關(guān)于大口徑旋啟式氣體流量計(jì)檢修工具的開發(fā)與應(yīng)用

摘要：為了提高壓力密封結(jié)構(gòu)的大口徑旋啟式氣體流量計(jì)的維修質(zhì)量，中核核電運(yùn)行管理有限公司閥門維修項(xiàng)目組自主開發(fā)了一套大口徑壓力密封旋啟式氣體流量計(jì)檢修專用工具，完成了田灣核電兩次大修中大型核級(jí)氣體流量計(jì)的維修，有效提高了維修質(zhì)量，同時(shí)加快了大修進(jìn)度。
1開發(fā)背景
2012年2月5日，中核核電運(yùn)行管理有限公司與江蘇核電有限公司簽訂了田灣核電機(jī)組T105、T205大修核級(jí)氣體流量計(jì)解體檢修項(xiàng)目的技術(shù)服務(wù)合同，負(fù)責(zé)與大修主線相關(guān)的低低水位氣體流量計(jì)解體檢修工作。此類豎直安裝的大口徑壓力密封旋啟式氣體流量計(jì)解體檢修的難度極大：
（1）豎直安裝的氣體流量計(jì)的浮動(dòng)式閥蓋難以拆裝。由于閥門為豎直安裝，閥蓋須沿水平方向拆裝，在拆裝過程中因缺乏精確的導(dǎo)向，閥蓋受重力作用影響而下沉，很難與閥體保持較高的同軸度和平行度。
（2）閥蓋以及閥內(nèi)部件的解體和回裝工作極為困難。閥門在豎直的安裝方式下，閥瓣的拆裝方向?yàn)樗椒较颍什荒苁褂贸Ｒ?guī)的吊裝工具。在以往的維修過程中，這種豎直安裝的大口徑旋啟式氣體流量計(jì)經(jīng)常發(fā)生閥門密封面和零部件的損傷，嚴(yán)重影響著維修質(zhì)量。而且，往往由于維修工期過長，維修人員接受到較高的輻射劑量。
經(jīng)過調(diào)研，國內(nèi)同行在維修此類閥門時(shí)專用工器具的研發(fā)意識(shí)普遍不足。在國外，沒有發(fā)現(xiàn)能適用于這種豎直安裝的氣體流量計(jì)維修的專用工具。因此，必須針對(duì)此類閥門自行開發(fā)一套氣體流量計(jì)檢修專用工器具。
2技術(shù)方案
2.1功能需求分析
（1）運(yùn)用檢修專用工具完成閥蓋的拆裝。豎直安裝的壓力密封閥，閥蓋需水平抽取，由于舊密封墊膨脹變形后回彈力逐漸喪失，使得閥蓋抽取阻力非常大。因此該專用工器具需設(shè)計(jì)合理的拉拔力輸出機(jī)構(gòu)，并具備精準(zhǔn)的導(dǎo)向功能，來實(shí)現(xiàn)閥蓋的解體。
（2）運(yùn)用檢修專用工具避免閥瓣損傷的風(fēng)險(xiǎn)。由于豎直的安裝方式和大口徑閥瓣的巨大重量，使得閥瓣的拆裝難度大，沉重的閥瓣在抽取和安裝過程中極易受到搖臂座和閥體的碰傷，因此該專用工器具需具備固定閥瓣的能力，同時(shí)還要具備平穩(wěn)運(yùn)輸?shù)墓δ堋?br /> （3）運(yùn)用檢修專用工具進(jìn)行閥瓣和閥座密封面的接觸試驗(yàn)。受閥門的安裝方式、閥瓣重量以及閥腔內(nèi)部空間狹窄等因素的影響，閥瓣、閥座的密封面接觸試驗(yàn)難以用手直接操作，因此該專用工器具必須能突破狹小空間的影響，利用長力臂工具進(jìn)行密封面接觸試驗(yàn)。
2.2模塊化的設(shè)計(jì)
2.2.1閥蓋拆裝一體式模塊
1）閥蓋拆裝一體式模塊的特點(diǎn)閥蓋拆裝一體式模塊主要由固定架、擋板、銅螺母、螺桿、緊固螺栓等零部件組成。

