FSES隔膜阀检修训教材

1、广东核电培训教材课程编号：FSES隔膜阀检修编 写：朱锦程校 对：张俭审 查：颜少华 杨新春批 准：张鸿泉 秦余新培 训 中 心内容简介本教材的主要内容是：讲述隔膜阀的基础知识，教授隔膜阀的结构和密封机理,以及全面解体检修与检验的基本技能，并通过实际操作与考核，提高受训人员的维修技能，结合广东核电站的现场案例，增强学员对隔膜阀故障的分析与处理能力。为提高运行系统的可靠性;满足核电快速发展的需要;培养出该类设备维修的技能型人才.教材初版和升版记录版本日 期编 写校 核审 查批 准升版内容姓名签字姓名签字姓名签字02006/11朱锦程张俭颜少华杨新春张鸿泉秦余新目 录第1章 隔膜阀基础知识21.1

2、隔膜阀的基本结构21.2 SIERS(或FSES)隔膜阀简介2第2章 隔膜阀的维修与故障诊断22.1 隔膜阀的检修22.2 隔膜阀常见故障诊断2第3章 隔膜阀的检查、试验与维护保养2.3.1 隔膜阀的检查23.1.1外观检查23.1.2 橡胶膜片材质性能检查23.1.3机械加工检验23.2 隔膜阀的试验23.2.1渗漏率23.2.2检测方法23.2.3液体介质的检漏方法23.3隔膜阀的维护保养2第4章 隔膜阀典型故障简析24.1L2REA-062-VB跑水事件反馈24.1.1故障简述24.1.2原因分析24.1.3处理措施24.2D9ASG-151-VD隔膜阀推力轴承损坏24.2.1故障简述2

3、4.2.2原因分析24.2.3处理措施24.3反应堆厂房SAR系统隔膜阀外漏24.3.1故障简述24.3.2原因分析24.3.3处理措施24.49REA001VD阀位判断错误导致9REA001/002BA串水24.4.1故障简述24.4.2原因分析24.4.3处理措施2第5章实 操25.1隔膜阀全面检查25.1.1实操内容25.1.2人员分组25.1.3教具与执行文件25.2参考文献2(完)2第1章 隔膜阀基础知识1.1 隔膜阀的基本结构隔膜阀规格从DN8400mm，阀体材料有灰铸铁、铸钢、不锈钢等；衬里材料有各种橡胶、氟塑料、耐酸搪瓷等；连接形式有内螺纹、法兰、承插焊、对接焊等；结构型式有堰

4、式、直通式等；压力等级有0.6、1.0、1.6、2.5MPa。隔膜阀具有结构简单，在阀体与阀盖中间以一层柔软的材料形成隔膜，作为阀门的密封件，阀门的密封性能好，由于阀体与阀盖分隔成两部分，所以不存在上部泄漏，毋须填料和填料压盖，并且阀杆部分也不受介质的腐蚀，阀体通道设计成流线型，管道介质流动阻力小。隔膜与阀体衬里广泛采用橡胶、塑料和搪瓷等耐腐蚀材料，以及采用低碳高镍不锈钢材料，隔膜阀适用腐蚀性及高粘度的流体介质。隔膜阀的操作可为手动、气动和电动等形式，配上反馈信号装置，能在阀门动作时，将阀门的启闭状态以电信号反馈到控制室的模拟屏上，能达到自控和遥控的目的；隔膜阀的工作温度通常受隔膜和阀体衬里所

5、使用材料的限制，它的工作温度范围大约为：50175，阀门结构简单，易于快速拆卸和维修，更换隔膜可以在现场及短时间内完成。介绍几种典型的隔膜阀（1）手动隔膜阀手动隔膜阀是一种基本型式，如图1所示：它由阀体、阀盖、阀瓣、阀杆、隔膜和手轮等零件组成，其工作原理是靠旋转手轮，通过阀杆螺母使阀杆作轴向运动，从而带动阀瓣和隔膜升降而达到阀门的启闭。手动阀门可在任何方位安装。结构特点：阀体内腔中间突起，形成屋脊式，其流道为流线形。当阀门开启60%行程时，其流量过到80%左右，并为线性的，只需用较小的操作力和较短的隔膜行程即可启闭阀门；阀体内腔可衬复多种硫化橡胶、氟塑料、搪瓷等以适应不同温度的腐蚀性介质。隔膜

