0 引言
浙江國(guó)華浙能發(fā)電有限公司二期工程機(jī)組容量為2×1000MW，供水系統(tǒng)為帶逆流式自然通風(fēng)冷卻塔的單元制循環(huán)供水系統(tǒng)，每臺(tái)1000MW機(jī)組配1座冷卻塔，2臺(tái)循環(huán)水泵，每臺(tái)循環(huán)水泵出口配置1臺(tái)液控緩閉止回蝶閥，循環(huán)水泵在設(shè)計(jì)條件下連續(xù)運(yùn)行。
浙江國(guó)華浙能發(fā)電有限公司二期兩臺(tái)機(jī)組于2009年陸續(xù)投產(chǎn)發(fā)電，投產(chǎn)初期液控緩閉止回蝶閥運(yùn)行正常。在2013年檢修中發(fā)現(xiàn)有滲水現(xiàn)象，因檢修時(shí)間受限，僅采用高分子流體材料涂刷方法進(jìn)行維修，蝶閥滲漏問題得以緩解。但在2015年3月對(duì)5號(hào)機(jī)組進(jìn)行檢修中發(fā)現(xiàn)蝶閥閥座與閥板配合密封面又發(fā)生泄漏問題，水流以噴射狀形式流出，工作人員無法進(jìn)入管道內(nèi)進(jìn)行檢修作業(yè)。因漏水較大且壓力較高，降低了該蝶閥的服役期限。針對(duì)蝶閥泄漏問題，本文分析了其泄漏原因，采用高分子修復(fù)技術(shù)并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境設(shè)計(jì)一套模具作為輔助工具對(duì)蝶閥閥座與閥板配合密封面進(jìn)行修復(fù)。
1 原因分析
1.1 蝶閥密封原理
液控緩閉止回蝶閥安裝于水利、電力等各類泵站的水泵出口，用以代替止回閥和閘閥，如圖1所示。運(yùn)行時(shí)，蝶閥配合管道主機(jī)，根據(jù)水力過程過渡原理，通過預(yù)設(shè)的啟動(dòng)與關(guān)閉程序，實(shí)現(xiàn)管道內(nèi)流體介質(zhì)的可靠截止，有效消除管道內(nèi)流體介質(zhì)的水錘效應(yīng)，用以保護(hù)管路系統(tǒng)安全。
圖1 液控緩閉止回蝶閥
液控緩閉止回蝶閥主密封結(jié)構(gòu)，如圖2所示。蝶閥閥座的材質(zhì)為球墨鑄鐵（GGG40），表面噴涂雙組份陶瓷涂層形成閥座密封面，蝶閥閥板密封圈材料為EPDM橡膠（增強(qiáng)型三元乙丙橡膠），密封圈通過壓緊環(huán)及壓緊螺釘壓緊。閥板進(jìn)行關(guān)閉時(shí)，閥板橡膠密封圈與密封面有一定的過盈量，蝶閥重錘繼續(xù)緩慢自由下落，連桿帶動(dòng)閥板關(guān)閉成垂直狀態(tài)，促使橡膠密封圈彈性變形，產(chǎn)生足夠的密封壓力，與密封面緊密接觸，達(dá)到密封效果。
圖2 液控緩閉止回蝶閥主密封結(jié)構(gòu)
1.2 泄漏原因
致使蝶閥泄漏的原因主要有三個(gè)，具體分析如下：*，管道內(nèi)流體介質(zhì)含有硬度大的雜質(zhì)或異物，蝶閥關(guān)閉后，雜質(zhì)或異物夾雜在橡膠密封圈與密封面之間，由于雜質(zhì)或異物的硬度較大，造成密封面陶瓷涂層損壞。而電廠循環(huán)水補(bǔ)給水源為象山港的海水，當(dāng)陶瓷涂層遭到破壞后，導(dǎo)致閥座密封面直接與海水接觸，加快密封面腐蝕。第二，在蝶閥節(jié)流處，介質(zhì)流速很大，具有較高的動(dòng)能，導(dǎo)致在蝶閥密封面形成流線型溝槽，這就是所謂的沖蝕。尤其當(dāng)閥門處于小角度開口時(shí)，節(jié)流面積小，介質(zhì)的流速達(dá)到zui大值，沖刷破壞力zui大，致使閥門服役壽命降低，因此需要避免蝶閥在小角度開口的工況下工作。第三，流體介質(zhì)在流速與壓力變化的條件下，與流體接觸的金屬表面出現(xiàn)坑狀腐蝕現(xiàn)象，稱之為汽蝕。當(dāng)流體介質(zhì)壓力低于飽和蒸汽壓力時(shí)，氣泡從流體中析出，當(dāng)氣泡從低壓區(qū)進(jìn)入高壓區(qū)，氣泡急劇收縮，發(fā)生破裂，在破裂的瞬間產(chǎn)生巨大的沖擊力。金屬表面反復(fù)承受沖擊力，逐漸形成點(diǎn)狀凹坑，直至發(fā)展擴(kuò)大成海綿形狀。
2 修復(fù)方案
2.1 模具設(shè)計(jì)
