優(yōu)化球閥檢修工藝以提升密封穩(wěn)定性

謝月豐+葛帥+莫俊冰+趙雪峰+蔣振華

摘 要：秦二廠1、2#機(jī)組使用的核級(jí)球閥一般都為西班牙WWP廠家生產(chǎn)的球閥。該球閥密封面無(wú)補(bǔ)償性，對(duì)閥內(nèi)件的尺寸要求較高：閥座尺寸太大，則開(kāi)關(guān)卡澀，閥座擠壓變形或開(kāi)關(guān)不到位的缺陷；閥座尺寸太小，則閥門(mén)關(guān)閉密封力不足，引起內(nèi)漏。因此該類閥門(mén)的檢修需要工作人員擁有較高的檢修技能，和較好的備件狀況。本文針對(duì)該類型閥門(mén)，通過(guò)長(zhǎng)期的檢修經(jīng)驗(yàn)積累，提出該類閥門(mén)檢修過(guò)程的工藝優(yōu)化，以期給其他電廠類似閥門(mén)檢修和后續(xù)檢修人員培養(yǎng)提供參考。

關(guān)鍵詞：球閥；WWP；閥座；檢修；工藝優(yōu)化；密封性

中圖分類號(hào)：TV547.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）09-0078-02

1 前言

球閥的行程為90度，閥芯能360度旋轉(zhuǎn)，所以在閥門(mén)開(kāi)啟和關(guān)閉位置均設(shè)有機(jī)械止檔。氣動(dòng)、電動(dòng)及遠(yuǎn)傳球閥大多有限位指示裝置，手動(dòng)操作球閥一般手柄與管道方向平行時(shí)閥門(mén)為開(kāi)啟，手柄與管道方向垂直時(shí)，閥門(mén)為關(guān)閉。球閥的特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，開(kāi)關(guān)迅速，操作方便，體積小，重量輕，零部件少，流體阻力小，調(diào)節(jié)性能差，適用于低溫、高壓及粘度大的介質(zhì)。

秦二廠1、2#機(jī)組使用的核級(jí)球閥一般都為西班牙WWP廠家生產(chǎn)的楔式球閥，主要部件包括閥體、閥蓋、閥芯、閥座、閥桿、操作裝置。其中閥芯為球狀，兩端開(kāi)有通孔，但兩端通孔正對(duì)閥座時(shí)，閥門(mén)處于全開(kāi)位置，當(dāng)閥芯通孔與閥座連線垂直時(shí)，閥門(mén)處于全關(guān)狀態(tài)。閥門(mén)傳動(dòng)鏈一般為驅(qū)動(dòng)裝置帶動(dòng)閥桿做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，再帶動(dòng)閥芯做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從而達(dá)到閥門(mén)開(kāi)關(guān)操作的目的。

閥門(mén)的內(nèi)漏可能有兩種原因：（1）閥芯與閥座密封面問(wèn)題；（2）閥座與閥體密封問(wèn)題。該球閥密封面無(wú)補(bǔ)償性，對(duì)閥內(nèi)件的尺寸要求較高：閥座尺寸太大，則開(kāi)關(guān)卡澀，閥座擠壓變形或開(kāi)關(guān)卡澀不到位的缺陷；閥座尺寸太小，則閥門(mén)關(guān)閉密封面密封力不足或閥座與閥體密封力不足，引起內(nèi)漏。以下針對(duì)該類型閥門(mén)的檢修過(guò)程，提出該類閥門(mén)檢修過(guò)程的工藝優(yōu)化和專用工器具完善。

2 球閥全面檢查步驟

2.1 閥門(mén)解體

首先將閥門(mén)打至開(kāi)啟位置，拆除閥門(mén)操作裝置，包括手輪、遠(yuǎn)傳、氣動(dòng)或電動(dòng)裝置等。拆除閥門(mén)中法蘭連接螺栓，將閥門(mén)上半部件放置檢修區(qū)域。拆除閥芯、閥座，放置檢修區(qū)域。松開(kāi)填料壓蓋螺栓，將閥桿從底部抽出，取出填料組件。

2.2 清洗檢查

用清洗劑清洗干凈球體和閥桿、閥座。用清洗劑清洗干凈閥體的內(nèi)腔。清理打磨各接合面，不得有損壞現(xiàn)象。清理填料函，填料壓蓋，其表面應(yīng)光滑無(wú)變形。閥座為必?fù)Q備件，解體后需進(jìn)行更換。檢查球體的接觸面，不允許表面有劃傷、刻傷和點(diǎn)傷，輕微的可由砂紙消除。檢查閥桿是否有彎曲變形、銹蝕、表面應(yīng)光滑。

