核电站气动截止阀常见故障及维修

张恒玮

摘要：气动截止阀是核电站中广泛使用的一种，它与许多与核安全有关的系统有关。此类阀门在核电厂的使用中，常常会发生失效，严重地影响到机组的正常使用。通过对这类阀门的结构、工作原理的介绍，对现有的检修工作进行了总结，以期对提高此类阀门的检修质量和工作效率有一定的参考价值。

关键词：核电站；气动截止阀；常见故障；维修

引言

气动截流阀主要包括气动执行机构和阀门本体，气动执行机构是其突出特点，并与其它阀门不同，包括气缸、电磁阀、限位开关、供气管道等。阀体由阀座，阀瓣，阀杆，阀盖，填料，密封垫片等构成。气动截止阀的气缸根据其工作模式可分为两类：一类是单动型，另一类是双动型。大多数气动截流阀都要求有泄气保护的功能，因此一般采用单动式气缸。单动式汽缸采用回位柱簧（或盘簧组），以使其具有空气失气的自动复位功能，即，在气缸失气时，由于盘簧力的影响，汽缸活塞（或膜片）回到汽缸的初始位置（冲程的原始位置）。

气动截流阀以压缩空气为动力源，多数阀门通过遥控操作，通过手动或按逻辑信号来启动，通过电磁阀接收到的操作命令信号，将气体施加在活塞或膜片上，以抵抗阀工作时的摩擦力和阀杆上的弹性，由此将阀片压下（用于失气开启阀），或者将阀杆抬起（用于泄气阀），驱动阀片上下运动，以开启或关闭阀门。

一、气动截止阀在核电站的应用

在核电厂，常用的气动截止阀有 VELAN, GRISS，江苏神通等.例如，在核电厂，它装备了上百种不同类型的空气截止阀，包括140多个 VELAN阀，涉及到 RIS, RKV, MCP, REN, RPE, ETI, APG, VVP等主要 BSR系统。空气截流阀是核设备的关键部件，它的可靠性与性能将直接影响到核安全及所有的安全指标。核岛检修中，通常采用的气动截止阀都是在空间狭小、放射性污染较严重的地区使用。由于场地狭小，维修工作繁杂，造成了人员长期受到辐射。

二、气动截止阀常见故障及维修

（一）供气管线压力表示数不符合相关运行标准

在正常使用过程中，偶尔会出现阀门供气压力值不正常的故障，其主要原因有：仪表本体损坏，供气管线漏气，阀门气缸（隔膜盒，呼吸孔）漏气，供气管线滤芯堵塞。在现场出现这种故障时，首先要检查空气管道和气压头的泄漏情况，然后检查过滤器有没有阻塞，如果机器部件没有问题，就让仪器工作人员对压力计进行检验。

（二）供气管线接头漏气

电厂使用仪表采用压缩空气作为气压源，在通过减压阀（某些阀门未安装减压阀）之前，压力为8 bar，长时间使用会对管道的连接造成一定的影响，从而出现接头泄漏。一般的处理方法是：首先用检漏液对阀门和空气管道的各个连接部位进行检测，确定没有泄漏的地方，然后进行固定（在固定之前，关闭空气的小阀，将空气管道中的剩余气体排出）；如果固定不能解决，应将连接件打开，并检查修补表面（注意防止异物，如有需要，可使用魔绳），若连接件破损，无法修理，应更换连接件^[1]。

（三）阀门限位开关信号异常

阀门极限开关没有提供适当的阀门状态（也就是，现场或主控制阀的指示与现场的阀门的实际情况不相符），这是由于限制开关的位置调整不当，导致压力限制开关的挡板、凸轮或螺杆不能正确地按压限位开关：或者由于阀杆的旋转，导致压力板、凸轮或螺杆的位置和限制开关的位置不一致，从而使限位开关的工作不能正常进行。如果发生此情况，可按现场实际情况调节限位开关的位置，摆臂或压杆的挡板，凸轮，螺杆。启动阀门，对现场 BC箱进行信号检测，以确定限位开关自身有没有损伤，如果限位开关自身的内部有故障，不能准确地反映出阀门的状况，则必须进行更换。