由于閥板橡膠密封圈與閥座密封面配合精度很高，在使用高分子材料對(duì)閥座密封面進(jìn)行修復(fù)時(shí)，需考慮修復(fù)后的閥座密封面與閥板橡膠密封圈的配合精度。為保證配合精度，在結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境情況下，設(shè)計(jì)了一套模具，作為使用高分子材料修復(fù)閥座密封面時(shí)的輔助工具。
模具的三維示意圖如圖3所示，安裝截面圖如圖4所示。模具分別安放在密封面兩側(cè)，通過安裝在模具定位孔中的螺栓，調(diào)節(jié)兩模具之間的距離，使模具緊密貼合在密封面兩側(cè)。模具高度略高于密封面50絲左右，確保修復(fù)部位填料高度與模具高度等高。
圖3 模具的三維示意圖
圖4 安裝截面圖
2.2 高分子材料
高分子材料具有良好的綜合性能，包括耐磨損、耐腐蝕等特性，當(dāng)設(shè)備因磨損、腐蝕等原因影響使用時(shí)，使用高分子材料可對(duì)其進(jìn)行快速、可靠的修復(fù)，既可節(jié)省需要更換設(shè)備所需要的資金，又可節(jié)省因維修造成的停機(jī)時(shí)間，該修復(fù)方法是降低生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)效率的有效途徑。經(jīng)查詢與調(diào)查，選用上海義邦聚合材料有限公司生產(chǎn)的高分子修補(bǔ)材料，該公司生產(chǎn)的高分子修補(bǔ)材料已通過多家組織與機(jī)構(gòu)的認(rèn)證。該公司生產(chǎn)的金屬系列EB201適用于修補(bǔ)因汽蝕、腐蝕而遭到損壞的蝶閥閥座密封面，該材料是由基料與固化劑組成的雙組份泥狀材料。
EB201*固化后，具有良好的機(jī)械性能與抗腐蝕性能，分別如表1、表2所示。
表1 EB201的機(jī)械性能
表2 EB201的抗腐蝕性能
2.3 施工工藝
高分子修復(fù)閥座密封面的施工工藝主要分為以下幾個(gè)步驟。
（1）用丙酮清洗閥座密封面，去除污染物和銹蝕層。
（2）采用打磨方式對(duì)閥座密封面損壞處進(jìn)行粗糙處理，以滿足高分子材料與閥座基體粘接的粗糙度。
（3）將模具安放在閥座密封面兩側(cè)，調(diào)整模具上的緊固螺栓直至模具緊密貼合在密封面的兩側(cè)。
（4）將產(chǎn)品EB201的基料及固化劑按規(guī)定比例取出，使用調(diào)料刀將基料及固化劑進(jìn)行充分混合，并達(dá)到均勻直至無色條為止。用工具使用EB201對(duì)閥座缺陷和損壞部位進(jìn)行修復(fù)，直至與模具高度等高（誤差30絲內(nèi)）。
（5）材料固化后，首先去除材料毛刺、倒角，隨后去除模具。調(diào)試性關(guān)閉閥門，檢查密封面緊密程度（使用塞尺檢查密封間隙）。
（6）調(diào)整閥板橡膠密封圈，利用橡膠密封圈的物理收縮性能，滿足密封要求。
使用塞尺檢查閥座密封面與橡膠密封圈的密封間隙，若局部密封間隙較大，使用EB201局部修復(fù)，若不存在密封間隙，使用磨光機(jī)去除多余高分子材料，直至全部密封間隙控制在8絲內(nèi)。
3 結(jié)論
在機(jī)組運(yùn)行過程中，經(jīng)過蝶閥的流體介質(zhì)存在硬度大的雜質(zhì)或異物，結(jié)合流體介質(zhì)在傳輸過程中產(chǎn)生沖蝕和汽蝕現(xiàn)象，導(dǎo)致蝶閥閥座與閥板配合密封面遭到破損，產(chǎn)生泄漏問題。高分子修復(fù)材料具有良好的機(jī)械與耐腐蝕性能，該技術(shù)是快速、簡(jiǎn)便的工藝方法，是修復(fù)設(shè)備的有效手段。由于閥座密封面與橡膠密封圈的配合精度很高，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境設(shè)計(jì)的一套模具作為輔助工具修復(fù)閥座金屬密封面從而保證密封精度。修復(fù)后的蝶閥密封效果良好，符合蝶閥運(yùn)行要求，保證火力發(fā)電系統(tǒng)的正常運(yùn)行。
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