固定架是以金屬板料為主體加工而成的半開環(huán)，環(huán)開口處設(shè)置緊固螺栓，環(huán)內(nèi)外均設(shè)置卡環(huán)。擋板是由一定厚度的金屬板加工而成的U形構(gòu)件，焊接于固定環(huán)兩側(cè)，擋板中間設(shè)置了一個(gè)導(dǎo)向孔，導(dǎo)向孔兩側(cè)各有一個(gè)安裝銅螺母的通孔。螺桿由較高強(qiáng)度的金屬棒料加工而成，其一端螺紋與閥蓋螺孔的螺紋一致，用于連接閥蓋上的螺孔，并設(shè)有背帽防止螺桿脫離閥蓋；中段及另一端的螺紋均為梯形螺紋，與銅螺母的螺紋一致。
2）閥蓋拆裝一體式模塊的工作原理在閥蓋拆除時(shí)，*先將閥蓋拆裝專用工具上的擋板的導(dǎo)向孔穿入閥蓋凸臺(tái)，為閥蓋水平移出閥體提供導(dǎo)向；然后通過專用工具的固定架，將專用工具固定在閥門中法蘭口；再將兩顆拉拔螺桿旋入閥蓋的螺栓孔，并鎖緊背帽。
3）閥蓋拆裝一體式模塊的功能
（1）可以正反向輸出較大拉力和推力，解決了大口徑壓力密封閥閥蓋水平拆裝難以施力的難題；（2）導(dǎo)向孔加上螺桿的輔助導(dǎo)向作用，可以為閥蓋的拆除和安裝提供精確的導(dǎo)向；（3）通過運(yùn)用，在閥蓋安裝時(shí)可以解決因重力作用閥蓋難以與閥體保持較高同軸度的問題。
2.2.2閥瓣拆裝及接觸試驗(yàn)?zāi)K
（1）閥瓣拆裝及接觸試驗(yàn)?zāi)K的特點(diǎn)閥瓣拆裝及接觸試驗(yàn)?zāi)K主要由導(dǎo)軌、導(dǎo)軌固定件、滑動(dòng)底板、操作桿、固定螺栓、閥瓣固定座等零部件組成。

導(dǎo)軌主要由尼龍材料制作，使用時(shí)水平鋪設(shè)在閥腔底部，導(dǎo)軌兩邊的導(dǎo)槽用于安裝滑動(dòng)底板。導(dǎo)軌固定件安裝在閥門的中部法蘭口。滑動(dòng)底板由一塊平面鋼板構(gòu)成，其作用主要是用于固定閥瓣固定座，并將其水平拉出或送入閥腔。滑動(dòng)底板前端與閥瓣固定座焊接，工作時(shí)滑動(dòng)底板裝入導(dǎo)軌中，在導(dǎo)軌中水平運(yùn)動(dòng)。
2）閥瓣拆裝及接觸試驗(yàn)?zāi)K的工作原理在閥瓣拆除時(shí)，通過閥瓣搖臂的閥瓣固定座，先將閥瓣開啟并將其保持在一個(gè)半開啟的位置，避免了閥瓣拆出過程中密封面和閥體的損傷，然后通過一個(gè)連接閥瓣固定座的滑動(dòng)底板沿導(dǎo)軌將閥瓣和閥瓣固定座一同從閥腔中水平拉出，導(dǎo)軌既避免了閥體的摩擦損傷，又可防止閥瓣在拉出過程中搖晃而損傷。
3）閥瓣拆裝及接觸試驗(yàn)?zāi)K的功能
（1）提供了一種豎直安裝的大型氣體流量計(jì)閥瓣水平拆裝的新方案，解決了在閥腔狹小空間內(nèi)難以拆裝閥瓣的難題；（2）利用專用工具的閥瓣固定座，可以將重量較大的閥瓣穩(wěn)定保持在半開啟位置，避免了閥瓣在移出和裝入閥腔的時(shí)候受損；（3）可使閥瓣平穩(wěn)地移出和裝入閥腔，避免了大型閥瓣在拆裝過程中搖晃受損；（4）可以在閥腔的狹小空間內(nèi)通過長力臂工具實(shí)現(xiàn)閥瓣密封面接觸試驗(yàn)，不但提高了試驗(yàn)成功率，而且保證了試驗(yàn)過程中閥瓣密封面不受損傷。閥蓋拆裝一體式模塊與閥瓣拆裝及接觸試驗(yàn)?zāi)K的整合，構(gòu)成了這套大型多功能的大口徑壓力密封旋啟式氣體流量計(jì)檢修專用工具，這套專用工具同時(shí)具備了閥蓋的拆裝、閥瓣組件的拆裝和閥瓣、閥座密封面接觸試驗(yàn)等功能，可以實(shí)現(xiàn)豎直安裝的大口徑旋啟式氣體流量計(jì)解體檢修的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)。
