梁建林

摘 要：在電站鍋爐系統(tǒng)中應(yīng)用堵閥所帶來(lái)的便利和經(jīng)濟(jì)性是顯而易見(jiàn)的。介紹了水壓試驗(yàn)堵閥及其結(jié)構(gòu)的組成，分析了目前堵閥裝配及試驗(yàn)中存在的問(wèn)題，并通過(guò)反復(fù)研究，提出了結(jié)構(gòu)的改進(jìn)方案，節(jié)約了生產(chǎn)成本，提高了工作效率，具有一定的工程價(jià)值。

關(guān)鍵詞：水壓試驗(yàn)堵閥；密封試驗(yàn)；頂柱結(jié)構(gòu)；試壓

中圖分類號(hào)：TH134 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.21.134

在電站鍋爐系統(tǒng)點(diǎn)火啟動(dòng)之前或系統(tǒng)大修之后，必須對(duì)鍋爐過(guò)熱器及再熱器進(jìn)行水壓試驗(yàn)，堵閥作為水壓試驗(yàn)重要的隔離裝置，它的應(yīng)用將會(huì)為這一過(guò)程帶來(lái)便利。因?yàn)槭∪チ嗽噳呵昂附用ぐ?，試壓后切割盲板并焊接管道的工作，不僅工期縮短了，而且還可重復(fù)使用。為了進(jìn)一步縮短生產(chǎn)周期，降低生產(chǎn)成本，我們對(duì)傳統(tǒng)的閥體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了反復(fù)研究并加以改進(jìn)，設(shè)計(jì)完善了結(jié)構(gòu)堵閥。

1 水壓試驗(yàn)堵閥及其結(jié)構(gòu)分析

1.1 定義

水壓試驗(yàn)堵閥是一種特殊閥門(mén)，它沒(méi)有運(yùn)動(dòng)件，閥門(mén)在打開(kāi)或關(guān)閉時(shí)都需要拆裝。該閥僅在機(jī)組試壓時(shí)關(guān)閉，使過(guò)熱器或再熱器與其他系統(tǒng)隔離，而在機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，該閥即被當(dāng)作管。

1.2 結(jié)構(gòu)

常用的鍛鋼水壓試驗(yàn)堵閥結(jié)構(gòu)如圖1所示，閥體為整體鍛造，尺寸較大，制造成本高，為保證產(chǎn)品的質(zhì)量，需要非常完善的設(shè)計(jì)及工藝來(lái)保障。

2 裝配及試驗(yàn)中遇到的問(wèn)題

在工廠裝配堵閥時(shí)，需按標(biāo)準(zhǔn)要求對(duì)其閥門(mén)進(jìn)行殼體強(qiáng)度試驗(yàn)和對(duì)密封副進(jìn)行密封試驗(yàn)。以圖1所示的常用鍛鋼水壓試驗(yàn)堵閥為例，工廠通常試驗(yàn)是按圖1（b）所示的裝配狀態(tài)做殼體強(qiáng)度試驗(yàn)。試驗(yàn)時(shí)，需將閥體內(nèi)充滿水，向閥體腔內(nèi)打壓至標(biāo)準(zhǔn)或合同要求的強(qiáng)度試驗(yàn)壓力，檢驗(yàn)閥體及中腔是否滲漏。殼體強(qiáng)度試驗(yàn)合格后，需進(jìn)行密封試驗(yàn)。此時(shí)，需拆卸中腔，裝入堵板及支撐板、頂柱，從中腔操作，擰緊頂柱，對(duì)堵板施加預(yù)緊壓力，然后再在裝配中腔自密封組件后進(jìn)行密封試驗(yàn)。由于自密封環(huán)為軟鋼或柔性石墨材料，在殼體強(qiáng)度試驗(yàn)時(shí)已受壓變形失效，需要更換新的密封環(huán)零件。密封環(huán)零件的價(jià)格一般較高，比如PN160、DN500（或CLASS900、NPS20）的水壓試驗(yàn)堵閥，單個(gè)密封環(huán)價(jià)格就達(dá)2 500多元，再加上人工反復(fù)拆裝費(fèi)用，勢(shì)必增加閥門(mén)的制造成本。而對(duì)于更大口徑的堵閥，更換新的密封環(huán)將造成更大的浪費(fèi)。

3 結(jié)構(gòu)分析及改進(jìn)

為了縮短生產(chǎn)周期，降低生產(chǎn)成本，我們對(duì)傳統(tǒng)的閥體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了反復(fù)研究分析并加以優(yōu)化改進(jìn)。

3.1 結(jié)構(gòu)分析

通過(guò)對(duì)試驗(yàn)閥原有的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及試壓方法進(jìn)行分析，認(rèn)為可以通過(guò)改變?cè)囼?yàn)閥的試壓方法改進(jìn)部分零件結(jié)構(gòu)，這樣就可實(shí)現(xiàn)在不拆卸中腔的情況下，進(jìn)行殼體強(qiáng)度試驗(yàn)和密封試驗(yàn)。