6、是呈盆形的橡胶模压件，内夹衬多层网眼化纤织物，增加强度，隔膜背面肩处有螺钉作为嵌件与橡胶模压在一起，隔膜可以根据不同的介质，选择不同材质。 图1堰式手动隔膜阀（2）气动隔膜阀 常闭型气动隔膜阀 它是由阀体、阀盖、阀瓣、隔膜、气缸、气缸盖、阀杆、弹簧、薄膜及薄膜压头等零件组成。常闭型气动隔膜阀阀门处于常闭状态，它的密封是靠弹簧的预紧力来达到，它的开启是靠从气缸进气口通入额定压力的操作气源来推动薄膜及薄膜压头，压缩弹簧使阀杆上升，从而带动阀瓣隔膜上升达到开启，卸去气源时，由于弹簧的张力使阀门复原。结构特点A、气缸、气缸盖、罩盖是采用铝合金低压铸造或钢板冲压件，具有重量轻、精度高、外表美观等优点。B

7、、执行机构动作时，气缸与薄膜相对运动，因此无磨损，薄膜采用高弹性橡胶模压而成，寿命长无漏气现象。C、阀门处于常闭状态，其密封是靠弹簧的预紧力来达到，预紧力大小可根据需要来调节，可旋转手轮，调节上下弹簧座的距离来达到，这样即能保证密封，又不会因弹簧力太大而损坏隔膜。D、在使用中，如果由于隔膜的永久变形而影响密封性能时，可操作手轮，增加弹簧力，使膈膜重新达密封。E、当气源发生故障，需要开启阀门时，可操作手轮，通过螺杆将薄膜压头与弹簧一起使阀杆上升，达到阀门的开启，手操作时，操作扭矩较小。F、根据不同的介质压力和操作压力，可选择不同规格的操作机构既合理又经济。 常开型气动隔膜阀它是由阀体、阀盖、阀瓣

8、、隔膜、气缸、气缸盖、阀杆、螺杆、罩盖、弹簧、薄膜及薄膜压头等零件组成。阀门靠弹簧的张力处于常开状态，它的关闭是靠从气缸进气口通入额定压力的操作气源来推动薄膜及薄膜压头，下移压缩弹簧，通过阀杆使阀瓣及隔膜下降达到阀门的关闭，当卸去气源时，靠弹簧的张力，使薄膜压头上升复原，阀门又处于开启状态。结构特点A、常开型气动隔膜阀的密封是靠操作气源达到一定的额定压力来保证。B、当操作气源发生故障，阀门必须关闭时，可旋转手轮，通过螺杆使薄膜压头下降，来达到阀门的关闭和密封。 气动阀门必须垂直安装1.2 SIERS(或FSES)隔膜阀简介 每台900Mwe核电机组约有1200个FSES阀门，该阀门被安装在许多

9、系统上：APG,ASG,DVW,EAS,RAZ,RCP,RCV,REA,RPE,RRI,SAR,TEG,TEP等；隔膜阀是用碳钢、不锈钢或青铜制成，分与核安全有关或与核安全无关，压力级为150lbs或PN16，尺寸ND08ND100 隔膜阀手动气动（常关NC或常开NO）有限位开关1个、2个或3个无限位开关有限位开关2个核电FSES使用的隔膜有两种不同类型的材料： 天然橡胶隔膜，适用最高温度95 乙丙橡胶（EPT）隔膜，适用最高温度120 FSES 手动阀（无开关限位器）第2章 隔膜阀的维修与故障诊断2.1 隔膜阀的检修本部分涉及的设备包括ND50手动隔膜阀，在各类阀门中，除开启与闭合位置指示器

