高溫高壓電動閘閥內(nèi)漏缺陷處理新方法

2013-09-06 黃城廣東粵嘉電力有限公司

　　2008年4月，某電力有限公司6號機A側(cè)電動主汽門因閥門調(diào)整行程過程中造成閥瓣接觸面的損壞，造成閥門內(nèi)漏，嚴(yán)重影響機組安全運行，重新購買閥門更換，造價高且更換工期長，為了盡快處理缺陷，在修復(fù)過程中采用閥芯與閥座現(xiàn)場重新修配方式，大大縮短檢修時間，同時為今后同類型設(shè)備缺陷的處理提供了新的方法和寶貴經(jīng)驗。

　　某電力有限公司135MW機組為上海汽輪機有限公司生產(chǎn)的超高壓、中間再熱、雙缸雙排汽、單軸、沖動凝汽式汽輪機，主蒸汽額定壓力：13.24MPa，主蒸汽額定溫度：535℃;最高壓力：13.73MPa，最高溫度540℃;最低壓力：12.75MPa，最低溫度：520℃，額定轉(zhuǎn)速：3000r/min。新蒸汽由兩路(A、B側(cè))經(jīng)電動主汽門、自動主汽門、調(diào)速汽門和4根導(dǎo)管進入高壓缸。

　　主蒸汽電動主汽門使用的是青島電站閥門廠生產(chǎn)的、型號為Z960Y—2500Lb的電動閘閥，由閥門本體和閥門執(zhí)行機構(gòu)(電動裝置)兩部分組成，閥門本體結(jié)構(gòu)為直通式，閥門中腔采用自緊密封式結(jié)構(gòu)，閥門密封面采用楔式彈性單閘板結(jié)構(gòu)形式，閥門安裝位置與管道垂直，并使閥門中腔向上，閥門工作時，閥瓣處于全開或全關(guān)位置，不允許停留在中間位置或當(dāng)調(diào)節(jié)閥使用。閥門外形尺寸及主要技術(shù)參數(shù)見表1，主要零部件及材料見表2，結(jié)構(gòu)如圖1所示。

1、事故經(jīng)過

　　2008年4月，該廠電氣工作人員對#6機A側(cè)電動主汽門電動裝置進行更換，并對更換的新電動裝置重新進行閥門行程調(diào)整。由于新更換的電動裝置轉(zhuǎn)圈數(shù)較大，采用手動開關(guān)閥門后再整定的方法無法進行，決定將行程方法調(diào)整為：“先由電氣人員調(diào)小電動裝置過力矩，現(xiàn)場先電動操作開、關(guān)閥門，臨到位后停止，再手動開、關(guān)閥門到位，進行行程位置整定”。

圖1 電動主汽門結(jié)構(gòu)圖

　　閥門行程位置整定后，進行閥門電動試開關(guān)，在閥門試開關(guān)過程中，工作人員發(fā)現(xiàn)門桿溫度有升高現(xiàn)象，電動裝置過力矩動作，工作人員經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，閥門門桿螺紋套卡澀在門桿上，閥門處于半啟閉狀態(tài);隨即對該閥門進行解體檢查發(fā)現(xiàn)：閥桿與門桿螺紋套卡死，閥桿已彎曲變形，門桿螺紋套被損壞，閥瓣與閥座密封面(機側(cè))有較深的拉傷，閥瓣與閥座接觸上部兩側(cè)均出現(xiàn)0.6~1.2mm左右的間隙。

2、原因分析

　　當(dāng)閥門在行程整定后，進行電動關(guān)閉時，由于關(guān)閉行程開關(guān)未起作用，行程到位后未停止，在閥門關(guān)閉過緊情況下，繼續(xù)關(guān)閉閥門，由于新更換的電動裝置轉(zhuǎn)圈數(shù)大，電動關(guān)閉閥門較為省力(銘牌標(biāo)手輪轉(zhuǎn)圈數(shù)為250圈，理論上電動裝置轉(zhuǎn)250圈，閥門門桿螺牙才轉(zhuǎn)動一圈)，造成過力矩不動作;當(dāng)閥門關(guān)閉至不能再關(guān)時，過力矩才動作，門桿因閥門過緊而造成彎曲;閥瓣(楔型單閘板)造成錐面上部受擠壓變形，使閥瓣與閥座接觸后上部形成間隙;閥瓣與閥座密封面表面有拉傷痕跡。

　　當(dāng)電動重新開啟閥門時，由于電動裝置的轉(zhuǎn)圈數(shù)大，電動機負(fù)載小，電動仍能將閥瓣從閥座中拉出，門桿螺紋套溫度升高，最終造成閥桿與門桿螺紋套在門桿彎曲處卡澀，電動裝置過力矩動作停止。