3.2 結(jié)構(gòu)優(yōu)化

優(yōu)化后，試驗(yàn)試壓時(shí)都按圖l（a）所示的裝配方式進(jìn)行，并對(duì)原頂柱結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)。這樣，在殼體強(qiáng)度試驗(yàn)完畢后，從通道方向進(jìn)行密封副的預(yù)緊，再進(jìn)行密封壓力試驗(yàn)，即可很好地解決上述問(wèn)題。但由于改進(jìn)后頂柱尺寸加長(zhǎng)，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮堵板及支撐板、頂柱的中腔裝配空間。

從通道部位達(dá)到對(duì)頂柱的操作，只需對(duì)頂柱設(shè)計(jì)時(shí)在尾端增加方形鐵扁結(jié)構(gòu)即可，方形端部是便于專用扳手從通道方向擰動(dòng)頂柱，達(dá)到從通道位置就可對(duì)堵板進(jìn)行預(yù)緊或松開(kāi)的操作。改進(jìn)前后頂柱結(jié)構(gòu)如圖2所示。

新頂柱結(jié)構(gòu)的水壓試驗(yàn)堵閥，只需對(duì)頂柱進(jìn)行小部分的設(shè)計(jì)改動(dòng)，其他零件尺寸不變，對(duì)閥門(mén)的整體設(shè)計(jì)并未造成影響。這樣，在工廠內(nèi)進(jìn)行壓力試驗(yàn)時(shí)，不拆卸中腔就可進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)和密封試驗(yàn)，節(jié)省了自密封環(huán)的費(fèi)用及重新拆裝的人工費(fèi)用。對(duì)于批量生產(chǎn)來(lái)說(shuō)，效果更加明顯。

4 應(yīng)用、主要裝配和壓力試驗(yàn)步驟

公司已將此結(jié)構(gòu)成功運(yùn)用于國(guó)內(nèi)某電力公司的水壓試驗(yàn)堵閥產(chǎn)品中，型號(hào)規(guī)格為SY61X-900LbF22NPS30。運(yùn)用上述設(shè)計(jì)不僅簡(jiǎn)化了試壓程序，還降低了零件消耗費(fèi)用，受到了公司及用戶的好評(píng)。改進(jìn)后堵閥試壓及預(yù)緊結(jié)構(gòu)如圖3所示。

該產(chǎn)品的裝配及壓力試驗(yàn)步驟如下：①裝配前，檢查所需零件尺寸，打磨，清理毛刺，密封面研磨至圖樣要求的表面粗糙度。②先將導(dǎo)管吊人閥體中，檢查導(dǎo)管的裝配情況。合適無(wú)誤后，吊出。③頂柱擰入支撐板，依次吊入堵板和支撐板，擰動(dòng)頂柱但不頂緊堵板，使密封面間留有3～5 mm的間隙。④依次裝配中腔零件，并初步預(yù)緊自密封螺母，準(zhǔn)備試壓。⑤閥門(mén)裝入試壓設(shè)備，從圖3（a）右端打壓，排出中腔空氣直至中腔有水流出。此時(shí)，停止打壓，預(yù)緊自密封螺母到位后即可進(jìn)行水壓強(qiáng)度試驗(yàn)。⑥打壓至圖樣及標(biāo)準(zhǔn)要求后，按標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間保壓，觀察閥體及中腔，不得出現(xiàn)滲漏，注意觀察期間不得撞擊閥門(mén)的任何部位。⑦水壓強(qiáng)度試驗(yàn)合格后，把閥門(mén)從試壓設(shè)備中移出。⑧用專用扳手從通道方向擰緊頂柱，使堵板得到預(yù)緊壓力。⑨將閥門(mén)重新裝入試壓裝置，從圖3（a）左端打壓，按標(biāo)準(zhǔn)及工藝要求進(jìn)行密封試驗(yàn)。⑩試驗(yàn)全部合格后，吹干風(fēng)管，加工坡口，對(duì)坡口探傷，作防銹處理，并按圖3（a）裝配狀態(tài)發(fā)貨。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，本研究根據(jù)水壓試驗(yàn)堵閥啟閉件的動(dòng)作原理對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化改進(jìn)，通過(guò)對(duì)壓力試驗(yàn)的觀察及分析，改進(jìn)后的結(jié)構(gòu)解決了原來(lái)裝配及試驗(yàn)中存在的問(wèn)題，并簡(jiǎn)化了閥門(mén)試壓程序，提高了工作效率，具有較好的綜合效益，對(duì)水壓試驗(yàn)堵閥改造有很好的借鑒意義，同時(shí)也可在水壓試驗(yàn)堵閥生產(chǎn)廠家中推廣。

參考文獻(xiàn)

[1]徐春.國(guó)產(chǎn)600 MW超臨界機(jī)組一次汽系統(tǒng)水壓試驗(yàn)堵閥改造[J].國(guó)網(wǎng)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2015，18（2）：36-39.

[2]鐘延青，常明國(guó)，牛宗寶.鍛焊水壓試驗(yàn)堵閥的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及改進(jìn)[J].現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備，2012（4）：15-17.

〔編輯：劉曉芳〕