10、外，所有阀的结构都相同，有一部分阀门的件号和零件与叙述不同，工作中要根据阀门具体装配图操作。此部分描述了隔膜阀全面解体检查的操作要点，适用于定期维护检查及纠正性维修。一二核此阀门厂家和设备相同。2.1.1阀门解体- 泄掉回路中阀门位置的压力。- 用手轮将阀置于开启位置。- 拆除阀体与阀盖连接螺栓（20、21）。(对 ND8手动隔膜阀连接螺栓为7)- 记录阀盖缺口槽原始安装方向。- 将手轮（35）、阀杆（14）、隔膜（2）及阀盖（18）等上部组件拆下。 (注：对图1所示的ND8手动隔膜阀，只需将手轮（4）、阀杆（3）、隔膜（6）及阀盖（2）拆下且解体，直接取出隔膜组件即可)- 对于有开关的阀门，

11、拆下指示器杆（31）和螺母（32）。- 向关的方向旋转手轮使阀塞（3）从阀杆中脱出。- 旋出阀杆。- 从阀塞上拆下隔膜。- 拆下手轮键（36）。- 拆下手轮。- 对有开关的阀门，取下止动环（34）和位置批示器（33）。- 从阀盖上拆下阀杆套（13）。- 拆下测试螺钉（22）。- 拆下所有密封件。2.1.2 部件清洗与检查只需检查阀盖、阀体是否有变形，阀体螺孔螺纹是否损坏及其它缺陷- 用清洗剂、擦布和压缩空气清洗拆除的各部件及阀腔。- 检查隔膜接触面，如有磨损、裂纹或老化则予以更换。- 检查柱塞表面和槽，如有缺陷则进行处理并报告，必要时予以更换。- 检查阀体，如与隔膜接触的表面有毛刺可用“00”

12、号砂纸或油石修光。- 检查阀杆，如阀杆表面或螺纹上有毛刺，用“00”号砂纸或油石修光，损坏严重必须更换。- 检查阀杆套内螺纹，磨损严重须更换。- 检查阀盖的内孔、套筒螺帽的内螺纹并记录。- 检查其它零部件。- 将检查结果记入维修报告。2.1.3 部件更换- 更换密封件。- 更换其它在检查中发现的已损坏零件。2.1.4 回装对于图1 ND8手动隔膜阀 将隔膜安装在阀杆上，旋转手轮，使隔膜处于中间位置 将整个组件安装在阀体上，拧入螺钉，使阀盖、隔膜、阀体很好接触 关闭阀门，使隔膜与阀座接触，对称拧紧两边螺钉，力矩为0.50.05daN.m 开启阀门，复查两边螺钉力矩为0.50.05daN.m 拧入

13、锁紧螺母并拧紧。注意：在拧紧锁紧螺母过程中，螺钉不能有转动，否则，应松开锁紧螺母，重新复查螺钉力矩。- 用Felpro5000润滑以下部件： 阀杆、螺栓、螺帽的螺纹及螺帽的承力面。 止动环。 指示器杆。- 装好O-环（17）。- 将阀杆套装入阀盖固定好。- 将阀杆拧进阀盖直到阀塞能与阀杆的槽连接。注意：操作时不要损伤O环（17）。- 把隔膜装入阀塞后将组件与阀杆连接。- 把隔膜放在中间位置使它的接头不受任何应力。- 把阀盖放到阀体上，穿入连接螺栓，用手把螺帽拧紧。注意：阀盖缺口槽应安装在阀体管口侧，铭牌在阀体侧面，阀盖缺口槽安装方向错误将导致漏水。- 对于有开关的阀，将位置指示器装入阀杆用止动

14、环固定；装回指示器杆并固定。- 用手轮关闭阀门使隔膜与阀座接触，这样阀盖与阀体的相对位置就找正了。- 用力矩扳手按表4的力矩和图3所示1-3-2-4的顺序紧螺帽（21）（对于ND8的隔膜阀，螺母为内六角，无法按力矩紧固，均匀紧固即可）。表4阀体/阀盖螺栓紧固力矩（m.daN）。ND81520254050力矩(daN.m)0.50.050.50.050.90.10.90.12.20.22.20.2- 打开阀门，按顺序检查螺帽（21）的紧力。- 开关阀门数次，检查阀门的正常动作，检查并记录阀门行程及关闭扭矩2.1.5品质再鉴定- 对于有位置指示器的阀门，检查位置指示器指示位置正确。- 对于有限位开

