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高温高压电动闸阀内漏缺陷处理新方法
时间:2012-10-29 12:57:17 阅读次数:513
0 概述
        某电力有限公司135MW机组为上海汽轮机有限公司生产的超高压、中间再热、双缸双排汽、单轴、冲动凝汽式汽轮机,主蒸汽额定压力:13.24MPa,主蒸汽额定温度:535℃;最高压力:13.73MPa,最高温度540℃;最低压力:12.75MPa,最低温度:520℃,额定转速:3000r/min。新蒸汽由两路(A、B侧)经电动主汽门、自动主汽门、调速汽门和4根导管进入高压缸。
        主蒸汽电动主汽门使用的是山东联合阀门股份有限公司阀门厂生产的、型号为Z960Y—2500Lb的电动闸阀,由阀门本体和阀门执行机构(电动装置)两部分组成,阀门本体结构为直通式,阀门中腔采用自紧密封式结构,阀门密封面采用楔式弹性单闸板结构形式,阀门安装位置与管道垂直,并使阀门中腔向上,阀门工作时,阀瓣处于全开或全关位置,不允许停留在中间位置或当调节阀使用。阀门外形尺寸及主要技术参数见表1,主要零部件及材料见表2,
        1 事故经过
        2008年4月,该厂电气工作人员对#6机A侧电动主汽门电动装置进行更换,并对更换的新电动装置重新进行阀门行程调整。由于新更换的电动装置转圈数较大,采用手动开关阀门后再整定的方法无法进行,决定将行程方法调整为:“先由电气人员调小电动装置过力矩,现场先电动操作开、关阀门,临到位后停止,再手动开、关阀门到位,进行行程位置整定”。
        阀门行程位置整定后,进行阀门电动试开关,在阀门试开关过程中,工作人员发现门杆温度有升高现象,电动装置过力矩动作,工作人员经检查发现,阀门门杆螺纹套卡涩在门杆上,阀门处于半启闭状态;随即对该阀门进行解体检查发现:阀杆与门杆螺纹套卡死,阀杆已弯曲变形,门杆螺纹套被损坏,阀瓣与阀座密封面(机侧)有较深的拉伤,阀瓣与阀座接触上部两侧均出现0.6~1.2mm左右的间隙。
        2 原因分析
        当阀门在行程整定后,进行电动关闭时,由于关闭行程开关未起作用,行程到位后未停止,在阀门关闭过紧情况下,继续关闭阀门,由于新更换的电动装置转圈数大,电动关闭阀门较为省力(铭牌标手轮转圈数为250圈,理论上电动装置转250圈,阀门门杆螺牙才转动一圈),造成过力矩不动作;当阀门关闭至不能再关时,过力矩才动作,门杆因阀门过紧而造成弯曲;阀瓣(楔型单闸板)造成锥面上部受挤压变形,使阀瓣与阀座接触后上部形成间隙;阀瓣与阀座密封面表面有拉伤痕迹。
        当电动重新开启阀门时,由于电动装置的转圈数大,电动机负载小,电动仍能将阀瓣从阀座中拉出,门杆螺纹套温度升高,最终造成阀杆与门杆螺纹套在门杆弯曲处卡涩,电动装置过力矩动作停止。
        3 处理方法
        根据阀门损坏的情况,更换了阀门门杆及门杆螺纹套,对阀座及阀瓣密封面进行研磨修复,进行复装后发现密封面上部接触位置靠锅炉侧竟有1.2mm的间隙,汽机侧也有0.6mm的间隙,也就是说阀座与阀板的锥度已严重不符,影响了阀门的严密性,造成阀门内漏。购买的阀瓣备件也与阀座锥度不相符,这个致命性的缺陷预示着阀门有可能面临报废情况,需更换整个阀门才能解决,而更换阀门需要较长的工期和费用。
        为了解决该缺陷,只有考虑现场对阀门进行修复,由于主蒸汽电动主汽门是单阀板楔形闸阀,那么要解决问题只有将阀瓣修配成与阀座相同的锥度。要进行修配,必须精确测量出锥度。如何测量出锥度呢?采用量具测量由于阀门内部深,人的手很难够到阀座底部,这样就无法准确测量出阀座的高点和低点,以及所测点的距离,也就无法精确测量出阀座的锥度,经过沉思熟虑后,为修复该阀门工作制定了施工方案。
        步骤1:为了解决阀座与阀瓣的锥度测量问题,先制作出两个略大于阀瓣的闸板模型,然后垂吊于阀座接触面,中间用四根小铁棒撑开闸板模型使其完全与阀座接触,用电焊将四根小铁棒与两块模型均匀施焊牢固,待冷却后取出,用量角器测量出闸板模型的锥度。
        步骤2:将阀瓣根据阀板模型的锥度进行车削,将车削好的阀瓣放入阀座内进行修配,修配时可采用红丹接触的方法;当锥度基本相同时,在阀瓣的内凹面也车一个相同的锥度面,用作密封面堆焊后车削的基准面。
        步骤3:对阀瓣密封面进行堆焊。堆焊的焊条可根据阀门所使用的温度进行选择,阀门用于堆焊的焊条有半铁素体高铬钢和铬镍硅钼两大类,主要用于工作温度低于600℃的高压阀门的密封面堆焊;或采用钴基硬质密封堆焊焊条:D802、D812。
        在焊接过程中进行分段焊接,防止焊接温度过高造成阀瓣变形。堆焊工作及工作条件十分复杂,堆焊时必须根据不同要求选用合适的焊条。不同的工件和堆焊焊条要采用不同的堆焊工艺,才能获得满意的堆焊效果。
        D802、D812钴基堆焊焊条焊接时需注意以下几点:①焊前焊条须经200℃左右烘1小时以上再施行焊接;②焊时尽可能采用短弧,并且焊条与工件保持垂直;③根据阀瓣的大小和母材的种类选择经300℃~600℃预热,焊接时宜采用小电流短弧;④焊后应在600℃~700℃回火1小时后再缓冷或将工件立即放入干燥和热的沙箱内或草灰中缓冷,以避免裂纹;⑤堆焊层须经粗磨,如发现缺陷时,按上述步骤进行焊补及缓冷。
        修配时的注意事项:阀瓣密封面堆焊的厚度需保证经车削后不低于4mm,阀瓣密封面焊好后,在车床根据预留的基准面进行粗车,粗车后进行金属着色渗透探伤检查密封面焊接情况(有无裂纹和麻点),如不合格,进行车削后要重新按焊接工艺工序进行补焊,直至合格为止。合格的阀瓣需再进行密封面的硬度检查,硬度应不低于HRC45°,同一密封面的硬度差不大于HRC2°。当硬度不合格时,可先进行车床精车,精车好的阀瓣要在现场与阀座重新进行修配,可采用透光法、红丹接触、煤油渗漏的方法检查锥度的差距,并可采用研磨和车削的精细方式逐步逐步进行修配直至合格为止,再对合格后的阀瓣进行热处理以提高其硬度。