核電站氣動(dòng)截止閥常見(jiàn)故障及維修

彭俊杰

（廣東省深圳市大鵬新區(qū)大亞灣核電站 中核檢修有限公司，深圳 518124）

氣動(dòng)截止閥主要由氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)、閥門本體兩大部分組成，氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)是它的顯著特征，也是它與其他類型閥門的區(qū)別之處，包括氣缸、電磁閥、限位開(kāi)關(guān)、供氣管線等零部件。閥門本體主要由閥座、閥瓣、閥桿、閥蓋以及填料、密封墊片等組成。氣動(dòng)截止閥的氣缸按照作用方式分為單作用和雙作用兩種。由于大部分氣動(dòng)截止閥需要具備失氣保護(hù)功能，所以其執(zhí)行機(jī)構(gòu)通常選用單作用氣缸。單作用氣缸使用復(fù)位圓柱彈簧（或碟簧組），使其具有失氣自動(dòng)復(fù)位功能，即失氣時(shí)氣缸活塞（或隔膜）在碟簧力的作用下恢復(fù)到氣缸初始位置（行程的原始位置）。

氣動(dòng)截止閥使用壓縮空氣作為動(dòng)力源，大部分閥門采用遠(yuǎn)程控制，由主控室手動(dòng)或根據(jù)邏輯信號(hào)自動(dòng)觸發(fā)動(dòng)作指令，電磁閥根據(jù)接收到的動(dòng)作指令信號(hào)，向執(zhí)行機(jī)構(gòu)內(nèi)進(jìn)行供氣或排氣，氣體作用在活塞或隔膜上，克服閥門動(dòng)作的摩擦力和閥桿上的彈簧彈力，從而壓下（對(duì)于失氣開(kāi)閥門）或提起（對(duì)于失氣關(guān)閥門）閥桿，帶動(dòng)閥瓣上下動(dòng)作，使閥門打開(kāi)或關(guān)閉。

1 氣動(dòng)截止閥在核電站的應(yīng)用

核電站常用氣動(dòng)截止閥主要有VELAN、GRISS、江蘇神通等。以某核電站為例，一臺(tái)機(jī)組安裝有百余臺(tái)各類氣動(dòng)截止閥，其中VELAN閥門安裝140余臺(tái)，涉及RIS、RCV、RCP、REN、RPE、ETY、APG、VVP等重要的QSR系統(tǒng)。這些氣動(dòng)截止閥大部分為安全殼隔離閥，是核電站核級(jí)設(shè)備最主要的部分，其可靠性和功能完備將直接影響到核安全和各類安全指標(biāo)。在核島檢修工作中，氣動(dòng)截止閥大多安裝在空間狹小且有放射性困擾的場(chǎng)所，受空間限制，檢修工作難度增加，無(wú)形中使人員受輻射時(shí)間增加。

2 氣動(dòng)截止閥常見(jiàn)故障及維修

2.1 供氣管線壓力表示數(shù)不符合相關(guān)運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)

在機(jī)組日常運(yùn)行期間，偶有閥門供氣壓力表示數(shù)異常的缺陷發(fā)生，造成這類缺陷的原因大致有以下幾類：壓力表本體損壞、供氣管線漏氣、閥門氣缸（隔膜盒、呼吸孔）漏氣、供氣管線過(guò)濾器堵塞。

現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)此類缺陷，應(yīng)先檢查供氣管線及氣動(dòng)頭有無(wú)漏氣，再檢查過(guò)濾器是否有堵塞，最后機(jī)械部分排查無(wú)異常，則應(yīng)請(qǐng)儀表人員校驗(yàn)該壓力表。

