水壓試驗堵閥裝配問題分析及結(jié)構(gòu)改進

梁建林

摘 要：在電站鍋爐系統(tǒng)中應(yīng)用堵閥所帶來的便利和經(jīng)濟性是顯而易見的。介紹了水壓試驗堵閥及其結(jié)構(gòu)的組成，分析了目前堵閥裝配及試驗中存在的問題，并通過反復(fù)研究，提出了結(jié)構(gòu)的改進方案，節(jié)約了生產(chǎn)成本，提高了工作效率，具有一定的工程價值。

關(guān)鍵詞：水壓試驗堵閥；密封試驗；頂柱結(jié)構(gòu)；試壓

中圖分類號：TH134 文獻標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.21.134

在電站鍋爐系統(tǒng)點火啟動之前或系統(tǒng)大修之后，必須對鍋爐過熱器及再熱器進行水壓試驗，堵閥作為水壓試驗重要的隔離裝置，它的應(yīng)用將會為這一過程帶來便利。因為省去了試壓前焊接盲板，試壓后切割盲板并焊接管道的工作，不僅工期縮短了，而且還可重復(fù)使用。為了進一步縮短生產(chǎn)周期，降低生產(chǎn)成本，我們對傳統(tǒng)的閥體結(jié)構(gòu)進行了反復(fù)研究并加以改進，設(shè)計完善了結(jié)構(gòu)堵閥。

1 水壓試驗堵閥及其結(jié)構(gòu)分析

1.1 定義

水壓試驗堵閥是一種特殊閥門，它沒有運動件，閥門在打開或關(guān)閉時都需要拆裝。該閥僅在機組試壓時關(guān)閉，使過熱器或再熱器與其他系統(tǒng)隔離，而在機組正常運行時，該閥即被當(dāng)作管。

1.2 結(jié)構(gòu)

常用的鍛鋼水壓試驗堵閥結(jié)構(gòu)如圖1所示，閥體為整體鍛造，尺寸較大，制造成本高，為保證產(chǎn)品的質(zhì)量，需要非常完善的設(shè)計及工藝來保障。

2 裝配及試驗中遇到的問題

在工廠裝配堵閥時，需按標(biāo)準(zhǔn)要求對其閥門進行殼體強度試驗和對密封副進行密封試驗。以圖1所示的常用鍛鋼水壓試驗堵閥為例，工廠通常試驗是按圖1（b）所示的裝配狀態(tài)做殼體強度試驗。試驗時，需將閥體內(nèi)充滿水，向閥體腔內(nèi)打壓至標(biāo)準(zhǔn)或合同要求的強度試驗壓力，檢驗閥體及中腔是否滲漏。殼體強度試驗合格后，需進行密封試驗。此時，需拆卸中腔，裝入堵板及支撐板、頂柱，從中腔操作，擰緊頂柱，對堵板施加預(yù)緊壓力，然后再在裝配中腔自密封組件后進行密封試驗。由于自密封環(huán)為軟鋼或柔性石墨材料，在殼體強度試驗時已受壓變形失效，需要更換新的密封環(huán)零件。密封環(huán)零件的價格一般較高，比如PN160、DN500（或CLASS900、NPS20）的水壓試驗堵閥，單個密封環(huán)價格就達2 500多元，再加上人工反復(fù)拆裝費用，勢必增加閥門的制造成本。而對于更大口徑的堵閥，更換新的密封環(huán)將造成更大的浪費。

3 結(jié)構(gòu)分析及改進

為了縮短生產(chǎn)周期，降低生產(chǎn)成本，我們對傳統(tǒng)的閥體結(jié)構(gòu)進行了反復(fù)研究分析并加以優(yōu)化改進。

3.1 結(jié)構(gòu)分析

通過對試驗閥原有的結(jié)構(gòu)特點及試壓方法進行分析，認(rèn)為可以通過改變試驗閥的試壓方法改進部分零件結(jié)構(gòu)，這樣就可實現(xiàn)在不拆卸中腔的情況下，進行殼體強度試驗和密封試驗。

