螺栓力矩。

3.3 阀门控制元件故障

由于阀位反馈测量不准或气动阀门定位器故障引起的控制器开度与阀门开度不一致问题，须对气动调节阀进行整体性调校验证，控制器缓慢改变（增大或减小）输入信号，测量各点对应的阀门开度（行程）是否满足控制要求。主要分为5个关键调校点0%、25%、50%、75%、100%开度进行验证，通过相应的调节机构分别对0%开度和其他开度进行调整。

3.4 阀门动作迟钝

在系统的运行过程中，阀杆的正常工作是关键关节，但是由于长时间工作，没有合理维护等原因，阀杆容易发生动作迟钝现象。如果阀杆只在关方向行程中动作迟钝，则考虑阀门气腔中隔膜破损漏气，从而导致输出力达不到要求，而引起阀杆动作迟钝，这时应及时更换隔膜。导致动作迟钝原因还有阀杆定位器与气室连接管线漏气等，这时应检查各个气管连接处有无漏气现场，对漏气部位进行紧固或更换。

3.5 阀门不动作

3.5.1 阀瓣脱落

阀瓣与阀杆为螺纹连接，通过圆柱销进行紧固，当圆柱销失效脱落时，阀瓣与阀杆松脱，阀门动作时阀瓣不动作，造成阀门不打开。对阀门解体时检查阀门圆柱销是否松动，检查阀杆与阀瓣连接是否紧固。如有异常将阀瓣、阀杆进行整体更换。

3.5.2 无气源

检查阀门上游供气隔离阀是否打开，上游气源是否泄漏。

4 日常维护

4.1 运行期间阀门的监测方法

1）在运行期间目视检查阀门动作应平稳；

2）尘土多的场合要保持阀杆与填料函的导向部分清洁；

3）检查阀杆与填料函处是否有渗漏；

4）检查阀盖与阀体之间是否有渗漏。

4.2 解体维修注意事项

1）维修作业前，应确保调节阀没有负荷：断开空气过滤器的起源管及电磁阀的电源线接头；如管道中的介质对人体有害时，按相关要求进行冲洗。

2）维修作业后，接好空气过滤器的气源接管及电磁阀的电源线接头，应确保调节阀处于全开位置，保证冲洗管道时焊渣、赃物顺利冲洗。

4.3 设备运行期间的维护及注意事项

1）保证干净的气源，气动调节阀的膜室虽然不消耗空气，如果气源中含有水分、液滴或其他杂质，则会使阀门定位器、空气过滤减压器等附件堵塞并发生故障；

2）检查执行机构及气路管件的密封性，要求各部件不应有渗漏现象。

5 结论

本文针对气动角型单座调节阀在核电厂日常检修过程中遇到的常见问题，根据其现象进行了分析研究，找出阀门内漏、阀门外漏、阀门控制元件故障、阀门动作迟钝、阀门不动作五种常见问题的原因和解决办法。结合工作实际，提出日常维护及注意事项。阀门性能决定了核电机组的能否安全的运行，日常检修过程中必须严格按照标准和规程进行，根据运行过程中所出现的问题进行具体分析讨论，确保机组运行的安全。