閥門填料的密封機理和檢修過程控制

1、.芇莈螆羄荿薃螞羃聿莆薈羂膁薁蒄羈莃莄袃羀肅蝕蝿羀膅蒂蚅罿羋蚈薁羈莀蒁衿肇肀芄螅肆膂葿蟻肅芄節(jié)薇肄肄蕆薃肄膆莀袂肅羋薆螈肂莁莈蚄肁肀薄薀膀膃莇衿腿芅薂螅膈莇蒞螁膈膇蟻蚇螄艿蒃薃螃莂蠆袁螂肁蒂螇螁膄蚇蚃袁芆蒀蕿袀莈芃袈衿肈蒈襖袈芀芁螀袇莂薇蚆袆肂荿薂裊膄薅袀裊芇莈螆羄荿薃螞羃聿莆薈羂膁薁蒄羈莃莄袃羀肅蝕蝿羀膅蒂蚅罿羋蚈薁羈莀蒁衿肇肀芄螅肆膂葿蟻肅芄節(jié)薇肄肄蕆薃肄膆莀袂肅羋薆螈肂莁莈蚄肁肀薄薀膀膃莇衿腿芅薂螅膈莇蒞螁膈膇蟻蚇螄艿蒃薃螃莂蠆袁螂肁蒂螇螁膄蚇蚃袁芆蒀蕿袀莈芃袈衿肈蒈襖袈芀芁螀袇莂薇蚆袆肂荿薂裊膄薅袀裊芇莈螆羄荿薃螞羃聿莆薈羂膁薁蒄羈莃莄袃羀肅蝕蝿羀膅蒂蚅罿羋蚈薁羈莀蒁衿肇肀芄螅肆膂葿蟻

2、肅芄節(jié)薇肄肄蕆薃肄膆莀袂肅羋薆螈肂莁莈蚄肁肀薄薀膀膃莇衿腿芅薂螅膈莇蒞螁膈膇蟻蚇螄艿蒃薃螃莂蠆袁螂肁蒂螇螁膄蚇蚃袁芆蒀蕿袀莈芃袈衿肈蒈襖袈芀芁螀袇莂薇蚆袆肂荿薂裊膄薅袀裊芇莈螆羄荿薃螞羃聿莆薈羂膁薁蒄羈莃莄袃羀肅蝕蝿羀膅蒂蚅罿羋蚈薁羈莀蒁衿肇肀芄螅肆膂葿蟻肅芄節(jié)薇肄肄蕆薃肄膆莀袂肅羋薆螈肂莁莈蚄肁肀薄薀膀膃莇衿腿芅薂螅膈莇蒞螁膈膇蟻蚇螄艿蒃薃螃莂蠆袁螂肁蒂螇螁膄蚇蚃袁芆蒀蕿袀莈芃袈衿肈蒈襖袈芀芁螀 閥門填料的密封機理和檢修過程控制1 概述      在線運行的工業(yè)設(shè)備所出現(xiàn)的故障或缺陷中，因填料失效而引起回路內(nèi)介質(zhì)外漏的事件占有很高的比例。核電

3、站由于存在放射性物質(zhì)外泄的風(fēng)險，則對介質(zhì)的外泄有著“零泄漏”的嚴格要求。探討填料的密封機理和選擇嚴格的檢修控制，使介質(zhì)外漏的幾率下降到最低限度，對于在線運行中無法隔離檢修的設(shè)備有重要意義。推廣這些手段，使工業(yè)設(shè)備的安全水平提高一個新臺階。      2 填料的密封機理      填料(PACKING)常用于閥門有轉(zhuǎn)(滑)動部位的外密封，防止流動介質(zhì)從相對運動部位向外界泄漏。在大亞灣核電站核閥所用的填料基本上是膨脹石墨填料和石墨(或石棉)編織填料。膨脹石墨填料的潤滑性和膨脹性好，但缺點是易碎，一般

4、安裝在填料函的中間部位。石墨編織填料牢固性好，抗擠壓，一般安裝在填料函的上/下層面。其作用是固定膨脹石墨填料，保護其完整無損和防止磨下的石墨粉掉入回路。      圖1是填料安裝的結(jié)構(gòu)圖，其右側(cè)曲線給出了填料函內(nèi)各層填料對填料壓蓋螺母施加的壓緊力的承力分布情況。很明顯6層填料只有最上13層在真正起著抵制介質(zhì)外漏的作用。密封環(huán)承接填料壓緊力傳給第1道填料依次傳給第2/3道，第1道填料受力后產(chǎn)生軸向變形而向閥桿和填料函內(nèi)壁上擠，直至達到變形極限，消耗了一部分填料壓緊力。剩下的力傳給第2道填料，同時由于填料有效長度縮短過程產(chǎn)生的填料內(nèi)壁面與閥桿/填料

