鍋爐安全閥的常見故障分析和解決方法

　　1、前言

　　安全閥是一種非常重要的保護(hù)用閥門，廣泛地用在各種壓力容器和管道系統(tǒng)上，當(dāng)受壓系統(tǒng)中的壓力超過規(guī)定值時，它能自動打開，把過剩的介質(zhì)排放到大氣中去，以保證壓力容器和管道系統(tǒng)安全運(yùn)行，防止事故的發(fā)生，而當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)壓力回降到工作壓力或略低于工作壓力時又能自動關(guān)閉。安全閥工作的可靠與否直接關(guān)系到設(shè)備及人身的安全，所以必須給予重視。??

　　2、安全閥常見故障原因分析及解決方法

　　2.1、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引起介質(zhì)損失。另外，介質(zhì)的不斷泄漏還會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不漏也是非常困難的。因此，對于工作介質(zhì)是蒸汽的安全閥，在規(guī)定壓力值下，如果在出口端肉眼看不見，也聽不出有漏泄，就認(rèn)為密封性能是合格的。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)，一般在鍋爐準(zhǔn)備停爐大小修時，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)時發(fā)現(xiàn)安全門漏泄，估計是這種情況造成的，可在跑砣后冷卻20分鐘后再跑舵一次，對密封面進(jìn)行沖刷。

　　另一種情況是密封面損傷。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3～9號爐主安全門由于多年的檢修，主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。目前使用YST103通用鋼焊條堆焊加工的閥芯密封面效果就比較好。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。?

　　2.2、閥體結(jié)合面滲漏?

　　指上下閥體間結(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，在緊螺栓時一定要按對角把緊的方式進(jìn)行，最好是邊緊邊測量各處間隙，將螺栓緊到緊不動為止，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造成密封失效。從而使閥體結(jié)合面滲漏。在檢修時把好備件質(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，在閥門組裝時認(rèn)真清理結(jié)合面避免雜質(zhì)落入。

　　2.3、沖量安全閥動作后主安全閥不動作

　　這種現(xiàn)象通常被稱為主安全門的拒動。主安全門拒動對運(yùn)行中的鍋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，主安全門不動作，使設(shè)備超壓運(yùn)行極易造成設(shè)備損壞及重大事故。

　　在分析主安全門拒動的原因之前，首先分析一下主安全門的動作原理。如圖1，當(dāng)承壓容器內(nèi)的壓力升至沖量安全閥的整壓力時，沖量安全閥動作，介質(zhì)從容器內(nèi)通過管路沖向主安全閥活塞室內(nèi)，在活塞室內(nèi)將有一個微小的擴(kuò)容降壓，假如此時活塞室內(nèi)的壓強(qiáng)為P1，活塞節(jié)流面積為Shs，此時作用在活塞上的f1為：

　　f1=P1×Shs……………………(1)???假如此時承壓容器內(nèi)的介質(zhì)的壓強(qiáng)為P2，閥芯的面積為Sfx，則此時介質(zhì)對閥芯一個向上的作用力f2為：

　　f2=P2×Shx?..............(2)

　　通常安全閥的活塞直徑較閥芯直徑大，所以式(1)與式(2)中Shs＞Sfx?P1≈P2

　　假如將彈簧通過閥桿對閥芯向上的拉力設(shè)為f3及將運(yùn)動部件與固定部件間摩擦力(主要是活塞與活塞室間的摩擦力)設(shè)為fm，則主安全門的動作的先決條件：只有作用在活塞上的作用力f1略大于作用在閥芯上使其向上的作用力f2及彈簧通過閥桿對閥芯向上的拉力f3及運(yùn)動部件與固定部件間摩擦力(主要是活塞與活塞室間的摩擦力)fm之和時，即：f1＞f2+f3+fm時主安全門才能啟動。?

　　通過實(shí)踐，主安全門拒動主要與以下三方面因素有關(guān)：

　　一是閥門運(yùn)動部件有卡阻現(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)動部件與固定部件間摩擦力fm增大，在其他條件不變的情況下f1＜f2+f3+fm所以主安全門拒動。

　　例如，在2001年3號爐大修前過熱主安全門跑砣試驗(yàn)時，發(fā)生了主安全門拒動。檢修時解體檢查發(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，從而造成了主安全門拒動。檢修時對活塞，脹圈及活塞室進(jìn)行了除銹處理，對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。在鍋爐水壓試驗(yàn)時，對脈沖管進(jìn)行沖洗，然后將主安全門與沖量安全閥連接，大修后點(diǎn)爐時再次進(jìn)行安全閥跑砣試驗(yàn)一切正常。

[$page]　　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，式(1)中的f1一項(xiàng)作用在活塞上的作用力偏小，在其他條件不變的情況下f1＜f2+f3+fm所以主安全門拒動。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。

　　例如，3～9號爐主安全閥對活塞環(huán)的質(zhì)量要求是活塞環(huán)的棱角應(yīng)圓滑，自由狀態(tài)開口間隙不大于14，組裝后開口間隙△=1～1.25，活塞與活塞室間隙B=0.12～0.18，活塞環(huán)與活塞室間隙為S=0.08～0.12，活塞環(huán)與活塞室接觸良好，透