3.2 結(jié)構(gòu)優(yōu)化

優(yōu)化后，試驗試壓時都按圖l（a）所示的裝配方式進行，并對原頂柱結(jié)構(gòu)進行改進設(shè)計。這樣，在殼體強度試驗完畢后，從通道方向進行密封副的預(yù)緊，再進行密封壓力試驗，即可很好地解決上述問題。但由于改進后頂柱尺寸加長，設(shè)計時應(yīng)考慮堵板及支撐板、頂柱的中腔裝配空間。

從通道部位達到對頂柱的操作，只需對頂柱設(shè)計時在尾端增加方形鐵扁結(jié)構(gòu)即可，方形端部是便于專用扳手從通道方向擰動頂柱，達到從通道位置就可對堵板進行預(yù)緊或松開的操作。改進前后頂柱結(jié)構(gòu)如圖2所示。

新頂柱結(jié)構(gòu)的水壓試驗堵閥，只需對頂柱進行小部分的設(shè)計改動，其他零件尺寸不變，對閥門的整體設(shè)計并未造成影響。這樣，在工廠內(nèi)進行壓力試驗時，不拆卸中腔就可進行強度試驗和密封試驗，節(jié)省了自密封環(huán)的費用及重新拆裝的人工費用。對于批量生產(chǎn)來說，效果更加明顯。

4 應(yīng)用、主要裝配和壓力試驗步驟

公司已將此結(jié)構(gòu)成功運用于國內(nèi)某電力公司的水壓試驗堵閥產(chǎn)品中，型號規(guī)格為SY61X-900LbF22NPS30。運用上述設(shè)計不僅簡化了試壓程序，還降低了零件消耗費用，受到了公司及用戶的好評。改進后堵閥試壓及預(yù)緊結(jié)構(gòu)如圖3所示。

該產(chǎn)品的裝配及壓力試驗步驟如下：①裝配前，檢查所需零件尺寸，打磨，清理毛刺，密封面研磨至圖樣要求的表面粗糙度。②先將導(dǎo)管吊人閥體中，檢查導(dǎo)管的裝配情況。合適無誤后，吊出。③頂柱擰入支撐板，依次吊入堵板和支撐板，擰動頂柱但不頂緊堵板，使密封面間留有3～5 mm的間隙。④依次裝配中腔零件，并初步預(yù)緊自密封螺母，準(zhǔn)備試壓。⑤閥門裝入試壓設(shè)備，從圖3（a）右端打壓，排出中腔空氣直至中腔有水流出。此時，停止打壓，預(yù)緊自密封螺母到位后即可進行水壓強度試驗。⑥打壓至圖樣及標(biāo)準(zhǔn)要求后，按標(biāo)準(zhǔn)時間保壓，觀察閥體及中腔，不得出現(xiàn)滲漏，注意觀察期間不得撞擊閥門的任何部位。⑦水壓強度試驗合格后，把閥門從試壓設(shè)備中移出。⑧用專用扳手從通道方向擰緊頂柱，使堵板得到預(yù)緊壓力。⑨將閥門重新裝入試壓裝置，從圖3（a）左端打壓，按標(biāo)準(zhǔn)及工藝要求進行密封試驗。⑩試驗全部合格后，吹干風(fēng)管，加工坡口，對坡口探傷，作防銹處理，并按圖3（a）裝配狀態(tài)發(fā)貨。

5 結(jié)束語

綜上所述，本研究根據(jù)水壓試驗堵閥啟閉件的動作原理對其結(jié)構(gòu)進行了優(yōu)化改進，通過對壓力試驗的觀察及分析，改進后的結(jié)構(gòu)解決了原來裝配及試驗中存在的問題，并簡化了閥門試壓程序，提高了工作效率，具有較好的綜合效益，對水壓試驗堵閥改造有很好的借鑒意義，同時也可在水壓試驗堵閥生產(chǎn)廠家中推廣。

參考文獻

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〔編輯：劉曉芳〕