3、處理方法

　　根據(jù)閥門損壞的情況，更換了閥門門桿及門桿螺紋套，對閥座及閥瓣密封面進行研磨修復(fù)，進行復(fù)裝后發(fā)現(xiàn)密封面上部接觸位置靠鍋爐側(cè)竟有1.2mm的間隙，汽機側(cè)也有0.6mm的間隙，也就是說閥座與閥板的錐度已嚴(yán)重不符，影響了閥門的嚴(yán)密性，造成閥門內(nèi)漏。購買的閥瓣備件也與閥座錐度不相符，這個致命性的缺陷預(yù)示著閥門有可能面臨報廢情況，需更換整個閥門才能解決，而更換閥門需要較長的工期和費用。

　　為了解決該缺陷，只有考慮現(xiàn)場對閥門進行修復(fù)，由于主蒸汽電動主汽門是單閥板楔形閘閥，那么要解決問題只有將閥瓣修配成與閥座相同的錐度。要進行修配，必須精確測量出錐度。如何測量出錐度呢?采用量具測量由于閥門內(nèi)部深，人的手很難夠到閥座底部，這樣就無法準(zhǔn)確測量出閥座的高點和低點，以及所測點的距離，也就無法精確測量出閥座的錐度，經(jīng)過沉思熟慮后，為修復(fù)該閥門工作制定了施工方案。

　　步驟1：為了解決閥座與閥瓣的錐度測量問題，先制作出兩個略大于閥瓣的閘板模型，然后垂吊于閥座接觸面，中間用四根小鐵棒撐開閘板模型使其完全與閥座接觸，用電焊將四根小鐵棒與兩塊模型均勻施焊牢固，待冷卻后取出，用量角器測量出閘板模型的錐度。

　　步驟2：將閥瓣根據(jù)閥板模型的錐度進行車削，將車削好的閥瓣放入閥座內(nèi)進行修配，修配時可采用紅丹接觸的方法;當(dāng)錐度基本相同時，在閥瓣的內(nèi)凹面也車一個相同的錐度面，用作密封面堆焊后車削的基準(zhǔn)面。

　　步驟3：對閥瓣密封面進行堆焊。堆焊的焊條可根據(jù)閥門所使用的溫度進行選擇，閥門用于堆焊的焊條有半鐵素體高鉻鋼和鉻鎳硅鉬兩大類，主要用于工作溫度低于600℃的高壓閥門的密封面堆焊;或采用鈷基硬質(zhì)密封堆焊焊條：D802、D812。

　　在焊接過程中進行分段焊接，防止焊接溫度過高造成閥瓣變形。堆焊工作及工作條件十分復(fù)雜，堆焊時必須根據(jù)不同要求選用合適的焊條。不同的工件和堆焊焊條要采用不同的堆焊工藝，才能獲得滿意的堆焊效果。

　　D802、D812鈷基堆焊焊條焊接時需注意以下幾點：①焊前焊條須經(jīng)200℃左右烘1小時以上再施行焊接;②焊時盡可能采用短弧，并且焊條與工件保持垂直;③根據(jù)閥瓣的大小和母材的種類選擇經(jīng)300℃～600℃預(yù)熱，焊接時宜采用小電流短弧;④焊后應(yīng)在600℃～700℃回火1小時后再緩冷或?qū)⒐ぜ⒓捶湃敫稍锖蜔岬纳诚鋬?nèi)或草灰中緩冷，以避免裂紋;⑤堆焊層須經(jīng)粗磨，如發(fā)現(xiàn)缺陷時，按上述步驟進行焊補及緩冷。

　　修配時的注意事項：閥瓣密封面堆焊的厚度需保證經(jīng)車削后不低于4mm，閥瓣密封面焊好后，在車床根據(jù)預(yù)留的基準(zhǔn)面進行粗車，粗車后進行金屬著色滲透探傷檢查密封面焊接情況(有無裂紋和麻點)，如不合格，進行車削后要重新按焊接工藝工序進行補焊，直至合格為止。合格的閥瓣需再進行密封面的硬度檢查，硬度應(yīng)不低于HRC45°，同一密封面的硬度差不大于HRC2°。當(dāng)硬度不合格時，可先進行車床精車，精車好的閥瓣要在現(xiàn)場與閥座重新進行修配，可采用透光法、紅丹接觸、煤油滲漏的方法檢查錐度的差距，并可采用研磨和車削的精細(xì)方式逐步逐步進行修配直至合格為止，再對合格后的閥瓣進行熱處理以提高其硬度。