5、外表面與填料函的內(nèi)壁的摩擦力，也消耗一部分填料壓緊力。按此機理，越往下層填料的受力越少，變形越小，也就是密封性越差。然而在回路中帶有工作壓力的介質(zhì)順著填料函內(nèi)壁擠壓使其變形，很容易地就可以突破下端幾道填料的密封防線。因此真正能阻止帶壓介質(zhì)的只有最上面二三道填料，而這幾道的密封效果取決于填料的選材/結(jié)構(gòu)尺寸/閥桿和函內(nèi)壁的光潔度和足夠的填料壓緊力。      3 填料的預(yù)壓緊力      為了延長填料的使用壽命，提高營運機組的安全性，目前大亞灣核電站核閥使用的是經(jīng)過一定預(yù)緊壓力壓過的填料。經(jīng)過預(yù)壓

6、后，填料密度增大，抵御受壓變形的能力增加了，內(nèi)部保留的預(yù)緊力能補償機組運行其間填料被磨損而失去的填料壓力。      填料的預(yù)壓過程一般由生產(chǎn)廠家在安裝前完成，在倉庫放置久了，填料側(cè)面就會出現(xiàn)表明預(yù)壓力松弛的紋路，核閥填料閑置1年以上都要求重新預(yù)壓緊。其方法是利用模具(圖2)，選定壓力進行預(yù)壓操作。      預(yù)壓力P為      P = 3PnS      式中Pn閥門的工作壓力(當(dāng)Pn<

7、10 MPa時，取10 MPa，Pn>50 MPa時,取50 MPa)， MPa            S 填料的承力面積，m2            S=(R2 - r2)      4 相關(guān)部件的設(shè)計基本要求      通過圖3的填料組件，給出了設(shè)計和安裝要求。

8、0;     (1)填料法蘭應(yīng)有足夠的剛度，受力后應(yīng)無變形。      (2)在緊定填料力矩時要經(jīng)常檢查其平行度并預(yù)留出下次進行緊固填料的空間。      (3)凸節(jié)設(shè)計防止密封壓環(huán)掉入填料函中，且方便取出。      (4)過渡導(dǎo)角設(shè)計可防止填料環(huán)裝入時被刮傷。      (5)密封壓環(huán)與填料函之間要有少量的間隙，使導(dǎo)入的密封蓋不被咬死。 

9、60;    (6)保證填料函內(nèi)壁光潔度， 防止承壓后滲漏。      (7)加工成坡口，使填料環(huán)容易受力時擠壓變形。      (8)填料函金屬平面不應(yīng)有損壞。      (9)填料環(huán)在填料函中的有效高度為：閥桿直徑+15mm。      (10)密封壓環(huán)與閥桿之間應(yīng)有足夠的間隙，防止劃傷閥桿表面。      (11

10、)對閥桿的要求是：經(jīng)熱處理過的硬表面/高光潔度(無明顯缺陷，刮痕，銹跡)銳角倒鈍便于各套件安裝；各橫截面為正圓，軸向無彎曲。      (12)填料法蘭與閥桿之間也應(yīng)有足夠的間隙，防止劃傷閥桿表面。      (13)檢查編織填料內(nèi)徑與閥桿的直徑或填料外徑與填料函內(nèi)徑之差(<0.5mm)。      (14)膨脹石墨填料內(nèi)徑與閥桿的直徑或填料外徑與填料函內(nèi)徑之差(<0.20mm)。    

11、60; (15)密封環(huán)和法蘭的球面接觸，有自找正功能，須保持結(jié)合面光滑無傷，安裝時球面敷潤滑油脂。      (16)如果圖紙或者廠家提供有填料壓緊力矩值的，照給定的力矩執(zhí)行；如力矩值沒有給出，可以采用計算方法得出其結(jié)果。      M = 1.2××d×F      式中：M 每一螺桿的填料壓緊力矩，Nm         &#

12、160;     摩擦系數(shù)(新填料=0.1；磨損后的填料=0.2)               d 螺桿直徑，mm              1.2用于簡化公式的倍增系數(shù)          

