優化球閥檢修工藝以提升密封穩定性

謝月豐+葛帥+莫俊冰+趙雪峰+蔣振華

摘 要：秦二廠1、2#機組使用的核級球閥一般都為西班牙WWP廠家生產的球閥。該球閥密封面無補償性，對閥內件的尺寸要求較高：閥座尺寸太大，則開關卡澀，閥座擠壓變形或開關不到位的缺陷；閥座尺寸太小，則閥門關閉密封力不足，引起內漏。因此該類閥門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。本文針對該類型閥門，通過長期的檢修經驗積累，提出該類閥門檢修過程的工藝優化，以期給其他電廠類似閥門檢修和后續檢修人員培養提供參考。

關鍵詞：球閥；WWP；閥座；檢修；工藝優化；密封性

中圖分類號：TV547.5 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）09-0078-02

1 前言

球閥的行程為90度，閥芯能360度旋轉，所以在閥門開啟和關閉位置均設有機械止檔。氣動、電動及遠傳球閥大多有限位指示裝置，手動操作球閥一般手柄與管道方向平行時閥門為開啟，手柄與管道方向垂直時，閥門為關閉。球閥的特點：結構簡單，開關迅速，操作方便，體積小，重量輕，零部件少，流體阻力小，調節性能差，適用于低溫、高壓及粘度大的介質。

秦二廠1、2#機組使用的核級球閥一般都為西班牙WWP廠家生產的楔式球閥，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，兩端開有通孔，但兩端通孔正對閥座時，閥門處于全開位置，當閥芯通孔與閥座連線垂直時，閥門處于全關狀態。閥門傳動鏈一般為驅動裝置帶動閥桿做旋轉運動，再帶動閥芯做旋轉運動，從而達到閥門開關操作的目的。

閥門的內漏可能有兩種原因：（1）閥芯與閥座密封面問題；（2）閥座與閥體密封問題。該球閥密封面無補償性，對閥內件的尺寸要求較高：閥座尺寸太大，則開關卡澀，閥座擠壓變形或開關卡澀不到位的缺陷；閥座尺寸太小，則閥門關閉密封面密封力不足或閥座與閥體密封力不足，引起內漏。以下針對該類型閥門的檢修過程，提出該類閥門檢修過程的工藝優化和專用工器具完善。

2 球閥全面檢查步驟

2.1 閥門解體

首先將閥門打至開啟位置，拆除閥門操作裝置，包括手輪、遠傳、氣動或電動裝置等。拆除閥門中法蘭連接螺栓，將閥門上半部件放置檢修區域。拆除閥芯、閥座，放置檢修區域。松開填料壓蓋螺栓，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腔。清理打磨各接合面，不得有損壞現象。清理填料函，填料壓蓋，其表面應光滑無變形。閥座為必換備件，解體后需進行更換。檢查球體的接觸面，不允許表面有劃傷、刻傷和點傷，輕微的可由砂紙消除。檢查閥桿是否有彎曲變形、銹蝕、表面應光滑。

2.3 球閥組裝

仔細檢查閥體內腔和密封面必須干凈。更換填料，組裝閥門上半部件。更換閥座與支撐環，將支撐環安裝至閥座上，確認閥座與閥體密封處高于支撐環。將閥座、閥芯同步放入閥體內，使用銅棒輕微振擊，確認閥座、閥芯安裝到位。將閥門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。開關閥門，無卡澀。

由于該類閥門密封面無補償性能，在按照正常檢修工作步驟執行時，檢修后經常出現閥門開關不到位，閥座被擠壓變形，或閥門密封性能較差等問題。在無法提升備件質量，和無法改變閥門本身結構特性的前提下，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，以優化檢修工藝，進而保證檢修質量。

3 閥門檢修優化

3.1 閥座車削加工

該球閥閥座材質為KYNAR，又稱聚偏氟乙烯，具有含氟樹脂的共性如優良的熱穩定性、耐腐蝕性、不燃性、疏水性等特性。同時該材料是氟樹脂中剛性最好的，具有最高的抗張強度和抗壓縮強度，最優的剛性、耐磨性和耐切割性。KYNAR還具有極佳的耐輻照性，對紫外線輻照穩定，在室外放置一二十年可以不變脆和和龜裂，經受108拉特γ射線輻照，性能沒有嚴重下降。

