止回阀泄漏故障模式分析及处理

曾军生

（台山核电合营有限公司，广东 江门529228）

1 引言

止回阀又称为逆止阀或单向阀，止回阀的开启与关闭是依靠管路中介质本身的流动来驱动的，属于自动阀类。止回阀用于管路系统，其主要作用是防止管路中的介质倒流，防止泵及其驱动电动机反转，以及密闭回路或容器内的介质反向外流。

止回阀按结构形式可分为升降式止回阀、旋启式止回阀、蝶式止回阀、隔膜式止回阀、球形止回阀、缓闭止回阀及导流式静音止回阀等。

2 止回阀的动作原理及结构形式

升降式止回阀的结构特点为阀瓣垂直坐落于阀座密封面上。流体从阀门进口流入时，介质推动阀瓣提升，流道打开。流体停止或回流时，阀瓣在自重以及流体反向作用下重新落回到阀座密封面。在实际应用中，根据系统需求，结构还存在不同，如有些升降式止回阀带有阀笼、助力弹簧等。以下着重介绍核电站使用的带阀笼和助力弹簧的升降式止回阀。

旋启式止回阀与升降式止回阀的启闭原理一致，也是靠流体压力作用和阀瓣自重动作，不同的是，升降式止回阀的阀瓣为上下垂直动作，而旋启式止回阀则是阀瓣绕着转轴进行摇摆、旋转运动，流体的流动方向须与阀瓣冲开的方向保持一致。在结构上，旋启式的阀瓣是一个圆盘结构，整个阀门由阀体、阀盖、阀瓣、摇臂和转轴等组成。阀体内的流道成流线型，其流通阻力明显小于升降式止回阀，在核电站中通常用于大口径管道。在部分系统中，为确保密封性，存在使用重锤作为辅助关闭及密封。同时由于旋启式止回阀在运行工况中，阀瓣悬浮在流体中，如果管路中的泵突然停止会导致流体突然中断，阀瓣在流体反向作用下突然关闭，有可能产生水锤和造成密封和部件的损伤，因此，部分止回阀安装有液压阻尼装置，减缓阀瓣落座速度，避免水锤产生。阀门具体结构如图1所示。

图1 旋启式止回阀结构图

3 故障现象、分析及处理

核电站中泵的出口管线以及核岛的安全壳贯穿件使用了许多止回阀。尤其针对核岛安全壳贯穿件管路的止回阀，在日常机组运行中必须确保其可密封性，从而确保当核岛发生一回路破口事故时，贯穿件阀门能起到阻止放射性物质外泄的作用。安全壳贯穿件密封试验是对贯穿件阀门打压，贯穿件阀门打压时压力为5.5bar.a（因事故工况时安全壳设计压力为5.5bar.a）。在试验中，主要故障现象为保压不合格，阀门存在内漏或外漏。针对此类问题，可以通过以下判断流程快速定位故障原因和完成处理。

3.1 外漏判断和处理

在阀门及管线保压时，使用检漏液涂抹到阀盖与阀体的法兰结合面处，确认是否有外漏迹象。同时在解体阀门后，在对阀门法兰密封面、垫片等进行清理前，检查阀盖法兰、阀体法兰密封面和法兰密封垫的情况，确认是否存在泄漏痕迹、是否存在纵向划痕、原有的密封面压痕是否均匀、连续等。如果只是密封垫的缺陷，则更换密封垫即可。如果是阀体或阀盖法兰密封面的缺陷，无触感的轻微划痕可以通过打磨处理，如果是凹坑或有触感的划痕则需要考虑通过在线车床机加的方式，对法兰密封面进行修复，修复后在选用新的密封垫时，需要充分考虑密封垫的厚度，确保密封垫的压缩量能满足密封要求。

