淺析安全閥常見故障分析及解決方法

    [安全閥]本文分析了機(jī)爐安全閥閥門漏泄、閥體結(jié)合面滲漏、沖量安全閥動(dòng)作后主安全閥不動(dòng)作、沖量安全閥回座后主安全閥延遲回座時(shí)間過長以及安全閥的回座壓力低、頻跳和顫振等常見的故障原因，并針對(duì)故障原因提出了解決方法。 

    安全閥常見故障原因分析及解決方法 

    1、閥門漏泄 

    在設(shè)備正常工作壓力下，閥瓣與閥座密封面處發(fā)生超過允許程度的滲漏，安全閥的泄漏不但會(huì)引起介質(zhì)損失。另外，介質(zhì)的不斷泄漏還會(huì)使硬的密封材料遭到破壞，但是，常用的安全閥的密封面都是金屬材料對(duì)金屬材料，雖然力求做得光潔平整，但是要在介質(zhì)帶壓情況下做到絕對(duì)不漏也是非常困難的。因此，對(duì)于工作介質(zhì)是蒸汽的安全閥，在規(guī)定壓力值下，一般造成閥門漏泄的原因主要有以下三種情況：一種情況是，臟物雜質(zhì)落到密封面上，將密封面墊住，造成閥芯與閥座間有間隙，從而閥門滲漏。消除這種故障的方法就是清除掉落到密封面上的臟物及雜質(zhì)，一般在機(jī)爐準(zhǔn)備停爐大小修時(shí)，首先做安全門跑砣試驗(yàn)，如果發(fā)現(xiàn)漏泄停爐后都進(jìn)行解體檢修，如果是點(diǎn)爐后進(jìn)行跑砣試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)安全門漏泄，估計(jì)是這種情況造成的，可在跑砣后冷卻20分鐘后再跑舵一次，對(duì)密封面進(jìn)行沖刷。另一種情況是密封面損傷。本文由上海制發(fā)閥門有限公司轉(zhuǎn)載分享，上海制發(fā)閥門有限公司專業(yè)從事安全閥生產(chǎn)的廠家、主要生產(chǎn)各種型號(hào)規(guī)格的安全閥，彈簧式安全閥，安全閥型號(hào)，襯氟安全閥，空壓機(jī)安全閥，并終身為使用單位提供相關(guān)產(chǎn)品技術(shù)支持。銷售熱線:021-69783299  官方網(wǎng)站:http://www.etike.net

   造成密封面損傷的主要原因有以下幾點(diǎn)：

    一是密封面材質(zhì)不良。例如，在6號(hào)機(jī)小修時(shí)，由于安全門多年的檢修，安全門閥芯與閥座密封面普遍已經(jīng)研得很低，使密封面的硬度也大大降低了，從而造成密封性能下降，消除這種現(xiàn)象最好的方法就是將原有密封面車削下去，然后按圖紙要求重新堆焊加工，提高密封面的表面硬度。注意在加工過程中一定保證加工質(zhì)量，如密封面出現(xiàn)裂紋、沙眼等缺陷一定要將其車削下去后重新加工。新加工的閥芯閥座一定要符合圖紙要求。

    二是檢修質(zhì)量差，閥芯閥座研磨的達(dá)不到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求，消除這種故障的方法是根據(jù)損傷程度采用研磨或車削后研磨的方法修復(fù)密封面。造成安全閥漏泄的另一個(gè)原因是由于裝配不當(dāng)或有關(guān)零件尺寸不合適。在裝配過程中閥芯閥座未完全對(duì)正或結(jié)合面有透光現(xiàn)象，或者是閥芯閥座密封面過寬不利于密封。消除方法是檢查閥芯周圍配合間隙的大小及均勻性，保證閥芯頂尖孔與密封面同正度，檢查各部間隙不允許抬起閥芯；根據(jù)圖紙要求適當(dāng)減小密封面的寬度實(shí)現(xiàn)有效密封。        

    2、閥體結(jié)合面滲漏      

    上下閥體間結(jié)合面處的滲漏現(xiàn)象，造成這種漏泄的主要原因有以下幾個(gè)方面：

    一是結(jié)合面的螺栓緊力不夠或緊偏，造成結(jié)合面密封不好。消除方法是調(diào)整螺栓緊力，在緊螺栓時(shí)一定要按對(duì)角把緊的方式進(jìn)行， 最好是邊緊邊測(cè)量各處間隙，將螺栓緊到緊不動(dòng)為止，并使結(jié)合面各處間隙一致。