（四）设备本身的故障

第一，阀杆与导套、阀杆与盘根的卡滞，导致打开时间延长，打开力增加，打开行程不够。第二，膜片破裂，造成阀门不能打开或打开不够。第三，螺丝力矩不够，造成隔板与壳体之间的空气泄漏（外部），从而造成打开行程不足。第四，由于阀杆在联接块的下部拧进过多，会使轴杆和套筒上的螺帽间无空隙，从而使阀片无法就位或支承力极低，容易发生内泄漏。第五，弹簧的断裂、线性较差、初始作用力较低，容易发生内泄漏。第六，气门的密封表面破损，造成了内部泄漏。正如前面提到的，有些阀门的常见故障，比如设定中性点、空气供应问题、弹簧线性、初始安装压力、阀片安装位置、 O型环等是否老化、阀杆有没有损坏，都需要在拆卸之后通过特定工具检修。

（五）中性点设置不正确

操作者或其它非维护专业人士，在手动操作阀门后，未按照作业要求，将阀门重新回到中线位置。如果现场出现这种情况，有可能造成气门气动头部的损害。中线是手动操纵阀门时手动驱动轴所处的位置。中线并不是一个小点，它只是一个很小的范围，也就是说，这个位置并不会对气门的空气动力学产生任何影响。过低的中性点会造成阀门打开不彻底或无法打开；过高则造成阀门关闭不严，造成内泄漏。

三、维修活动中专用工具的使用及注意事项

（一）FRATOL试验工具（气动两位阀诊断工具）

FRATOOL工具又被称作气动两位阀诊断工具，采用液压千斤顶取代气源力对阀门进行开闭，通过传感器对阀施加的力和位移进行持续的测量，并由软件绘出“力-位移”曲线，并在曲线图中选取特征点，以此来判定气门的工作状态，为以后的维修工作提供参考^[2]。

该测量装置包括一个力敏元件和一个位移元件，其中，该位移元件的最大冲程为45毫米，而压力计的最大值为1000至10000 N。此工具由一组起重装置组成，由连杆与气缸的手轮杆直接相连，由升降装置取代人工操纵零件，由液压千斤顶来提供提升力。在升降时，测量信道会发出2个信号。信号1：在起重时，在起重时，在上支座和上支座之间的压力传感器会持续地被压缩，以发出一个力的讯号。信号2：一个安装在一个液压起重装置上的位置传感器，它表示阀门的升降高度（空气动力头杠杆的移动）。一旦信号被生成，就将信号1和2输入到计算机，绘制出作用力和位移的图形。

（二）阀门密封焊切割工具（割刀）

气动截流阀的阀帽和阀体大多采用密封焊方式进行焊接，在检修时必须采用特殊的刮刀，以确保封口的切割质量，从而提高阀门盖和阀体之间的焊缝质量。在使用割刀时，要选用适当的工具，首先安装刀架，检查是否完全卡住气门密封焊盘，保证刀架转动平稳，没有卡涩。切刀时不能过快，控制好切割深度，以免对阀体造成伤害^[3]。

（三）手轮限位端盖扳手

由于 VELAN阀的结构设计，在更换隔膜、0环时，需要将阀手轮的限位端帽和配套套管拆除，因此，人们对此专门的刀具进行了设计和加工。所有电厂都反映了这次维修工作中的一个难题，就是因为阀头的限位端帽和配合套管的接头处有铆钉，用螺丝锁紧，拆卸起来非常困难，而且很容易被卡住。这就造成了特殊的扳手很高的损失率。

在这种类型的阀门初次解体时，首先要用螺丝刀对其进行三个铆接，然后再用手枪钻对其进行抛光，以免造成螺纹损坏；在生产过程中，一般都会在这里涂上一层粘合剂，为了防止螺纹被卡住，在拆卸之前，要用温枪对螺纹进行加热；用扳手将螺帽上的螺纹涂上适量的润滑油，不要强行拆开。

结语

气门断流阀是核电站一环内的一种隔断阀，它的可靠性与功能的完整性对电厂的核安全有很大的影响。文章对气动截流阀的维护与维护进行了总结，并对其常见的故障进行了分析，并对其使用特殊工具应采取的对策进行了阐述，该方法对实际维护工作具有一定的指导意义。

参考文献：

[1]彭俊杰. 核电站气动截止阀常见故障及维修[J]. 现代制造技术与装备,2018(6):140,142.

[2]李帅. 分析核电站气动截止阀常见故障及维修[J]. 建筑工程技术与设计,2019(24):4134.

[3]董晓祥,陈军琦. 气动截止阀的故障及FRATOL诊断[J]. 热力发电,2002,31(1):47-50,58.