安全阀的维修与故障诊断解析.docx

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安全阀的维修与故障诊断解析

安全阀的维修与故障诊断

1安全阀的维修

安全阀的修理主要包括拆卸、研磨及装配。

核用安全阀的检修中应注意去污及采取防护、防跑水、以及异物落入回路的措施等。

1.1.安全阀的拆卸

安全阀的拆卸顺序（以带手柄的弹簧安全阀为例）：

（1）拆除销和轴，取出横杆（手柄），拧松保护罩（阀帽）固定螺钉，取下保护罩；

（2）从阀杆上旋下提升螺母；

（3）记录调整螺杆与阀盖轭架的相对位置

（4）记录上调节圈相对与下调节圈的位置（并按此位置重装阀门）；

（5）旋松调整螺杆的锁紧螺母和调整螺杆，卸去弹簧的预紧力；

（6）旋出连接阀盖和阀体的螺母，取出阀盖；

（7）取出包括阀杆、弹簧座以及弹簧在内的组合件；

（8）取出阀瓣及其组件；

（9）记录下调节圈相对与阀座密封面的位置，卸下调节圈（如可能拆卸阀座）

（10）记录阀座密封面与阀座外延台阶的位置或测量阀座密封面与阀体阀兰面的位置尺寸。

当阀的拆卸完毕后，应检查阀座和阀瓣的密封面，若有凹穴，划痕等缺陷，应用研磨加以修复。

如果密封面损伤严重，须重新进行加工或更换。

1.2安全阀的研磨

安全阀密封面损坏引起介质泄漏是安全阀最常见的故障之一。

以研磨手段修复密封面损伤是最常用的方法。

合理选用研具（依据阀门阀芯和阀座尺寸制作）和研磨剂（材料），正确掌握研磨工艺是安全阀修理所必需掌握的技能。

平面密封面加工较简单，且维修方便。

安全阀密封面型式以平面形最为普遍。

研磨方式一般采用湿研磨或专用砂布研磨。

一般的研磨工序分为：

粗研、细研、精研、抛光四个步骤。

把阀瓣或阀座放在研磨平板、研磨盘上，走“8”型或转圆圈研磨。

。

对于要求很高的密封面或研磨时间过长时，磨盘在研磨中就应进行修正，其平整度合格后才可以进行下一步工序。

这里应特别注意：

一台阀门研磨完毕后，需把磨盘（或平板）放在经磨床磨削平整的铸铁平板上进行修整（一般采用粗研磨），然后放到一块专用的磨床磨削平整的铸铁平板上用干研磨的方式检查磨头的平整度，直到认为其平整度达到要求时才可继续另一阀门的研磨

从研磨方法上讲，研磨可以分成手动研磨和研磨机研磨。

手动研磨一般适用于小口径、小研磨量的密封面，而大口径、大研磨量的最好采用研磨机进行研磨，以降低劳动强度，提高工作效率。

研磨中应注意事项：

1整个研磨过程中，研具必须经常进行平整，且应妥善存放。

2注意清洁，对不同粒度或不同号数的研磨剂不能相互掺合，且应严密封存，以防杂质混入。

3研磨过程中应有多块磨盘或平板，不能在同一块磨盘上或平板上同时使用不同粒度或不同号数的研磨剂。

4研磨时作用于磨盘的力不应太大，因为人工操作是不易把握，并可以避免因磨料压碎而划伤密封面。

5阀瓣与阀座的密封面不允许对研。

6一般不亦采用高硬度的硬质合金材料制成的平板进行研磨。

研磨时常见缺陷、产生原因及防止方法：

Ⅰ、密封面成凸形或不平整。

其原因可能是：

a.研具不平整。

应重新磨平研具再研磨，并注意检查研具的平面度；

b.研磨时挤出的研磨剂积聚在工件边缘末擦去就继续研磨，应擦去后再研磨；

c.研磨时压力不匀，研磨过程中后应时常转换一角度后再研磨；

d.研磨剂涂得太多，应均匀适量使用，涂抹适当；

e.研具与导向机构配合不当，应适当配合；

f.研具运动不平稳。

研磨速度应适当，防止研具与工件非研磨面接触。

Ⅱ、密封面不光洁或拉毛。

其原因可能是：

a.研磨剂选择不当，应重新选择研磨剂；

b.研磨剂掺入杂质，应先做好清洁工作再进行研磨操作；

c.研磨剂涂得厚薄不匀，应均匀涂抹；

d.精研磨时研磨剂过干；

e.研磨操作时压力过大，压碎磨粒或磨料嵌入工件中。

密封面效果的检验

1目检：

表面呈光滑镜面，观察密封面反射光，均匀无显现的明暗差异。

2校验台上气封性试验。

3光学检查：

适合于②不能进行查测的阀门以及焊接阀门。

利用光波的干涉原理，通过光学镜片和单色光，来观察所产生的干扰条纹来判断平面的水平度，这是检查表面水平度的最精确方法。

充满氦气的灯管发出桔黄色的光线，这种光源的波长是0.000598mm，在检测平面时仅用半波长进行，则测量半径约为0.3um，就是说产生的干扰条纹单位是0.3um，即光学镜片两条暗纹中心之间部件的水平度为：