2.3 球閥組裝

仔細(xì)檢查閥體內(nèi)腔和密封面必須干凈。更換填料，組裝閥門(mén)上半部件。更換閥座與支撐環(huán)，將支撐環(huán)安裝至閥座上，確認(rèn)閥座與閥體密封處高于支撐環(huán)。將閥座、閥芯同步放入閥體內(nèi)，使用銅棒輕微振擊，確認(rèn)閥座、閥芯安裝到位。將閥門(mén)上半部件安裝至閥體上，均勻緊固中法蘭連接螺栓至力矩值。開(kāi)關(guān)閥門(mén)，無(wú)卡澀。

由于該類閥門(mén)密封面無(wú)補(bǔ)償性能，在按照正常檢修工作步驟執(zhí)行時(shí)，檢修后經(jīng)常出現(xiàn)閥門(mén)開(kāi)關(guān)不到位，閥座被擠壓變形，或閥門(mén)密封性能較差等問(wèn)題。在無(wú)法提升備件質(zhì)量，和無(wú)法改變閥門(mén)本身結(jié)構(gòu)特性的前提下，迫切需要檢修人員提升自身的檢修能力，加工專用輔助裝置，以優(yōu)化檢修工藝，進(jìn)而保證檢修質(zhì)量。

3 閥門(mén)檢修優(yōu)化

3.1 閥座車削加工

該球閥閥座材質(zhì)為KYNAR，又稱聚偏氟乙烯，具有含氟樹(shù)脂的共性如優(yōu)良的熱穩(wěn)定性、耐腐蝕性、不燃性、疏水性等特性。同時(shí)該材料是氟樹(shù)脂中剛性最好的，具有最高的抗張強(qiáng)度和抗壓縮強(qiáng)度，最優(yōu)的剛性、耐磨性和耐切割性。KYNAR還具有極佳的耐輻照性，對(duì)紫外線輻照穩(wěn)定，在室外放置一二十年可以不變脆和和龜裂，經(jīng)受108拉特γ射線輻照，性能沒(méi)有嚴(yán)重下降。

目前庫(kù)存閥座普遍存在偏厚的現(xiàn)象，測(cè)量新閥座尺寸，一般都較舊尺寸厚0.5～2mm，每個(gè)備件的尺寸不完全一致。該閥座有兩處密封，一處為與閥芯接觸面，該面為球面密封，其與閥座的弧度要求較高，無(wú)法自行加工，故該面只需檢查與閥芯接觸是否良好；另一處為閥座另一端與閥體密封，該處往內(nèi)有一臺(tái)階，安裝一支撐環(huán)，閥座高度必須高于支撐環(huán)高度，否閥座無(wú)法與閥體接觸，保證密封。閥座加工需將該端往內(nèi)車削約最多2mm，包括與支撐環(huán)的接觸面和與閥體的接觸面同時(shí)車削，車削加工厚度跟公稱通徑有關(guān)，同種規(guī)格的備件的車削量也不完全一致。

該車削需分多步執(zhí)行，如果一下車太多，可能導(dǎo)致閥座尺寸過(guò)小，造成密封力不足，從而引起內(nèi)漏。在每次車削后，需將閥芯、閥座、閥桿和閥蓋等組件安裝至閥體后，操作閥門(mén)閥桿開(kāi)關(guān)閥門(mén)多次，其閥桿操作力矩滿足要求值，此時(shí)的閥座尺寸剛好滿足要求。

3.2 閥芯拆裝專用工器具研發(fā)

由于閥座需多次車削，每次車削量都不宜過(guò)大，且需安裝至閥體中多次嘗試閥桿的操作力矩值。所以在嘗試的初始階段，很多閥座尺寸較大，閥內(nèi)件安裝至閥體后，閥芯與閥座配合過(guò)緊，且取閥芯時(shí)無(wú)使力點(diǎn)，致使閥芯取出困難的情況。

此時(shí)加工一專用工具，鋼板寬度為15～20mm，長(zhǎng)度約等于閥芯球體直徑，螺栓孔距即為閥芯球體上的螺栓孔距。將專用工具通過(guò)螺栓安裝至閥芯球體上，對(duì)專用工器具的鋼板稍一施力，閥芯即可輕易取出。

該工器具可大大降低工作的難度，極大地縮短了閥門(mén)檢修嘗試過(guò)程中的時(shí)間，使工作人員在檢修過(guò)程中不宜被多次嘗試而影響耐心，為閥芯多次車削加工后的安裝嘗試可行性提供了強(qiáng)有力的保障。

