高压调节阀阀座现场更换措施

0 引言

华润电力（常熟）有限公司3台机组型号N650-24.2/566/566，主汽压力24.2 MPa，主汽温度566℃，高压调节阀的作用是锅炉经过加热水冷壁内部的给水，使其在过热器成为饱和蒸汽，通过主汽管道进入高压阀组，先经主汽阀，主汽阀为其第一道屏障，只具备全开全关功能，高压调节阀有4座阀门，安装伺服阀以调节阀门的开度，是主蒸汽进入汽轮机的最后一道屏障。高压调节阀严密性是否合格，关系着汽轮机运行的安全平稳运行。

华润电力（常熟）有限公司3号机组在通流项目改造中，高压调节阀组阀芯件解体后发现1#，3#阀阀座接触线存在深度分别为0.5 mm和0.8 mm的凹坑，由于阀座接触线的材料为硬质合金浇铸，现场无法将其完全研磨掉，同时，研磨需要专业技术及人员，工时长、花费大，因此决定更换阀座。

1 高压调节阀阀芯件结构

高压调节阀的主要部件是阀芯和阀头，阀芯主要有阀座放置在阀体上，通过配准间隙和定位销订正，阀头主要有阀杆、阀头、预启阀等，通过油动机伺服阀调控阀门开度，因此，阀头和阀座的接触阀线是密封的关键。

2 施工工器具

安装阀座专用工装，2个对称布置的液压100 t千斤顶，千斤顶使用时，对称布置百分表，保持工装上升速度一致，使工装受力均衡。氧气1瓶 ，乙炔1瓶，磁力钻1台，莫式锥度2#～3#，3#～4#转换套，2件Φ20 mm锥柄麻花钻，2件Φ25.8 mm锥柄扩孔钻，2件Φ25.8 mm锥柄接长扩孔钻，2件Φ26 mm接长铰刀，干冰 15 kg，焊枪6支，1台焊机红外测温仪，1个5 t手拉葫芦，1个M48螺母，4个M12吊环螺钉，1个M16吊环螺钉。

3 更换方案

3.1 更换工艺流程

①拆除阀座定位销；②取下旧阀座；③测量现场装配加工尺寸；④安装新阀座；⑤装配现场钻定位销孔；⑥现场装入定位圆柱销。

3.2 工艺方法及步骤

（1）阀壳内部腔室清理干净，用干净的棉布封堵高压调节阀管口，防止操作过程有异物进入蒸汽流道，造成异物进入汽轮机，损坏转子叶片。

（2）打磨去除阀座的4个定位销焊缝，利用厚钢板和特制钢带焊接支撑板固定磁力电钻，用麻花钻钻取阀座与阀壳的定位销，支撑方式如图1所示。首先，需要找正销孔中心，再准确定位磁力钻，对准销子后将其钻掉，直至钻通阀座，同时，将销孔整体扩孔至Φ25.8 mm。施工时做好保护措施，防止铁屑落入管道。

图1 工装使用示意

（3）阀座拆除步骤：①如图1所示，利用底板上的吊环孔吊入底板并拉紧，在阀座内部销孔装入工艺销（共4颗），再将拉杆装入与底板旋合并上提贴紧工艺销固定；②将千斤顶、顶板布置在阀座上，最后旋紧拉杆螺母；③在阀座内倒入干冰冷却40 min后，用乙炔、氧气对阀壳外部对应部位四周均匀加热至（200～250）℃；④待阀壳受热处膨胀量符合要求后，顶动千斤顶，顶动过程平均用力、不要倾斜；⑤利用拉杆、顶板上的吊环螺钉将阀座安全吊出。

动火安全预防措施：由于涉及动火作业，操作前严格清理周边易燃物品，检查消防设施完好、防火毯铺设就位，并确认动火人员具备动火资质，严禁无证作业。

（4）待阀壳冷却后，对阀壳内壁打磨毛刺、氧化皮（去除脱落的氧化皮即可）。注意做好保护措施，防止铁屑落入管道。

（5）现场实测阀壳内阀座安装孔径（图2，表1），并反馈回制造厂，制造厂根据实测尺寸，对阀座外径进行照配加工，保证过盈量（0.17～0.2）mm。

（6）对加工好的阀座尺寸检查合格后，用氧气，乙炔均匀加热调节阀座外壁至（200～250）℃，待膨胀量达到要求后，安装起吊螺钉，用手拉葫芦吊放入新的阀座。

（7）阀壳冷却后，钻铰定位销孔至Φ26 mm。（因销孔铰大，销子需要留有余量）。

图2 现场实测阀壳内阀座安装孔径位置

表1 实测阀壳内阀座安装孔径

（8）按照新钻铰的销孔尺寸照配销子，保证配合间隙（0～0.02）mm，加工合格后，装入新定位销。

（9）对安装好的定位销 20Cr1Mo1V-5（锻）与阀壳（ZG15Cr1Mo1V）满焊固定。焊接要求及探伤标准参见图纸技术要求。

辅料及工具：GTAW焊接设备1套，Φ2.4 mm焊丝AWS ERNiCr-3约0.5 kg，绵纱、清洗剂等适量，角磨机、砂轮片、抛光片各1套，焊工用具：安全帽、面罩、手套、工作服、劳保鞋等各1套，红外线测温仪或接触式测温仪和渗透检测探伤试剂各1套。

焊接要求：①焊工资格。焊工须按ASME IX或其他等效标准进行考试并取得本焊接接头的焊接资格。

②焊接施工前应对本焊接接头按ASME IX或其他等效标准进行焊接工艺评定合格，并依据工艺评定编制焊接工艺指导书。

处理方案：①装配。按照图示装配各定位销，装配时注意控制过盈量，销子头部加工倒角，以保证销子顺利插入。②清理。打磨清理待焊接部位及附近50 mm区域内水分、油污，锈迹等杂质，保证焊接表面清洁。③焊接。采用钨极氩弧焊焊接，焊材ERNiCr-3，规格Φ2.4 mm，焊接电流（80～140）A，保护气体99.99%Ar，气体流量（8～15）L/min，注意起弧和收弧处裂纹控制，层间温度≤60℃，防止焊接时出现咬边、裂纹。④检验。按NB/T 47013—2015标准对焊缝进行PT（Penetrant Testing，渗透检验）检验，Ⅰ级验收。⑤经过该方案进行装配的阀座牢固，水平、垂直度得以很好的保证，阀头和阀座的配合精密，然后再在阀杆上方加工横杆，通过旋转阀杆带动阀头旋转，阀头与阀座的接触面在研磨中逐渐成型，达到接触面为一条光滑的圆圈，通过红丹粉进行检测。

4 效果确认

对照组和观察组病患的TG，2 hPBG，TC和葡萄糖耐量等指标都高于正常值，差异有统计学意义（P<0.05）对照组和观察组病患的TG，2 hPBG，TC和葡萄糖耐量等指标相对比，其数据差异无统计学意义（P＞0.05）。见表1。

应用改进后的方法作业，更换一台阀门阀座耗时近8 h，极大缩短了施工工期，对按期完成计划性检修起到了积极作用，为以后同类型阀门阀座的现场更换积累了经验。