高或低0.3um.。

单色光干涉法

刀口尺和蓝油试验都是很好、很方便、很实用的方法，但这两种方法对工作人员有一定的经验要求。

在大亚湾核电站出现过利用上面的方法检验合格的密封面，在做密封性试验时却不合格的情况。

也就是说这种情况在密封性要求很高的场合，其精确性不够。

这就引出一种方法——单色光的干涉法。

这种方法不会出现经验影响不同的人的判断的情况，而且还能够进行量化评估。

单色光的干涉法方法如下：

将一透镜平放到密封面上，旁边入射一束单色光（如钠灯），人眼在透镜上方观察出现的光线干涉条纹。

原理：

入射光是单色光，因此波长一样。

光线在透镜上表面反射，同时透过透镜到达密封面后再反射，再透过透镜射出。

两份光线互相干涉。

如果正好是波峰遇到波峰，亮度最强，如果是波峰遇到波谷，亮度最暗。

最亮和最暗就形成了干涉条纹。

两个相邻亮纹间的高度差为半波长，同一条纹的高度相同。

这样，通过数干涉条纹就可以进行量化评估该密封面的平面度情况。

充满氦气的灯管发出桔黄色的光线，这种光源的波长是0.000598mm，在检测平面时仅用半波长进行，则测量半径约为0.3um，就是说产生的干扰条纹单位是0.3um，即光学镜片两条暗纹中心之间部件的水平度为：

高或低0.3um.。

如下图：

要提高研磨的质量，首先要弄清楚研磨过程的质量控制要求，从另一方面讲，也就是说要搞清楚影响密封性的要素以及相应的检查方法。

平面密封：

对于平面密封的研磨，主要控制以下三个方面：

平面度、粗糙度、密封比压。

平面度

良好的平面度意味着密封面没有凹陷、突起或是瓢面。

对于平面度的检测有：

刀口尺、蓝油或红丹试验、单色光干涉法等方法。

其中刀口尺和蓝油试验应用较多，而单色光干涉法应用较少。

粗糙度

良好的粗糙度能够达到更好的密封效果。

实践证明，保证良好的平面度，以1000目的砂纸进行细磨后就可以达到足够高的密封效果。

密封比压

密封比压指密封面上的压强，单位是Mpa。

密封比压=密封面上的作用力/密封面贴合面积

显然，提高阀门密封比压肯定有利于提高密封性，但应该以密封面材料的强度为极限。

如果阀门解体检查发现阀瓣或阀座密封面上有较明显压痕，说明该阀门密封面上的密封比压已经超过最大允许密封比压（设计上一般是密封面材料屈服强度乘以系数），此时就要考虑阀门密封面的材料是否合适（如硬质合金层的厚度要求）、密封面的宽度是否符合标准、阀门的是否适用于当时的工况等。

同样，如果密封面宽度太宽，就会造成密封比压不够，导致阀门内漏。

因此研磨后测量密封面的宽度是很有必要的。

如果密封面太宽，可以通过车削的方法来纠正，但要注意密封面堆焊层的厚度是否足够。

同轴度

显而易见，阀杆、阀瓣和阀座的同轴度会明显影响阀杆和阀座的贴合，会使密封面在圆周方向上受力不均，有可能出现密封面某部分密封力超过允许密封比压，产生密封面损坏；而同时某一其他部位的密封力达不到必须密封比压，导致内漏。