13、     F 每一螺桿的填料壓緊力，N               F=P/n               n 螺栓的根數(shù)      填料力矩(N.m)=倍增系數(shù)×摩擦系數(shù)×螺桿直徑×填料預(yù)

14、緊力/螺栓的根數(shù)      (17)密封壓環(huán)插入填料函深度一般為5mm。      5 檢修的要求和注意事項      在檢修和更換填料前，應(yīng)了解填料的密封機理，掌握填料和相關(guān)部件的檢查標準、切口方法和安裝要求。雖然填料只有最上23層真正起密封作用，但考濾到大亞灣核電站百萬機組的運行很難給出維修窗口，因此核電站閥門填料應(yīng)全套更換。      沒有準備工程師指令，不允許個別層填料更換。 &

15、#160;    (1)開工前向準備工程師了解設(shè)備運行時期，填料有無泄漏歷史和報告。      (2)用填料鉤掏舊填料時，不可以傷及閥桿和填料函表面，函底要清理干凈。      (3)如解體更換填料，檢查閥桿與填料接觸的表面和填料函的內(nèi)壁應(yīng)光滑無傷，能感覺到的拉痕、麻坑、脫皮或腐蝕等缺陷，都要報告準備工程師。      (4)閥桿的彎曲度超過0.20mm，均須向準備工程師報告。   &#

16、160;  (5)新填料應(yīng)完整,無損壞,無變色,無松弛(預(yù)壓過的填料)。用新填料在閥桿和填料函試裝一下，檢查填料外形是否符合要求。      (6)檢查新填料備件與拆下的舊填料條數(shù)是否相同，如果數(shù)量不一致，應(yīng)向準備工程師報告并查證。      (7)膨脹石墨填料盡可能的不用切口型(圖4)，采用解體閥門套裝為好，若采用切口方式，應(yīng)避免出現(xiàn)介質(zhì)流向的貫穿通道。      (8)填料組件裝入填料函中時應(yīng)一層一層裝入，并保證每層都裝到底，使用一

17、種專用對開環(huán)可以達到此目的(圖5)，對有切口的填料，原則上層與層間的切口錯位90o，禁止采取把填料組裝入整體下壓的行為。      (9)用力矩扳手緊固壓緊填料時，根據(jù)給定的力矩應(yīng)對稱和分段施力，隨時觀察填料法蘭的平行度和中心孔與閥桿的對中性，最后達到規(guī)定的力矩。      (10)更換填料后，閥門需要進行手動(氣動或電動)試驗，檢查填料是否過緊，有無異響或抖動等現(xiàn)象。      (11)清理現(xiàn)場，完成維修。   &

18、#160;  6 結(jié)語      在大亞灣核電站運行過程中，對核級閥門的檢修過程制訂了維修準備工程師控制制度(在得到維修工作指令后，先期介入現(xiàn)場勘查，故障判斷，編寫工作指令，給出維修手段和驗收標準，現(xiàn)場跟蹤和最終關(guān)閉維修活動)，實施了“明星STAR-Stop(停)+Think(想)+Action(做)+Reviev(憶)自檢”檢修過程，保證了核級閥門使用的安全性和經(jīng)濟性，滿足了大亞灣核電站建設(shè)的迫切需求和安全運行。 蚃膈莂蒁螞袇膅莇蟻羀莀蚆螀肂膃薂蝿膄莈蒈螈襖膁莄螇肆蕆莀螇腿芀蚈螆袈蒅薄螅羈羋蒀螄肅蒃莆袃膅芆蚅袂裊聿薁袁羇芄薇袁腿肇蒃袀衿莃荿衿羈膅蚇袈肄莁薃袇膆膄葿羆袆荿蒞羅羈膂蚄羅肀莈蝕羄芃膀薆羃羂蒆蒂蕿肅艿莈薈膇蒄蚆薈袇芇薂蚇罿蒂蒈蚆肁芅莄蚅膃肈螃蚄羃芄蠆蚃肅膆薅蚃膈莂蒁螞袇膅莇蟻羀莀蚆螀肂膃薂蝿膄莈蒈螈襖膁莄螇肆蕆莀螇腿芀蚈螆袈蒅薄螅羈羋蒀螄肅蒃莆袃膅芆蚅袂裊聿薁袁羇芄薇袁腿肇蒃袀衿莃荿衿羈膅蚇袈肄莁薃袇膆膄葿羆袆荿蒞