目前庫存閥座普遍存在偏厚的現象，測量新閥座尺寸，一般都較舊尺寸厚0.5～2mm，每個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，該處往內有一臺階，安裝一支撐環，閥座高度必須高于支撐環高度，否閥座無法與閥體接觸，保證密封。閥座加工需將該端往內車削約最多2mm，包括與支撐環的接觸面和與閥體的接觸面同時車削，車削加工厚度跟公稱通徑有關，同種規格的備件的車削量也不完全一致。

該車削需分多步執行，如果一下車太多，可能導致閥座尺寸過小，造成密封力不足，從而引起內漏。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，操作閥門閥桿開關閥門多次，其閥桿操作力矩滿足要求值，此時的閥座尺寸剛好滿足要求。

3.2 閥芯拆裝專用工器具研發

由于閥座需多次車削，每次車削量都不宜過大，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，閥內件安裝至閥體后，閥芯與閥座配合過緊，且取閥芯時無使力點，致使閥芯取出困難的情況。

此時加工一專用工具，鋼板寬度為15～20mm，長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。將專用工具通過螺栓安裝至閥芯球體上，對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，極大地縮短了閥門檢修嘗試過程中的時間，使工作人員在檢修過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有力的保障。

3.3 閥桿指示標記

由于該類閥門閥桿處無指示閥門狀態的標記，且閥蓋組件回裝后，無法觀察到閥內件的狀態，無法得知閥門的開關位置。加之該類閥門檢修時閥座需多次車削，多次嘗試，工作負責人容易在閥門回裝后對閥門的實際狀態會產生模糊或混淆，從而造成檢修后操作裝置指示與實際閥位不一致的情況。另外還有可能存在運行期間，氣動、電動或遠傳等各類閥門存在閥門關閉不到位的情況，而拆除操作裝置又無法判斷閥門是否真實到位，故迫切需求在閥桿處設置一指示，就做到在不開口情況，即可知道閥門的真實狀態。

由于閥桿與閥芯的聯系是槽型配合，所以閥桿安裝至閥芯上后，其相對于閥門狀態是固定的，所以可在閥桿、閥蓋組裝回裝前記錄閥門狀態，在回裝后，在閥桿與操作裝置端面做一標記，指示與閥芯狀態一致（閥桿與閥芯連接更換180度，其狀態還是一致的）。而后再調整操作裝置指示與閥桿一致，即可確保閥門回裝后閥門指示與實際狀態一致。

3.4 閥桿操作專用工裝

該類遠傳、電動、氣動閥門的閥桿與操作裝置的配合多為平鍵連接，脫開操作裝置后，無法使用扳手操作閥門，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行試驗，需不斷運行隔離和解體隔離，無法滿足閥門閥座多次車削、多次試驗的要求。

為此，根據閥桿與操作裝置連接處的尺寸，自主設計底部可以與閥桿通過平鍵連接，頂部設計成四方或六角，可以通過扳手操作閥桿控制閥門開關的專用工裝。每次試驗時，在閥蓋與閥內件安裝至閥體后，安裝專用工裝至閥桿處，通過力矩扳手轉動閥桿，從而確認閥門的開關力矩。此工裝的研發為閥座多次車削，試驗力矩的方法提供了可行性。

以上四項時在該類球閥長期檢修中經常采用的提升檢修質量的方法和工器具。在實際檢修過程中，還有許多可根據實際情況采取針對性的措施。

4 結語

球閥有多種結構和類型，并不是每一種球閥都適合該檢修工藝，所以需根據實際情況適當采取優化。再優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驗，熟悉閥門的結構，清楚各零部件的功能，才能有的放矢，采取針對性的措施。

本文根據西班牙WWP廠家球閥的結構特點，結合自身對該類球閥的的研究進行講解分析，對球閥的檢修優化提出一些可行性建議。通過這些優化，可大大減小對閥座備件尺寸的依賴，大大增加檢修人員的自信心，提高檢修質量，確保閥門檢修一次成功。

參考文獻

[1]西班牙WWP廠家球閥運行維護手冊[S].