2.2 供氣管線接頭漏氣

電站使用儀用壓縮空氣為氣動(dòng)頭供氣，壓力在經(jīng)過(guò)減壓閥（部分閥門沒(méi)有減壓閥）前為8bar，長(zhǎng)期運(yùn)行對(duì)供氣管線接頭有一定影響，產(chǎn)生接頭漏氣現(xiàn)象。處理措施通常為先使用檢漏液對(duì)閥門供氣管線各接頭進(jìn)行排查，確認(rèn)所有漏點(diǎn)后進(jìn)行緊固處理（緊固前關(guān)閉供氣小閥，排出供氣管線殘余氣體）；如果緊固無(wú)法消除缺陷，則需打開(kāi)接頭，檢查修復(fù)密封面（注意防異物，必要時(shí)使用魔繩）；如遇接頭損壞無(wú)法修復(fù)則更換接頭。

2.3 閥門限位開(kāi)關(guān)信號(hào)異常

閥門限位開(kāi)關(guān)未正確給出閥門狀態(tài)信號(hào)（即就地或主控閥門指示與現(xiàn)場(chǎng)閥門的實(shí)際狀態(tài)不符），造成這種現(xiàn)象的原因可能有限位開(kāi)關(guān)位置調(diào)節(jié)不當(dāng)，造成壓限位開(kāi)關(guān)的擋板、凸輪或螺桿無(wú)法正確壓住限位開(kāi)關(guān)；或閥桿轉(zhuǎn)動(dòng)，造成固定在閥桿上壓限位開(kāi)關(guān)的壓板、凸輪或螺桿位置和限位開(kāi)關(guān)錯(cuò)位，無(wú)法正確控制限位開(kāi)關(guān)的動(dòng)作。出現(xiàn)這種情況可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況調(diào)整限位開(kāi)關(guān)位置、擺臂或壓限位開(kāi)關(guān)的擋板、凸輪、螺桿。動(dòng)作閥門，對(duì)閥門就地BC盒進(jìn)行信號(hào)檢查，判斷限位開(kāi)關(guān)本身是否損壞，如限位開(kāi)關(guān)本身內(nèi)部微動(dòng)開(kāi)關(guān)損壞，無(wú)法正確反映閥門狀態(tài)，這時(shí)需要更換限位開(kāi)關(guān)。

2.4 盤根處有結(jié)晶或水漬

造成這種現(xiàn)象的原因可能為盤根老化，密封失效；盤根材質(zhì)選錯(cuò)；沒(méi)有按規(guī)定的方法安裝盤根；盤根壓緊力矩隨盤根的磨損而喪失；閥桿或填料函表面有麻點(diǎn)/拉傷等缺陷；針對(duì)此類缺陷，對(duì)表面結(jié)晶或水漬進(jìn)行清理后校驗(yàn)閥門盤根力矩，后續(xù)進(jìn)行觀察，如泄露仍存在，則排除盤根壓緊力矩不夠的問(wèn)題，考慮盤根損壞或閥桿缺陷，后續(xù)根據(jù)窗口進(jìn)行解體檢查修復(fù)。

2.5 內(nèi)漏

導(dǎo)致閥門內(nèi)漏的原因主要分兩類。一是密封面缺陷，如密封面有異物導(dǎo)致密封不嚴(yán)，介質(zhì)長(zhǎng)期沖刷導(dǎo)致致密封面有劃痕、凹坑等缺陷。對(duì)于此類缺陷，首先請(qǐng)運(yùn)行開(kāi)關(guān)閥門，對(duì)閥門進(jìn)行沖洗后驗(yàn)證，如沖洗后仍存在內(nèi)漏則需解體修復(fù)密封面。二是閥門關(guān)閉不到位，如氣動(dòng)頭漏氣、供氣壓力不足、碟簧力不足、中性點(diǎn)設(shè)置不正確、閥門盤根力矩過(guò)大，這些因素都會(huì)影響閥門動(dòng)作，導(dǎo)致閥瓣落座不到位或落座力不足，無(wú)法有效密封。

2.6 中性點(diǎn)設(shè)置不正確

運(yùn)行人員或其他非維修專業(yè)人員，根據(jù)工作需求手動(dòng)操作閥門后沒(méi)有按正確方式將閥門恢復(fù)到中性點(diǎn)位置。如現(xiàn)場(chǎng)存在此類異常，有導(dǎo)致閥門氣動(dòng)頭損壞危險(xiǎn)。