15、关的阀门，联系MIC检查限位开关是否正确动作并在正确位置。- 检查阀门行程是否正确。 图3 手动阀ND50 150lbs（有位置指示器） 2.2 隔膜阀常见故障诊断1、隔膜阀和气动装置的常见故障、原因分析、检修方法序号常见故障原 因检修方法1阀门密封面渗漏（内漏）密封面有污垢冲洗清除污垢，并不得损伤密封面橡胶隔膜严重损裂（老化破裂）更换橡胶隔膜气动装置气源压力过低应提高气源压力至规定值橡胶密封圈损坏更换橡胶密封圈气动装置弹簧预紧力过小适当调节弹簧预紧力阀杆和阀杆螺母之间磨损更换阀杆2阀门阀体与阀盖连接处渗漏连接螺栓紧固不均匀或未拧紧均匀紧固连接螺栓（由于阀体与阀盖中间的隔膜系柔软的弹性材料制成

16、，通常应沿对角线方向的二个螺栓同时拧紧，切勿将螺栓单个顺序拧紧，这样会使连接处歪斜，造成该处渗漏）连接平面有异物或损伤应修整排除阀体损裂应更换阀体3阀门手轮转动不灵活阀杆上有污垢或螺纹损伤清除污垢或修整螺纹阀杆弯曲校正或更换阀杆阀杆螺母损坏（操作力过大）更换气动装置螺杆、螺杆套或支承板的螺纹磨损更换4供气时阀门不能自动开启应急手轮未设置在“P”位置上将应急手轮设置在“P”位置上输入气源压力过低补充气源压力弹簧预紧力过大适当调节预紧力薄膜式气缸内橡胶薄膜损裂更换操作薄膜选配的气动装置不当更换气动装置5气动装置气缸漏气连接螺栓紧固不均匀均匀紧固连接螺栓橡胶密封圈或垫片损裂更换橡胶密封圈或垫片6气动

17、装置动作抖动爬行输入气源压力不稳定调整气源压力活塞杆轴孔间隙太大修正活塞杆或轴承活塞、气缸、缸盖的中心不一致修正或调换零件橡胶密封圈尺寸不对或损裂更换橡胶密封圈第3章 隔膜阀的检查、试验与维护保养.3.1 隔膜阀的检查 隔膜阀橡胶膜片是由橡胶和化纤织物贴合经模压硫化而成的，几种国产隔膜材质的推荐使用范围见下表：隔膜材料代号适用温度（）适用介质丁基胶（B级）100有良好的耐酸碱性，适用于介质浓度为一般腐蚀性的有机酸、碱和氢氧化合物、无机酸碱、元素气体、醇类、醛类、硅类、酮类及脂类等。天然胶（Q级）100用于净化水、无机盐、稀释无机酸等氟塑料（FEP）120除熔融碱金属、元素氟及芳香烃类外的盐酸、

18、硫酸、王水、有机酸、强氧化剂、浓稀酸交替、酸碱交替及各种有机溶剂等。（PTFE）120（PFA）1503.1.1外观检查-橡胶表面必须光洁平整，与介质接触表面不应有气泡、孔眼、杂质和海绵状等缺陷，橡胶膜片还不应有断布、离层、夹泡和化纤织物外露等缺陷。-橡胶硫化不允许欠硫或过硫现象。-橡胶膜片的尺寸公差应符合技术图纸的规定。3.1.2 橡胶膜片材质性能检查-检查项目有胶料的扯断强度、扯断伸长率、扯断永久变形、耐老化系数和进行耐酸、碱的腐蚀性介质试验，隔膜片成品还要增加测定硬度和螺钉与橡胶粘接力试验，以及膜片的曲折寿命试验、热态试验等；对使用在核电站的橡胶件还应具有耐辐射性能，在一定辐射积累的剂量

