浅谈阀门研磨技术在核电维修中的应用

浅谈阀门研磨技术在核电维修中的应用

张恒玮

福建福清核电有限公司 福建 福清 350318

摘要：阀门依靠阀座和阀片来实现密封。所以，在阀门的制造过程中，阀片和阀座的加工是非常重要的。为了确保阀门的密封性，必须对阀座和阀片的表面进行磨削，使阀座和阀片的表面平整。磨削工艺的质量与效率，将直接关系到阀门的质量与效益。所以，要合理地设计和选择合适的磨削工艺。本文主要阐述了球阀磨削技术在核电设备维护中的应用，并阐述了磨削技术在阀门维护中的重要作用。本文从控制阀门研磨、研磨工具、研磨材料、研磨过程中的注意事项、研磨后的阀门密封情况等几个方面，对研磨过程中的研磨问题进行了讨论。

关键词：阀门研磨技术；核电维修；应用

引言

在核电厂的安全和使用中，阀门是不可或缺的，以一座拥有两台百万千瓦级机组的压水堆核电站为例，大约有30,000个阀门，它们遍布核电站的各个系统，有些关键的阀门，比如蒸汽隔离阀，稳压器安全阀，主蒸汽安全阀，还有用于一次回路的核级阀门，它们的可靠性是非常重要的。根据 IAEA核电站的事故，由于阀门的故障和故障，导致的停机、停堆、甚至核泄漏等事故的发生，阀门的安全、可靠运行起着极其关键的作用。在阀门的维护中，绝大部分的维护程序和技术都可以按照规范的规定进行，但对于密封件的磨削，却没有相应的工量具，难以有效地进行控制，而且在实践中，主要依赖于操作人员的技术和经验，所以，在阀门的维护中，阀体的磨削是一个非常重要的问题。

一、阀门研磨

对阀门进行磨削时，为了修补阀门破损的密封面，使其达到较好的密封性能，电站阀门的密封件通常采用平面密封件和直线密封件。要改善粉体的品质，必须了解粉体的品质控制，其次要了解影响粉体密封性能的各种因素，并采取相应的检测手段。

二、影响密封的主要因素

在面密封型磨削中，主要控制四个方面：平面度、角度、粗糙度、密封比压力。密封面的角度也起到了至关重要的作用，特别是楔形闸阀，需要最大的倾角，光滑的表面可以保证密封面的压力，当压力被决定时，它的数值依赖于密封表面的面积，所以必须在磨削后进行测量^[1]。

磨丝密封件的磨削，主要是同轴度、圆度、角度和强度。阀杆、阀瓣和阀座的同轴性会影响阀杆与阀座之间的配合，从而造成密封面沿周向受力不均，从而造成密封表面的某些密封压力超过了容许的极限，从而造成密封表面的破损，而另一个部位的密封性不够好，则会造成内部渗漏。线密封的表面可以看作是阀片与阀座上两个圆环的交迭，在进行磨削或加工时，支架的位置非常重要。

三、工器具及耗材的选用

一般的磨粉机有两种，一种是气动的，一种是电动的。核岛的维修通常是由电磨机来进行，以防止粉尘的污染。根据阀门的型号和规格，手工打磨要求生产专用的刀具。

高品质的研磨材料是核电行业常用的研磨材料。对于某些特定的磨料，其磨料的选用取决于所磨物料。例如，在使用铸铁，黄铜，铝，非金属钢，工具钢，陶瓷等材料时，应该选用金刚石磨料。磨料颗粒的选取取决于密封面的表面粗糙程度要求，例如，在粗磨（Ra<0.8）时，选用60-180的颗粒尺寸，在精磨（Ra<0.4）时，选用220-400的颗粒尺寸（Ra<0.1）。