3 維修活動(dòng)中專用工具的使用及注意事項(xiàng)

3.1 FRATOL試驗(yàn)工具（氣動(dòng)兩位閥診斷工具）

FRATOL（FRAMATOME TOOL）工具也稱為氣動(dòng)兩位閥診斷工具，該工具適用于VELAN氣動(dòng)截止閥的氣動(dòng)頭定值設(shè)定。它是利用安裝在閥門上的傳感器，連續(xù)測(cè)量作用于閥門上的力與閥門的位移，通過(guò)軟件繪制出閥門“力-位移”曲線圖，在曲線圖上選擇特征點(diǎn)，得出閥門碟簧的性能參數(shù)，從而判斷氣動(dòng)頭的性能，為后續(xù)檢修提供依據(jù)。

3.2 閥門密封焊切割工具（割刀）

氣動(dòng)截止閥的閥蓋與閥體大部分是通過(guò)密封焊的形式焊接在一起，當(dāng)需要打開(kāi)閥蓋進(jìn)行檢修時(shí)，需要使用專用割刀以保證密封焊切割的質(zhì)量，提高檢修完畢后閥蓋與閥體間唇邊焊接的質(zhì)量。電站要求閥門盡可能使用專用割刀進(jìn)行切割，除非現(xiàn)場(chǎng)因空間受限等因素導(dǎo)致割刀無(wú)法使用，才允許手鋸鋸開(kāi)密封焊。

在割刀的使用過(guò)程中應(yīng)注意：選擇合適的刀具配件；先安裝刀架后安裝刀具；檢查刀架卡輪能完整卡住閥門密封焊凸臺(tái)，裝好刀架后先試轉(zhuǎn)一下，確保刀架轉(zhuǎn)動(dòng)平穩(wěn)、無(wú)卡澀；裝刀片時(shí)要先確定刀口方向；開(kāi)始切割后要按確定方向轉(zhuǎn)動(dòng)，不能倒轉(zhuǎn)刀具，避免刀具的損壞；切割時(shí)進(jìn)刀不能太快，一次進(jìn)刀量不能太大，注意控制切割深度，避免損傷閥門本體。

3.3 手輪限位端蓋扳手

由于VELAN閥門結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原因，更換隔膜、O環(huán)時(shí)必須拆卸閥門手輪限位端蓋與配合套筒，人們?yōu)榇嗽O(shè)計(jì)加工這一專用工具。各電站均反饋在此項(xiàng)檢修活動(dòng)中存在一個(gè)難點(diǎn)問(wèn)題，由于閥門首輪限位端蓋與配合套筒連接處有鉚點(diǎn)，使用螺紋鎖固膠緊固，拆卸異常困難且容易咬死。這種情況導(dǎo)致專用扳手損壞率極高。

在該類閥門第一次解體時(shí)，首輪限位端蓋螺母通常有三處鉚點(diǎn)，需要使用手槍鉆先將鉚點(diǎn)打磨，注意打磨深度，避免損傷螺紋；閥門出廠時(shí)通常在此處螺紋涂抹鎖固膠，為避免螺紋咬死，在拆卸前應(yīng)使用溫槍加熱螺紋處；使用扳手拆卸螺母時(shí)適當(dāng)噴涂螺紋潤(rùn)滑劑，切勿蠻力拆卸。

4 結(jié)論

氣動(dòng)截止閥多為核電站一回路的隔離閥，其可靠性和功能的完整性直接影響電站的核安全。本文總結(jié)了氣動(dòng)截止閥的維修經(jīng)驗(yàn)和維修技巧，同時(shí)介紹了氣動(dòng)截止閥常見(jiàn)故障的處理措施和專用工具使用的注意事項(xiàng)。這些經(jīng)驗(yàn)在實(shí)際維修中起到了很好的指導(dǎo)作用，提高了維修的質(zhì)量和效率，為保障核電站的安全運(yùn)行做出了貢獻(xiàn)。