3專用工具的應(yīng)用
此套大口徑豎直安裝旋啟式氣體流量計(jì)檢修專用工具設(shè)計(jì)加工后，成功運(yùn)用于田灣核電1#、2#機(jī)組T105和T205兩次換料大修中低水位核級(jí)氣體流量計(jì)的檢修，改進(jìn)了以往落后的檢修工藝，解決了田灣核電換料大修中豎直安裝的氣體流量計(jì)維修的幾大技術(shù)難題：
（1）解決了大口徑壓力密封閥閥蓋水平拆除阻力大、沒有合適工器具的難題。此套專用工具巧妙利用閥蓋的螺栓孔，提供了較大的拉拔力和推力，大大縮短了閥蓋解體的時(shí)間，同時(shí)保證了維修質(zhì)量。
（2）解決了閥蓋拆除和安裝沒有精準(zhǔn)導(dǎo)向的難題。利用此套專用工具，為閥蓋的拆除和安裝提供了精準(zhǔn)的導(dǎo)向，避免了閥蓋在水平拆裝過程中因傾斜導(dǎo)致的卡澀。
（3）解決了大口徑旋啟式氣體流量計(jì)閥瓣水平拆裝的難題。通過該專用工具的運(yùn)用，提供了一種大型閥門閥瓣水平拆裝的新方案，使閥瓣能被固定在半開狀態(tài)，并在該狀態(tài)下平穩(wěn)地移出閥體，避免了閥瓣在移出和裝入閥腔的時(shí)候受損。
（4）解決了豎直安裝的氣體流量計(jì)閥蓋密封墊安裝時(shí)難以均勻壓縮的技術(shù)難點(diǎn)。此套專用工具上的導(dǎo)向功能，使閥蓋與閥體保持了較高的同軸度，保證了密封墊均勻的壓縮。
（5）解決了豎直安裝的大口徑旋啟式氣體流量計(jì)閥瓣密封面接觸試驗(yàn)難以操作的問題。此套專用工具具備長距離操作閥瓣的功能，降低了密封面接觸試驗(yàn)難度，又減少了人員沾污幾率。通過該專用工器具在田灣核電的運(yùn)用，不僅提高了維修質(zhì)量，縮短了維修工期，而且保證了核電設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行。在田灣核電的兩次大修均為其節(jié)約了一天的大修主線工期，節(jié)省約合2000萬元，保證了電廠的經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)，由于工作效率的提高，大幅降低了人員的輻照劑量，降低了人員放射性沾污的幾率，減少了放射性物質(zhì)對(duì)環(huán)境的污染，具有一定的社會(huì)效益。
4結(jié)束語
此套專用工具的開發(fā)與應(yīng)用，解決了田灣低水位豎直安裝的大口徑壓力密封旋啟式氣體流量計(jì)的解體維修技術(shù)難題，保證了大修進(jìn)度，提高了維修質(zhì)量。由于大口徑旋啟式氣體流量計(jì)廣泛應(yīng)用于電力行業(yè)和能源、水利等其他各行業(yè)，因此，這套大型氣體流量計(jì)檢修專用工具通過局部改進(jìn)后，將在各行業(yè)的機(jī)械維修領(lǐng)域進(jìn)行推廣和使用。
維修專用工器具的研發(fā)和應(yīng)用是改進(jìn)維修工藝、提高維修質(zhì)量的一種創(chuàng)新性手段，專業(yè)化的設(shè)計(jì)往往更能針對(duì)性地解決各類技術(shù)難題。同時(shí)，通過技術(shù)革新和推廣，能促進(jìn)維修領(lǐng)域科學(xué)技術(shù)水平的進(jìn)步。

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