19、下能正常使用。3.1.3机械加工检验-阀瓣、阀体的密封面和气动装置的气缸、活塞应平整光洁，不得有划线、刀痕、气孔、裂纹等缺陷，表面粗糙度不得低于3.2（5）。-主要零件（如阀杆、阀杆螺母等）的传动螺纹应光洁，不得有毛刺、凹痕与裂口；阀杆与阀杆螺母传动螺纹工作表面粗糙度不得低于3.2（5），精度不得低于3级。-阀杆应选用不锈钢，若选用碳钢应作防锈蚀处理。3.2 隔膜阀的试验 阀门可看成是受压容器，它必须满足承受规定的压力而不渗漏的要求，并且它起着关闭节流的作用，所以阀门无论是制造厂总装以后，还是用户维修后，必须进行性能试验，以检验产品是否达到规定的质量性能标准和满足系统工况的技术要求，试验是阀门

20、质量的最重要也是最后一道关口，它对系统的安全运行起着至关重要的作用。 阀门的性能试验项目很多，有流量特性试验及压力特性试验、模拟工况寿命试验、高温及低温性能试验、振动试验、驱动装置联动试验、灵敏性试验，以及最常规而重要的强度和密封性能试验，本教材具体介绍的阀门试验项目有：强度试验、密封试验。3.2.1渗漏率-渗漏率即阀门单位时间内的渗漏量。阀门强度试验时不得出现渗漏。密封试验一般不允许渗漏，密封试验允许渗漏的阀门，应在图纸或技术条件中注明允许渗漏率的数值。3.2.2检测方法-气体介质的检漏方法气体介质试验时，最方便的检漏方法是在阀门被检测表面涂上一层肥皂液，如有渗漏会出现气泡。这种方法能迅速判

21、定阀门是否渗漏即渗漏的部位，并可根据气泡的数目来确定渗漏值。由于生成的气泡大小不一，故此法得出的渗漏量不够精确。另一种检漏方法是浸没法，浸没法就是将阀门浸入液体内，如有渗漏即有气泡产生。3.2.3液体介质的检漏方法-用液体介质试验时，可直接用肉眼观察，被检表面存在的缝隙就会出现水流或水滴。这样不仅能判别渗漏的部位，也能根据水滴的数目来确定渗漏量。强度试验不但不允许出现水珠，甚至不能出现潮湿“冒汗”的象。 强度/密封试验设备 开关疲劳试验设备3.3 隔膜阀的维护保养-隔膜阀应保存在干燥、通风的室内，以防止橡胶、塑料等非金属件冻裂和老化，且避免与液体燃料、油类及其它易燃物质接触。-安装前应将阀体内

22、腔清洗干净，转动部位添加润滑脂。-隔膜阀可以在任意位置的管道上安装，对于大口径的隔膜阀，安装时应加装支撑避免由于阀门的自重而引起管道下垂。-隔膜阀不宜安装在真空管道上使用，尤其是公称通径大于80mm的更不能在真空管道上使用。这是由于管道内的真空吸力会引起隔膜被紧紧地吸合在阀体的密封面上，一旦隔膜阀开启时，隔膜上嵌制在一起的螺钉就会从隔膜中拉出，使阀门无法开启，造成隔膜和阀体的损坏。-隔膜系易损零件，应按实际使用情况定期更换。不应在隔膜破损后再更换，这样会引起腐蚀的介质通过破损的隔膜而侵蚀阀盖内未经防蚀处理的传动零件，致使整阀报废。-阀门在使用中应靠旋转手轮来达到启闭的目的，不能借助于其它辅助杠