    二是閥體結(jié)合面的齒形密封墊不符合標(biāo)準(zhǔn)。例如，齒形密封墊徑向有輕微溝痕，平行度差，齒形過尖或過坡等缺陷都會(huì)造成密封失效。從而使閥體結(jié)合面滲漏。在檢修時(shí)把好備件質(zhì)量關(guān)，采用合乎標(biāo)準(zhǔn)的齒形密封墊就可以避免這種現(xiàn)象的發(fā)生。

    三是閥體結(jié)合面的平面度太差或被硬的雜質(zhì)墊住造成密封失效。對(duì)由于閥體結(jié)合面的平面度太差而引起閥體結(jié)合面滲漏的，消除的方法是將閥門解體重新研磨結(jié)合面直至符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。由于雜質(zhì)墊住而造成密封失效的，在閥門組裝時(shí)認(rèn)真清理結(jié)合面避免雜質(zhì)落入。

    3、沖量安全閥動(dòng)作后主安全閥不動(dòng)作 

    這種現(xiàn)象通常被稱為主安全門的拒動(dòng)。主安全門拒動(dòng)對(duì)運(yùn)行中的機(jī)爐來說危害是非常大的，是重大的設(shè)備隱患，嚴(yán)重影響設(shè)備的安全運(yùn)行，一旦運(yùn)行中的壓力容器及管路中的介質(zhì)壓力超過額定值時(shí)，主安全門不動(dòng)作，使設(shè)備超壓運(yùn)行極易造成設(shè)備損壞及重大事故。

    通過實(shí)踐，主安全門拒動(dòng)主要與以下三方面因素有關(guān)： 

    一是閥門運(yùn)動(dòng)部件有卡阻現(xiàn)象。這可能是由于裝配不當(dāng)，臟物及雜質(zhì)混入或零件腐蝕；活塞室表面光潔度差，表面損傷，有溝痕硬點(diǎn)等缺陷造成的。這樣就使運(yùn)動(dòng)部件與固定部件間摩擦力增大，在其他條件不變的情況下，所以主安全門拒動(dòng)。例如，幾年前7號(hào)機(jī)爐大修前過熱主安全門跑砣試驗(yàn)時(shí)，發(fā)生了主安全門拒動(dòng)。檢修時(shí)解體檢查發(fā)現(xiàn)，活塞室內(nèi)有大量的銹垢及雜質(zhì)，活塞在活塞室內(nèi)無法運(yùn)動(dòng)，從而造成了主安全門拒動(dòng)。檢修時(shí)對(duì)活塞，脹圈及活塞室進(jìn)行了除銹處理，對(duì)活塞室溝痕等缺陷進(jìn)行了研磨，裝配前將活塞室內(nèi)壁均勻地涂上鉛粉，并嚴(yán)格按次序?qū)﹂y門進(jìn)行組裝。在試驗(yàn)時(shí)，對(duì)脈沖管進(jìn)行沖洗，然后將主安全門與沖量安全閥連接，大修后點(diǎn)爐時(shí)再次進(jìn)行安全閥跑砣試驗(yàn)一切正常。 

    二是主安全門活塞室漏氣量大。當(dāng)閥門活塞室漏氣量大時(shí)，在活塞上的作用力偏小，在其他條件不變的情況下，所以主安全門拒動(dòng)。造成活塞室漏氣量大的主要原因與閥門本身的氣密性和活塞環(huán)不符合尺寸要求或活塞環(huán)磨損過大達(dá)不到密封要求有關(guān)系。消除這種缺陷的方法是：對(duì)活塞室內(nèi)表面進(jìn)行處理，更換合格的活塞及活塞環(huán)，在有節(jié)流閥的沖量安全裝置系統(tǒng)中關(guān)小節(jié)流閥開度，增大進(jìn)入主安全門活塞室的進(jìn)汽量，在條件允許的情況下也可以通過增加沖量安全閥的行程來增加進(jìn)入主安全門活塞室內(nèi)的進(jìn)汽量方法推動(dòng)主安全閥動(dòng)作。 