3.2 内漏判断

对于升降式止回阀，可以通过以下步骤进行故障诊断：①现场解体后的现场蓝油试验，确认密封面贴合情况是否良好；②检查阀门密封面是否有问题，阀瓣、阀座密封面是否存在一些细微划痕；③如果密封面状态和蓝油情况良好，则可以检查下阀座垫片压缩量是否满足要求；④如果蓝油试验贴合不好或者阀瓣在落座时出现不畅、卡涩等，则可以检查以下：第一，各导向间隙是否在范围内（0.1～0.2mm），确认阀门导向是否影响阀瓣的落座；第二，通过测量阀座高度、阀笼高度、阀盖法兰各凸台尺寸，确认原始选用的密封垫厚度是否过大。根据升降式止回阀的特点，阀门回装时，阀盖压紧阀笼，进而阀笼压紧阀座、阀座垫片，从而确保阀座垫片的压缩量以及密封，但是阀盖受到的螺栓紧固力由于在完全组装时阀盖和阀体贴合，只有部分紧固力传递给阀笼、阀座垫片（剩余的紧固力会作用在阀体法兰面上），如果阀座垫片越厚，但是阀座垫片最终压缩后厚度不变，则阀座垫片以及阀笼受到的紧固力就会越大。同时往往由于此类阀门口径较小，阀笼壁较薄，有可能产生微变形，导致阀笼对阀瓣的上下运动导向性能不足，阀瓣落座不正，造成阀瓣、阀座贴合问题进而导致阀门内漏。

对于摇摆式止回阀，可以通过以下步骤进行判断：①打开阀盖后，通过抽出转轴，取下阀瓣，在阀瓣涂抹蓝油，再回装到阀门上，手动拉起阀瓣，执行蓝油试验，观察阀瓣、阀座密封面的贴合情况；②如果出现蓝油贴合线不连续等情况，则首先需要检查阀瓣螺母的厚度是否合适，是否存在阀瓣关闭时，阀瓣与摇臂干涉的情况，同时须检查转轴等转动系部件间的间隙是否在标准范围内，因为如果转动轴与轴套间隙过大，也会导致阀瓣的回座位置不正或偏斜；③如果以上转轴间隙、摇臂干涉等都无异常，则可利用刀口尺等检查阀瓣、阀座密封面的平面度情况，如果状态不好，通过使用电动研磨机进行研磨处理；④检查阀门密封面是否有问题，阀瓣、阀座密封面是否存在划痕、是否有裂纹等。

3.3 阀门密封面缺陷的处理

在上述故障判断时如果出现阀瓣、阀座蓝油试验不合格或者密封面存在划痕等缺陷，则需要对密封面进行研磨处理。在此所述的升降式止回阀，其阀门的阀瓣密封形式为球冠面，阀座密封面形式为锥面，贴合后为线性密封。针对该类型密封的研磨处理必须注意以下事项：①研磨前，对阀瓣、阀座密封面进行清理；②研磨时，使用专用研磨膏或研磨砂纸，针对该类阀门研磨，通常须使用自制或厂家提供的手动研磨专用工具，该专用工具一般分为阀瓣研磨工具和阀座研磨工具，分别与阀座球形密封面、阀座锥形密封面适配，要特别注意的是，该类型阀门的研磨要禁止采用阀瓣、阀座相互对研的方式；③由于阀门的密封要求较高，在完成阀瓣、阀座完成研磨，先针对阀瓣、阀笼、阀座三者的组合件进行阀瓣、阀座蓝油贴合试验，该试验合格后，可以使用专用打压工具对阀瓣、阀座进行离线的单体打压。全部符合要求，最终再进行回装阀门。

对于摇摆式止回阀，其研磨通常使用电动研磨机，该研磨机的使用最重要的是在于架机以及根据研磨情况进行调整，如果使用的是行星轮研磨，则需要注意行星轮的对中、调平以及调整研磨压力和研磨速度等，如果使用的是整盘研磨，则需要注意研磨盘的偏心调整，确保研磨盘在转动时，不会与阀腔的阀体壁干涉，同时确保研磨盘整圈都与密封面接触。在完成研磨后，检查密封面的平面度与粗糙度都符合要求，则可以进行蓝油试验，蓝油试验合格后也可以辅助以阀腔的静压试验或主动打压试验（需要专用打压及封堵工具）验证阀门的密封性。

4 结语

止回阀作为实现防止介质倒流的单向阀，在核电站中有广泛应用。同时因为其关闭密封是靠阀瓣自重、介质压力实现，其出现密封不严、落座不正等故障时有发生。因此，需要系统性地思考和分析故障的可能原因，进而快速、准确、根本性地解决问题。