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锅炉安全阀阀门常见故障及其维修措施探析

锅炉安全阀阀门常见故障及其维修措施探析

2011/5/12 16:51:00

    安全阀是锅炉的重要附件,当锅炉压力容器(如汽包、过热器、再热器等)及管道内的工作压力,超过正常值,而达到起跳压力时,阀门自动开启。排出过多的蒸汽,使压力恢复正常,以保护设备、人身安全,当压力恢复到正常压力的规定值,阀门自动关闭,对安全阀的要求有以下几点:
    ① 安全阀有足够的灵敏度,当压力达到起跳压力时,应无阻碍的开启。
    ② 安全阀在规定的情况下,阀芯应全开,并排出额定的排汽量。
    ③ 当压力降至到回座压力时,阀门应及时关闭,并在关闭状态下保持严密。

1 阀门漏泄
                                  
     在设备正常工作压力下,阀瓣与阀座密封面处发生超过允许程度的渗漏,安全阀的泄漏不但会引起介质损失。另外,介质的不断泄漏还会使硬的密封材料遭到破坏,但是,常用的安全阀的密封面都是金属材料对金属材料,虽然力求做得光洁平整,但是要在介质带压情况下做到绝对不漏也是非常困难的。因此,对于工作介质是蒸汽的安全阀,在规定压力值下,如果在出口端肉眼看不见,也听不出有漏泄,就认为密封性能是合格的。一般造成阀门漏泄的原因主要有以下三种情况:
    一种情况是,脏物杂质落到密封面上,将密封面垫住,造成阀芯与阀座间有间隙,从而阀门渗漏。消除这种故障的方法就是清除掉落到密封面上的脏物及杂质,一般在锅炉准备停炉大小修时,首先做安全门跑砣试验,如果发现漏泄停炉后都进行解体检修,如果是点炉后进行跑砣试验时发现安全门漏泄,估计是这种情况造成的,可在跑砣后冷却20分钟后再跑舵一次,对密封面进行冲刷。
    另一种情况是密封面损伤。造成密封面损伤的主要原因有以下几点:一是密封面材质不良。例如,在3~9号炉主安全门由于多年的检修,主安全门阀芯与阀座密封面普遍已经研得很低,使密封面的硬度也大大降低了,从而造成密封性能下降,消除这种现象最好的方法就是将原有密封面车削下去,然后按图纸要求重新堆焊加工,提高密封面的表面硬度。注意在加工过程中一定保证加工质量,如密封面出现裂纹、沙眼等缺陷一定要将其车削下去后重新加工。新加工的阀芯阀座一定要符合图纸要求。目前使用YST103通用钢焊条堆焊加工的阀芯密封面效果就比较好。二是检修质量差,阀芯阀座研磨的达不到质量标准要求,消除这种故障的方法是根据损伤程度采用研磨或车削后研磨的方法修复密封面。
    造成安全阀漏泄的另一个原因是由于装配不当或有关零件尺寸不合适。在装配过程中阀芯阀座未完全对正或结合面有透光现象,或者是阀芯阀座密封面过宽不利于密封。消除方法是检查阀芯周围配合间隙的大小及均匀性,保证阀芯顶尖孔与密封面同正度,检查各部间隙不允许抬起阀芯;根据图纸要求适当减小密封面的宽度实现有效密封。

2 阀体结合面渗漏
                                  
    指上下阀体间结合面处的渗漏现象,造成这种漏泄的主要原因有以下几个方面:一是结合面的螺栓紧力不够或紧偏,造成结合面密封不好。消除方法是调整螺栓紧力,在紧螺栓时一定要按对角把紧的方式进行,最好是边紧边测量各处间隙,将螺栓紧到紧不动为止,并使结合面各处间隙一致。二是阀体结合面的齿形密封垫不符合标准。例如,齿形密封垫径向有轻微沟痕,平行度差,齿形过尖或过坡等缺陷都会造成密封失效。从而使阀体结合面渗漏。在检修时把好备件质量关,采用合乎标准的齿形密封垫就可以避免这种现象的发生。三是阀体结合面的平面度太差或被硬的杂质垫住造成密封失效。对由于阀体结合面的平面度太差而引起阀体结合面渗漏的,消除的方法是将阀门解体重新研磨结合面直至符合质量标准。由于杂质垫住而造成密封失效的,在阀门组装时认真清理结合面避免杂质落入。

3 冲量安全阀动作后主安全阀不动作
    这种现象通常被称为主安全门的拒动。
    主安全门拒动对运行中的锅炉来说危害是非常大的,是重大的设备隐患,严重影响设备的安全运行,一旦运行中的压力容器及管路中的介质压力超过额定值时,主安全门不动作,使设备超压运行极易造成设备损坏及重大事故。
    在分析主安全门拒动的原因之前,首先分析一下主安全门的动作原理。当承压容器内的压力升至冲量安全阀的整压力时,冲量安全阀动作,介质从容器内通过管路冲向主安全阀活塞室内,在活塞室内将有一个微小的扩容降压,假如此时活塞室内的压强为P1,活塞节流面积为Shs,此时作用在活塞上的f1为:
     f1=P1×Shs……………………(1)
    假如此时承压容器内的介质的压强为P2,阀芯的面积为Sfx,则此时介质对阀芯一个向上的作用力f2为:
    f2=P2×Shx..............(2)
    通常安全阀的活塞直径较阀芯直径大,所以式(1)与式(2)中Shs>;SfxP1≈P2
    假如将弹簧通过阀杆对阀芯向上的拉力设为f3及将运动部件与固定部件间摩擦力(主要是活塞与活塞室间的摩擦力)设为fm,则主安全门的动作的先决条件:只有作用在活塞上的作用力f1略大于作用在阀芯上使其向上的作用力f2及弹簧通过阀杆对阀芯向上的拉力f3及运动部件与固定部件间摩擦力(主要是活塞与活塞室间的摩擦力)fm之和时,即:f1>;f2f3fm时主安全门才能启动。
    通过实践,主安全门拒动主要与以下两方面因素有关:
   

     一是阀门运动部件有卡阻现象。
    这可能是由于装配不当,脏物及杂质混入或零件腐蚀;活塞室表面光洁度差,表面损伤,有沟痕硬点等缺陷造成的。这样就使运动部件与固定部件间摩擦力fm增大,在其他条件不变的情况下f1
    检修时对活塞,胀圈及活塞室进行了除锈处理,对活塞室沟痕等缺陷进行了研磨,装配前将活塞室内壁均匀地涂上铅粉,并严格按次序对阀门进行组装。在锅炉水压试验时,对脉冲管进行冲洗,然后将主安全门与冲量安全阀连接,大修后点炉时再次进行安全阀跑砣试验一切正常。
                                  
    二是主安全门活塞室漏气量大。当阀门活塞室漏气量大时,式(1)中的f1一项作用在活塞上的作用力偏小,在其他条件不变的情况下
    消除这种缺陷的方法是:对活塞室内表面进行处理,更换合格的活塞及活塞环,在有节流阀的冲量安全装置系统中关小节流阀开度,增大进入主安全门活塞室的进汽量,在条件允许的情况下也可以通过增加冲量安全阀的行程来增加进入主安全门活塞室内的进汽量方法推动主安全阀动作。

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