23、杆，以免损坏阀门中的零件，影响正常使用。-橡胶隔膜阀表面切勿涂刷油脂类物品，以免产生橡胶溶胀而影响使用寿命。-在存放期间或停用期间，应逆时针旋转手轮，使阀门处于微启状态，避免因长期受压而失去弹性。-气动装置的弹簧表面应光滑，不允许有裂纹、氧化皮、锈蚀等缺陷。-气动装置的操作气源压力是根据阀门口径，介质压力大小和气动装置的规格 而定，气动装置的最大操作气源压力不要大于0.6MPa。第4章 隔膜阀典型故障简析4.1 L2REA-062-VB跑水事件反馈4.1.1 故障简述n2006-01-01，MSM纽科利人员执行L2REA062VB（DN50手动阀）解体检修工作，回装时由于阀门阀盖安装方向错误（

24、有90度的错位），致使系统投运后阀体外漏跑水，造成NB223房间设备、地面2平方米的表面污染。污染水平为4B/2。4.1.2 原因分析n阀盖及阀体接触外观为方形，阀盖扣上阀体后用4颗螺栓紧固，阀盖在管口侧带缺口槽，避免阀盖顶住阀体管口外壁。错误的安装方向见下图 阀盖被阀体管口外壁顶住，无法往下压住隔膜 阀盖缺口槽在阀体侧面致使外漏4.1.3 处理措施1.清理现场积水2.P06，调整阀盖安装方位3.对该工作负责人检修过的同类阀门进行安装方位的清查，未发现其他异常。4 对程序反馈修改，DN50及以下的FSES隔膜阀阀盖与阀体连接处结构一样，都存在该问题；DN50以上的FSES隔膜阀，阀座及阀盖连接

25、处结构与DN50及以下隔膜阀不一样，不存在该问题。4.2 D9ASG-151-VD隔膜阀推力轴承损坏4.2.1 故障简述2004-11-7解体D9ASG-151-VD时发现该阀门推力轴承严重损坏，而且碎成小片。阀盖轴承腔室被轴承碎片挤出凹坑。隔膜头橡胶有严重的压痕并有部分脱落。4.2.2 原因分析-此类阀门是非金属软密封的，在EOMM中阀门有关闭力矩要求，不同于其他截止阀的关闭操作，关闭力矩过大致阀门损坏，过度关闭阀门将使阀门密封隔膜长期受拉变形。-阀门装配时未对阀门轴承润滑。4.2.3 处理措施解体检查，更换新轴承和隔膜，修理轴承腔室。4.3 反应堆厂房SAR系统隔膜阀外漏4.3.1 故障简

26、述电站投运以来，RX厂房内的SAR供气常开隔离阀运行一段时间后曾多次发生失效外漏事件。第9循环1号机组的SAR592VA出现了多次外漏、SAR634VA也发生外漏。 RX厂房SAR系统供气阀泄漏，增加了反应堆厂房气体排放量，危及安全相关设备正常运行，同时带功率查漏增加了维修、运行及相关人员的人身风险和辐照伤害。RX厂房内168个10mm管径供气隔离阀均采用天然橡胶隔膜阀，RIN代码为MBCFWH0008；黄铜阀盖，青铜阀体，RCCP、RCCM、抗震及QA等级均为无级。 RX厂房内SAR隔膜阀 橡胶隔膜挤出老化龟裂 4.3.2 原因分析SAR系统手动隔膜阀，由于设计结构及选材存在固有缺陷该阀门可

27、靠性较低，部分阀门因现场安装过程不当或处于有特殊辐照环境，出现阀体滑丝阀体变形隔膜损伤或隔膜老化等故障，进而引起阀门外漏；安装力矩过大或不足；设计结构缺陷，如阀体丝扣材质软、力矩扳手无法使用；环境温度高等4.3.3 处理措施1、 在D109大修中根据替代程序对部分阀门进行替换； 2、 跟踪替代阀门的使用情况并做经验反馈；3 跟据D109大修部分阀门替代结果，更换RX厂房SAR系统使用的该类型阀门（包括岭澳核电站）；3、 编写新型阀门的维修及运行操作指南，并对维修及运行人员进行培训；4、 验证和升版现有的相关文件（阀门分级手册、EOMM手册）的一致性；4.4 9REA001VD阀位判断错误导致9REA001/002BA串水4.4.1 故障简述2002年7月9日，现场