3.3 閥桿指示標(biāo)記

由于該類閥門(mén)閥桿處無(wú)指示閥門(mén)狀態(tài)的標(biāo)記，且閥蓋組件回裝后，無(wú)法觀察到閥內(nèi)件的狀態(tài)，無(wú)法得知閥門(mén)的開(kāi)關(guān)位置。加之該類閥門(mén)檢修時(shí)閥座需多次車削，多次嘗試，工作負(fù)責(zé)人容易在閥門(mén)回裝后對(duì)閥門(mén)的實(shí)際狀態(tài)會(huì)產(chǎn)生模糊或混淆，從而造成檢修后操作裝置指示與實(shí)際閥位不一致的情況。另外還有可能存在運(yùn)行期間，氣動(dòng)、電動(dòng)或遠(yuǎn)傳等各類閥門(mén)存在閥門(mén)關(guān)閉不到位的情況，而拆除操作裝置又無(wú)法判斷閥門(mén)是否真實(shí)到位，故迫切需求在閥桿處設(shè)置一指示，就做到在不開(kāi)口情況，即可知道閥門(mén)的真實(shí)狀態(tài)。

由于閥桿與閥芯的聯(lián)系是槽型配合，所以閥桿安裝至閥芯上后，其相對(duì)于閥門(mén)狀態(tài)是固定的，所以可在閥桿、閥蓋組裝回裝前記錄閥門(mén)狀態(tài)，在回裝后，在閥桿與操作裝置端面做一標(biāo)記，指示與閥芯狀態(tài)一致（閥桿與閥芯連接更換180度，其狀態(tài)還是一致的）。而后再調(diào)整操作裝置指示與閥桿一致，即可確保閥門(mén)回裝后閥門(mén)指示與實(shí)際狀態(tài)一致。

3.4 閥桿操作專用工裝

該類遠(yuǎn)傳、電動(dòng)、氣動(dòng)閥門(mén)的閥桿與操作裝置的配合多為平鍵連接，脫開(kāi)操作裝置后，無(wú)法使用扳手操作閥門(mén)，使用大力鉗與管鉗操作容易劃傷閥桿，而如果安裝這些操作裝置進(jìn)行試驗(yàn)，需不斷運(yùn)行隔離和解體隔離，無(wú)法滿足閥門(mén)閥座多次車削、多次試驗(yàn)的要求。

為此，根據(jù)閥桿與操作裝置連接處的尺寸，自主設(shè)計(jì)底部可以與閥桿通過(guò)平鍵連接，頂部設(shè)計(jì)成四方或六角，可以通過(guò)扳手操作閥桿控制閥門(mén)開(kāi)關(guān)的專用工裝。每次試驗(yàn)時(shí)，在閥蓋與閥內(nèi)件安裝至閥體后，安裝專用工裝至閥桿處，通過(guò)力矩扳手轉(zhuǎn)動(dòng)閥桿，從而確認(rèn)閥門(mén)的開(kāi)關(guān)力矩。此工裝的研發(fā)為閥座多次車削，試驗(yàn)力矩的方法提供了可行性。

以上四項(xiàng)時(shí)在該類球閥長(zhǎng)期檢修中經(jīng)常采用的提升檢修質(zhì)量的方法和工器具。在實(shí)際檢修過(guò)程中，還有許多可根據(jù)實(shí)際情況采取針對(duì)性的措施。

4 結(jié)語(yǔ)

球閥有多種結(jié)構(gòu)和類型，并不是每一種球閥都適合該檢修工藝，所以需根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)采取優(yōu)化。再優(yōu)化的檢修工藝也需要熟悉的工作人員，故首先要求工作人員擁有較豐富的檢修經(jīng)驗(yàn)，熟悉閥門(mén)的結(jié)構(gòu)，清楚各零部件的功能，才能有的放矢，采取針對(duì)性的措施。

本文根據(jù)西班牙WWP廠家球閥的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，結(jié)合自身對(duì)該類球閥的的研究進(jìn)行講解分析，對(duì)球閥的檢修優(yōu)化提出一些可行性建議。通過(guò)這些優(yōu)化，可大大減小對(duì)閥座備件尺寸的依賴，大大增加檢修人員的自信心，提高檢修質(zhì)量，確保閥門(mén)檢修一次成功。

參考文獻(xiàn)

[1]西班牙WWP廠家球閥運(yùn)行維護(hù)手冊(cè)[S].