发现同轴度不好，一般从以下几个方面来查找原因：

1.阀杆的同轴度不好

2.阀座加工偏斜

3.阀杆导向结构的偏斜

3.1研磨材料

3.1.1研磨材料的分类：

研磨材料又叫磨料，主要指研磨过程中需要消耗的材料。

1、按其化学成分，磨料可分为：

（1）、天然磨料，它包括：

●石英和石榴石

●刚玉

●天然金刚石

（2）氧化铝晶体，它包括：

●95%氧化铝

●99%氧化铝

●氧化铝单晶体

●氧化铝和氧化锆

●氧化铝微晶体

（3）碳化硅

（4）碳化硼

（5）人造金刚石

（6）立方体氮化硼

2、按其外型，磨料可以分为：

（1）研磨膏

（2）研磨液

（3）研磨砂片

（4）研磨头：

类似油石。

3、磨料按照粒度等级来分类：

粒度的定义为每英寸可以按直线排列的颗粒数。

例如颗粒度为24的，其平均直径约为1mm。

但这里要注意的是目前国际通用的有两种：

美国标准（CAMI）

欧洲标准（FEPA）

在粒度220及以前，即比220颗粒更粗的，两种标准一致，但从粒度为240和更细的，两个标准就不一样了。

其原因是因为两者关于沉淀的标准不一样。

两个标准的对比见下表：

研磨材料的选用

研磨材料的选择取决于密封面金属种类、密封面情况以及研磨机具的种类。

1、材料的选择：

选用何种质地的磨料主要取决于被研磨的密封面材料，如下表：

磨料

被研磨材料

碳化硅

铸铁、黄铜、铜、铝、非金属材料等

金刚砂等含铝材料

钢、青铜等

金刚石

不锈钢、工具钢、陶瓷等

2、磨料粒度的选择：

密封面需要表面粗糙度

磨料颗粒度

粗磨

Ra≤0.8

60–80–120-180

精磨

Ra≤0.4

220–320-400

抛光

Ra≤0.1

500–600-1200

1.3．安全阀的装配

当安全阀的全部零件清洗干净，阀门密封面也已经修复并将研磨后的磨料清除干净后，阀门可进行装配。

（1）将下调节圈旋到阀座上，以拆卸时所记录的数据调整好调节圈与阀座位置；

（2）将软布把阀座、阀瓣密封面擦干净，然后将导向套、上调节圈、阀瓣装入阀体内，上调节圈处于上限位置；

（3）仔细将阀杆、弹簧座、弹簧安装于应有的位置，注意不要损伤各部件。

然后对准中心将阀盖的止口对上导向套；

（4）旋紧阀盖与阀体之间的连接螺母，在旋紧过程中应注意受力的对称性，以防止产生任何不必要的应力或可能造成部分零件失调而导致密封面损伤；

（5）将调整螺杆拧紧至与该阀被拆卸之前相同的位置；

（6）装上保护罩等其他零件（一般应在定值校验与密封性试验之后）；

（7）调整上下调节圈的位置（与拆卸记录一至，或以规程规定为准），旋上调节固定螺钉，使螺钉位于调节圈两圈之间的凹槽内，以防止阀节圈转动，但不得对调节圈产生的侧向压力。

安全阀装配完毕后，应进行定值校验与密封性试验。

试验完毕后，应进行铅封，以防止改变已调整好的状态。

2.2安全阀常见故障诊断

安全阀选择或使用不当，会造成阀门故障。

这些故障如不及时消除，则会影响阀门的功能和寿命，甚至不能起到安全保护作用。

常见的故障：

＃阀门泄漏：

即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。

原因及处理：

⑴脏物落到密封面上，可使用提升扳手将阀门开启几次，把脏物冲去。

⑵密封面损伤。

应根据损伤程度，采用研磨或车削后研磨的方法加以修复。

⑶由于装配不当或管道载荷等原因，使零件的同轴度遭到破坏，应重新装配或排除管道附加的载荷。

⑷阀门整定压力与设备正常工作压力太接近，以致密封面比压力过低。

当阀门受震动或介质压力波动时更容易发生泄漏。

应根据设备情况对整定压力进行适当的调整。

⑸弹簧松驰从而使整定压力降低并引起阀门泄漏。

可能是由于高温或腐蚀等原因所造成。

应根据原因采取更换弹簧，甚至调换阀门（如果属于选用不当的话）等措施。

如果仅仅是由于调整不当引起，则只需把调整螺杆适当拧紧。

＃阀门启闭不灵活，其主要原因及处理是：

⑴.调节圈调整失当，致使阀门开启过程拖长或回座迟缓。

应重新加以调整。

⑵因内部运动零件有卡阻现象，这可能是由于装配不当，脏物混入导向套或零件腐蚀等原因造成。

应查明原因消除之。

⑶排放管阻力过大，排放时建立起较大背压，使阀门开启不足，应减小排气管道阻力。

＃整定压力值变化：

安全阀调整好以后，其实际整定压力相对整定值允许有一定的偏差。

超出标准规定的允许范围则认为是不正常的。

造成整定压力值变化的原因可能有：

⑴由于工作温度变化而引起。

例如当阀门在常温下调整而用于高温下时，整定压力常常有所降低。

这可以通过适当旋转调整螺杆来加以调节。

但如果是属于选型不当致使弹簧腔室温度过高时，则应调换适当型号的（例如带散热器）阀门。

⑵由于弹簧腐蚀引起，应调换弹簧。

在介质具有强腐蚀性的场合，应当选用表面包覆氟塑料的弹簧或选用带波纹管隔离机构的安全阀。

⑶由于背压变动而引起的，当背压变化量较大时，应选用背压平衡式波纹管安全阀。

⑷由于内部运动零件有卡阻现象，应检查消除之。

＃阀门频跳或颤振，其可能的原因如下：

⑴阀门排放能力过大（相对于必需排量而言），应当使选用阀门的额定排量尽可能接近设备的必需排放量。

⑵进口管道口太小或阻力太大。

应使进口管内径不小于阀门进口通径或者减少进口管道阻力。

⑶排放管道阻力过大，造成排放时过大的背压。

应降低排放管道阻力。

⑷调节圈调整不当，使回座压力过高，应重新调整调节圈位置。

（5）弹簧刚度太大，应改用刚度较小的弹簧。