    三是主安全閥與沖量安全閥的匹配不當(dāng)，沖量安全閥的蒸汽流量太小。沖量安全閥的公稱通徑太小，致使流入主安全閥活塞室的蒸汽量不足，推動(dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)的作用力不夠，致使主安全閥閥芯不動(dòng)。這種現(xiàn)象多發(fā)生于主安全閥式?jīng)_量安全閥有一個(gè)更換時(shí)，由于考慮不周而造成的。

   4、沖量安全閥回座后主安全閥延遲回座時(shí)間過長 

    發(fā)生這種故障的主要原因有以下兩個(gè)方面：一方面是，主安全閥活塞室的漏汽量大小，雖然沖量安全閥回座了，但存在管路中與活塞室中的蒸汽的壓力仍很高，推動(dòng)活塞向下的力仍很大，所以造成主安全閥回座遲緩。消除這種故障的方法主要通過開大節(jié)流閥的開度和加大節(jié)流孔徑加以解決，節(jié)流閥的開度開大與節(jié)流孔徑的增加都使留在脈沖管內(nèi)的蒸汽迅速排放掉，從而降低了活塞內(nèi)的壓力，使其作用在活塞上向下運(yùn)動(dòng)的推力迅速減小，閥芯在集汽聯(lián)箱內(nèi)蒸汽介質(zhì)向上的推力和主安全閥自身彈簧向上的拉力作用下迅速回座。 

    另一方面原因就是主安全閥的運(yùn)動(dòng)部件與固定部件之間的磨擦力過大也會(huì)造成主安全閥回座遲緩，解決這種問題的方法就是將主安全閥運(yùn)動(dòng)部件與固定部件的配合間隙控制臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。

   5、安全閥的回座壓力低

   安全閥回座壓力低對(duì)機(jī)爐的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行有很大危害，回座壓力過低將造成大量的介質(zhì)超時(shí)排放，造成不必要的能量損失。

    分析其原因主要是由以下幾個(gè)因素造成的：

    第一因素是：彈簧脈沖安全閥上蒸汽的排泄量大，這種形式的沖量安全閥在開啟后，介質(zhì)不斷排出，推動(dòng)主安全閥動(dòng)作。

    一方面是沖量安全閥前壓力因主安全閥的介質(zhì)排出量不夠而繼續(xù)升高，所以脈沖管內(nèi)的蒸汽沿汽包或集氣聯(lián)箱繼續(xù)流向沖量安全閥維持沖量安全閥動(dòng)作。

    另一方面由于沖量安全閥介質(zhì)流通是經(jīng)由閥芯與導(dǎo)向套之間的間隙流向主安全閥活塞室的，介質(zhì)沖出沖量安全閥的密封面，在其周圍形成動(dòng)能壓力區(qū)，將閥芯抬高，于是達(dá)到?jīng)_量安全閥繼續(xù)排放，蒸汽排放量越大，閥芯部位動(dòng)能壓力區(qū)的壓強(qiáng)越大，作用在閥芯上的向上的推力就越大，沖量安全閥就越不容易回座，此時(shí)消除這種故障的方法就是將節(jié)流閥關(guān)小，使流出沖量安全閥的介質(zhì)流量減少，降低動(dòng)能壓力區(qū)內(nèi)的壓力，從而使沖量安全閥回座。造成回座壓力低的第二因素是：閥芯與導(dǎo)向套的配合間隙不適當(dāng)，配合間隙偏小，在沖量安全閥啟座后，在此部位瞬間節(jié)流形成較高的動(dòng)能壓力區(qū)，將閥芯抬高，延遲回座時(shí)間，當(dāng)容器內(nèi)降到較低時(shí)，動(dòng)能壓力區(qū)的壓力減小，沖量閥回座。消除這種故障的方法是認(rèn)真檢查閥芯及導(dǎo)向套各部分尺寸，配合間隙過小時(shí)，減小閥瓣密封面直往式閥瓣阻汽帽直徑或增加閥瓣與導(dǎo)向套之間徑向間隙，來增加該部位的通流面積，使蒸汽流經(jīng)時(shí)不至于過分節(jié)流，而使局部壓力升高形成很高的動(dòng)能壓力區(qū)。造成回座壓力低的另一個(gè)原因就是各運(yùn)動(dòng)零件磨擦力大，有些部位有卡澀，解決方法就是認(rèn)真檢查各運(yùn)動(dòng)部件，嚴(yán)格按檢修標(biāo)準(zhǔn)對(duì)各部件進(jìn)行檢修，將各部件的配合間隙調(diào)整至標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，消除卡澀的可能性。 