四、手工研磨

手动磨削是针对截止阀、安全阀、小口径闸阀、逆止阀等，需要熟练的工人进行的。

（一）用研磨砂研磨

用研磨法对密封表面进行研磨，可以分成四个阶段。第一，当粗磨型阀门的密封表面锈斑超过0.5 MM时，必须进行抛光处理，然后进行抛光。方法：将280或320的磨料涂于密封表面，用15 N左右的力将其按下，沿一个方向磨，直到感觉不到砂粒时，将旧砂擦拭干净，然后用新的砂子打磨，直至表面的麻点和锈坑完全消失。第二，用中磨机擦拭粗磨后的沙子。再加一层M28-M14微粉，以约10 N的力将胎具按下，继续沿着一个方向继续研磨，直到没有沙粒声音或沙粒变黑时，再更换新的。几次更换后，密封面几乎是光滑的，有一条凡尔线，不是很明显，也不是很清晰，也不是很清晰，而是用一根铅笔在密封表面画了一条横线，然后把它关上，轻轻转动，将它的线条磨去。第三，用M7-M5微粉进行细磨，以轻柔的力度，先顺转60-100度，然后反向旋转40-90度，反复研磨，直至微粉变黑，才能更换。当看到一条漆黑发亮的连凡尔线时，它的封口宽度超过2/3，就可以进行精磨了。第四，精磨是磨削过程中的最后一步，为减少磨削表面的粗糙，磨削出嵌入金属表面的沙粒，不需要任何外力或磨料，仅使用润滑油。具体的研磨方式和精磨一样，直到加入的油都不会变色。

（二）用砂布研磨

用研磨机进行研磨，虽然品质优良，但是效率低、耗时，而且使用砂布的研磨速度更快。在打磨过程中，把砂布粘到模具上。对有大缺陷的密封，用粗砂布进行打磨，然后用细砂布进行抛光。在研磨时，模具可以朝一个方向转动。在研磨过程中要小心别把砂布磨皱或磨坏密封面。只要注意研磨方法，就能达到理想的效果。

五、研磨机研磨

根据传动方式可分为气动和电动两种，磨具的选择主要取决于磨具的性能，为了减少粉末扩散的危险，一般选择电磨机进行核岛部分的研磨。

（一）使用研磨机研磨的注意事项

对中：对有线密封的阀门，对中更方便，通常通过在磨床的驱动杆上安装一个与阀盖法兰相匹配的定位机构。

找平：在安装行星轮时，要对行星轮进行调整，这一步骤一般是在一个平面上完成的。

研磨速度：研磨速度对研磨效率有很大的影响，若研磨速度太低，研磨时间明显延长，但若研磨速度太快，研磨所造成的温度会使研磨盘与行星轮的粘合失效，造成脱胶，从而破坏密封表面。

注意磨削：这个过程很重要，但是很容易被忽视，在这个过程中，可以及时地发现前几个步骤的缺陷。一般在更换磨料时，要注意检查密封件和老磨件的状况，并根据表面的状况进行磨削调整^[2]。

更换磨盘：磨料磨粒随磨削时间的推移而磨损，应定期进行更换。在进行研磨之前，应对密封件和行星轮进行彻底清洁，以除去上次研磨所产生的微粒。

（二）研磨质量检查

在阀门磨削后，一般有三种检查方法：蓝油试验、刀口尺检验、单色光干涉法检查，但受现场条件和各种因素的限制，一般都是用蓝油试验，如果环境允许，还会用刀口尺。

（三）蓝油试验

由于其操作简单、适用于多种复杂的现场环境，所以在现场应用最为广泛。它的目标是检测密封件的粘接程度，要注意的是，蓝油测试（有些采用红丹粉、荧光粉、荧光油等）要做得更薄一些，虽然表面上看起来很容易，但实际上非常考验技术，如果涂层过厚，很容易出错^[3]。

（四）单色光干涉法

刀口尺和蓝油测试都是比较实际的，但需要操作人员的经验。单色光干涉法没有经历过对不同人的判断力的影响，并且可以进行定量评价。但这种检测方法需要很高的密封面，因为大多数电厂阀门阀座之间的缝隙比较狭窄，而且不能进行观测，所以只能使用蓝油或萤光粉。

结语

阀门在核电厂的安全运行中占有举足轻重的地位，其中某些关键阀门的失效将会导致核泄漏、停机等事故的发生。在阀门修理时，磨削质量的优劣将直接影响到阀门的密封性能，从而对阀门的使用寿命产生重要的影响。为了确保阀门的安全，阀门往往在较为复杂的工况下工作，为了确保阀门的安全，阀芯和阀座的密封表面的磨擦是主要工作，并且通常需要人工研磨，故应注意阀门人工研磨的工艺。通过对研磨设备、材料的选择、研磨工艺的规范操作、研磨后的检验等方面的阐述，使其在核电设备维护中的使用质量和效率得到了进一步的改善，为核电站的安全生产提供了更好的保证。

参考文献：

[1]彭俊杰. 浅谈阀门研磨技术在核电维修中的应用[J]. 中国化工贸易,2018,10(3):102,104.

[2]亢凯鹏. 关于国内外核电站、火电站阀门研磨技术[J]. 三角洲,2014(7):146-146.

[3]陈英杰,丁礼俊,张鸿泉,等. 核级不锈钢阀门密封唇焊维修质量控制[J]. 电焊机,2019,49(4):121-126.