重锤式止回阀常见问题分析

韩 伟

（中核辽宁核电有限公司，辽宁葫芦岛 125100）

0 引言

核电站通风系统保证了系统各房间内设备所需要的温度和湿度，并为人员进入提供了条件。止回阀广泛使用于工业工厂中，升降式止回阀、旋启式止回阀、蝶式止回阀、隔膜式止回阀等，均有各自的优缺点，选用时均根据系统具体工况而定。重锤式止回阀是核电站通风系统中主要的设备之一，主要对风机提供有效保护，有阀门密封性好、启闭动作灵敏可靠的特点。在系统正常运行中，阀门的灵敏度直接影响风管内介质局部能量损失及送风系统的流量[1]。

1 重锤式止回阀及工作原理

1.1 类型及结构

重锤式止回阀主要有矩形单叶止回阀、矩形双叶止回阀和圆型结构止回阀3 种结构形式：矩形单叶结构止回阀主要由阀体（组焊件）、单个组装叶片、重锤组件和轴等组成；矩形多叶结构止回阀分为普通系列多叶止回阀和横向加强多叶止回阀，主要部件均为阀体（组焊件）、多个组装叶片、重锤组件和轴等组成，与单叶结构不同的是当阀门结构尺寸大于1250 mm 时，在阀体中间需设置加强板，用来增加阀门的稳定性；圆型结构止回阀主要由阀体（组焊件）、组装叶片、重锤组件和轴、齿轮等组成，另外还有轴承、旋臂、垫板、连接副、压片、螺纹圆柱销、定位螺钉及螺母等零部件。无论是哪种结构的止回阀，均可根据现场实际要求，安设有开关推动器和限位开关，各主要部件功能如下：

（1）阀体。承重件，用来支撑轴和叶片等阀体所有部件，并实现与风管的连接。

（2）叶片。启闭件，通过旋转带动密封圈实现阀门开启、关闭功能：

（3）轴。连接叶片和重锤组件，并传递阀门动作过程中的扭矩。

（4）重锤组件。作为阀门关闭过程的动力源，施加阀门关闭时所需作用力。

（5）密封圈。阀门完全关闭后实现密封功能，保证泄漏量在系统所允许范围内。

（6）限位开关。传递开、关信号，显示阀门关闭或开启状态，确认阀门位置。

1.2 工作原理

止回阀是指启闭件借助介质作用力，自动阻止介质逆流的阀门，止回阀又称为单向阀或逆止阀，属于自动阀类，无需外力驱动[2]。重锤式止回阀一般安装在风机或空调的出口位置，风机启动运行时，风管内阀前会形成正向压力，当正向压力大于阀门的开启压差（一般100～200 Pa）时，阀门会克服关闭力矩开启，此时叶片的开启角度会随着管道内风速的变化而变化，当管道内风速较大时，叶片的开启角度就大，反之则开启角度小；当风管内阀门的前后有反向压差或无压差时，在重锤和叶片的重力作用下阀门关闭，切断风管内介质流通路径，防止系统产生倒灌，实现止回功能。

1.3 选型

选择止回阀时，一般是根据对最小的冲击压力或无撞击关闭所需要的关闭速度及其关闭速度特性做定性的评估，进而选择所需要的止回阀型号及尺寸。这样的选择方法不一定是最精确的，但是根据工作经验来看，大多数场合是可以得到所想要得到的结果的[3]。

选择重锤式止回阀时，首先要根据系统确定所需要的风机（或空调）型号，包括风机（或空调）的功率、出口风速等参数，再由阀门的关闭速度应与风机（或空调）出口的介质流速相匹配，然后根据这些参数再确定重锤式止回阀的结构形式及尺寸，保证在风机（或空调）停转的过程中，阀门能平稳关闭，防止出现较大的撞击。

2 缺陷描述及原因

经过长期运行，某核电机组发现重锤式止回阀的主要缺陷现象及原因见表1。

3 缺陷类型及原因分析

（1）故障1：连接杆销子松脱或丢失。主要原因有两个：一是阀门设计部分缺陷，止回阀连杆之间的销子是通过卡簧固定的，当阀门长期开启关闭来回摆动时，卡簧很容易松脱，导致销子脱落（图1）；二是连接杆销子轴套磨损，当风机启动后阀门处于全开位，此时重锤带着连杆不断摆动，随着时间增长，造成轴套磨损，销子脱落。

（2）故障2：限位开关问题。其主要原因是止回阀限位开关设计缺陷（图2）。随着风机的启停，阀门不断开启、关闭，推动器撞击限位开关的频率增加，随着运行时间的增长，造成限位开关损坏。限位开关支架松动也有可能导致反馈不显示的问题。

表1 重锤式止回阀缺陷及原因

（3）故障3：重锤与阀杆连接螺栓松动。分析认为，阀门维修后未将螺栓紧固到位，阀杆在重锤的作用下带着叶片不断开启关闭，而重锤与阀杆的连接螺栓为受力部位，长期运行后导致螺栓松动甚至脱落、丢失。

4 处理措施

（1）对于连接杆销子脱落或丢失的情况，将卡簧配合销子的连接方式更换为开口式，使销子更加牢固可靠，消除由于止回阀长期来回开关摆动造成卡簧脱落，从而导致销子掉落，阀门无法正常开关现象（图3）。并定期检查铜套磨损情况，如果出现磨损量过大及时更换铜套，避免出现铜套磨损太严重导致的系统无法正常工作现象。

图1 连接杆销子松脱

图2 限位开关问题

（2）关于限位开关的问题，有两种方法可以解决：一是更换限位开关的形式或限位开关的安装方式；二是改变推动器的结构，减小与限位开关接触的坡度，使推动器与限位开关平缓接触，而不是直接按压限位开关，这样既能增加与限位开关接触的稳定性，又能降低限位开关的损坏频繁、成本与维修次数。

（3）重锤与阀杆的连接螺栓使用双螺母，防止重锤带动阀杆频繁动作造成螺母松动脱落导致系统运行状态受影响等情况，达到防松的目的。

5 结论

图3 连接杆销子连接方式更换为开口销

重锤式止回阀在核电站通风系统内起到非常重要的作用，通过工作过程中总结现场阀门出现的不回座、信号反馈、重锤指示方向不准确及阀位显示等缺陷，将系统运行状态与阀门结构相结合，找到阀门不回座、重锤指示方向不准确的原因在连接杆的销子处，信号反馈、阀位显示的原因在限位器上，并详细阐明了解决方法，保证了系统稳定运行，减少日常维修工作量。