    6、安全閥的頻跳 

    頻跳指的是安全閥回座后，待壓力稍一升高，安全閥又將開啟，反復(fù)幾次出現(xiàn)，這種現(xiàn)象稱為安全閥的“頻跳”。安全閥機(jī)械特性要求安全閥在整動(dòng)作過程中達(dá)到規(guī)定的開啟高度時(shí)，不允許出現(xiàn)卡阻、震顫和頻跳現(xiàn)象。發(fā)生頻跳現(xiàn)象對(duì)安全閥的密封極為不利，極易造成密封面的泄漏。分析原因主要與安全閥回座壓力達(dá)高有關(guān)，回座壓力較高時(shí)，容器內(nèi)過剩的介質(zhì)排放量較少，安全閥已經(jīng)回座了，當(dāng)運(yùn)行人員調(diào)整不當(dāng)，容器內(nèi)壓力又會(huì)很快升起來，所以又造成安全閥動(dòng)作，像這種情況可通過開大節(jié)流閥的開度的方法予以消除。節(jié)流閥開大后，通往主安全閥活塞室內(nèi)的汽源減少，推動(dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)的力較小，主安全閥動(dòng)作的機(jī)率較小，從而避免了主安全閥連續(xù)啟動(dòng)。

   7、安全閥的顫振 

    安全閥在排放過程中出現(xiàn)的抖動(dòng)現(xiàn)象，稱其為安全閥的顫振，顫振現(xiàn)象的發(fā)生極易造成金屬的疲勞，使安全閥的機(jī)械性能下降，造成嚴(yán)重的設(shè)備隱患，發(fā)生顫振的原因主要有以下幾個(gè)方面： 

    一方面是閥門的使用不當(dāng)，選用閥門的排放能力太大（相對(duì)于必須排放量而言），消除的方法是應(yīng)當(dāng)使選用閥門的額定排量盡可能接近設(shè)備的必需排放量。

    另一方面是由于進(jìn)口管道的口徑太小，小于閥門的進(jìn)口通徑，或進(jìn)口管阻力太大，消除的方法是在閥門安裝時(shí)，使進(jìn)口管內(nèi)徑不小于閥門進(jìn)口通徑或者減少進(jìn)口管道的阻力。排放管道阻力過大，造成排放時(shí)過大的北壓也是造成閥門顫振的一個(gè)因素，可以通過降低排放管道的阻力加以解決。

    8、安全閥排汽管布局不佳     

   由于排汽管道安裝欠佳，導(dǎo)致6號(hào)機(jī)快減裝置安全閥動(dòng)作時(shí)，發(fā)生了安全閥出口管套裝連接處脫開事件；還有一次是9號(hào)機(jī)高加安全閥動(dòng)作時(shí)，發(fā)生了安全閥出口管排汽瞬間將運(yùn)行層面的蓋板掀翻，同時(shí)排汽所產(chǎn)生的后推力，使安全閥進(jìn)口彎管嚴(yán)重變形。

    為此，我們采取解決方法：

   一是在6號(hào)機(jī)快減裝置安全閥出口管套裝連接處增設(shè)8片夾襯筋板，以增強(qiáng)安全閥出口管套裝連接處的牢固性。同時(shí)，在管道上方彎頭處增加頂柱，以防止安全閥出口排放管脫開事件的發(fā)生。   

    二是將9號(hào)機(jī)高加安全閥出口管，由原向上直排整改為90度彎頭平視排放，管口朝向空曠區(qū)域。同時(shí)，在排放管道上方彎頭處增設(shè)拉筋支撐，以避免排汽所產(chǎn)生的后推力，將安全閥進(jìn)口彎管頂變形事件的發(fā)生。 

    9、結(jié)束語 

    對(duì)機(jī)爐安全閥的常見故障原因進(jìn)行了分析并提出了具體的解決方法，雖然目前電站鍋爐安全閥都是由主、輔閥配套組成的，并采用機(jī)械和熱工控制雙重保護(hù)，有些故障不易發(fā)生，但只有充分掌握安全閥的常見故障原因和消除方法，在故障發(fā)生時(shí)處理起來才能得心應(yīng)手，對(duì)保證機(jī)爐設(shè)備的安全運(yùn)行有著重要的意義。