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危急保安系統(tǒng)隔膜閥故障分析及防范措施
1 隔膜閥的結(jié)構(gòu)及運(yùn)行原理
汽輪機(jī)采用數(shù)字電液控制系統(tǒng),，其中液動隔膜閥（以下簡稱隔膜閥）是控制油保安油路與潤滑油危急遮斷油路的關(guān)鍵部件,，當(dāng)手動打閘或者主機(jī)超速、潤滑油系統(tǒng)危急遮斷油泄去時(shí)，隔膜閥上部油壓隨之泄去，閥桿迅速上移，使控制系統(tǒng)保安油與回油連通而泄壓,，自動主汽門及調(diào)節(jié)汽門快速關(guān)閉，機(jī)組停機(jī),。
其主要部件為閥頭（上閥蓋,、膜片、下閥蓋,、彈簧托盤,、彈簧）、閥桿,、調(diào)整螺母和閥體,。膜片的額定工作壓力為0.69～0.75 MPa，膜片上部建立油壓后,，膜片向下運(yùn)動,，在克服彈簧彈力的同時(shí)推動閥桿下移，使閥門關(guān)閉,；膜片上部失去壓力時(shí)彈簧反彈帶動閥桿上移,，閥門迅速打開。
2 故障現(xiàn)象
（1）閥蓋密封面泄漏,。隔膜閥閥頭由上,、下閥蓋及膜片用螺栓緊固組成，上閥蓋與膜片之間的腔室內(nèi)引入主機(jī)潤滑油系統(tǒng)危急遮斷油,，此密封面自機(jī)組投產(chǎn)后持續(xù)發(fā)生泄漏,，多次處理效果不佳。
（2）膜片破裂造成油壓消失,，隔膜閥打開,。隔膜閥膜片破裂，潤滑油流至高溫管道,，只得停機(jī)更換新膜片,。事后檢查發(fā)現(xiàn)膜片與彈簧托盤接觸的部位有一個(gè)直徑3 mm的穿孔。
3 原因分析
（1）調(diào)整油壓的調(diào)整門（用于泄壓）為針型閥,，由于受震動等因素的影響，運(yùn)行中會逐漸關(guān)閉,，導(dǎo)致油壓緩慢上升,，如調(diào)整不及時(shí)，就使膜片在0.80～0.85 MPa超壓下運(yùn)行，加速了膜片的損壞,。另外主機(jī)在做超速試驗(yàn)時(shí),，轉(zhuǎn)數(shù)升至3 300 r/min左右，由于調(diào)整不及時(shí),，隔膜閥油壓曾經(jīng)升高到0.9 MPa,，造成短時(shí)超壓。
（2） 上下閥蓋密封面設(shè)計(jì)寬度偏小,。檢查發(fā)現(xiàn),，泄漏膜片的有效密封寬度（擠壓變形部分）整體小于5 mm，zui窄處僅2 mm,。
（3） 上下閥蓋板材厚度僅5 mm,，按上閥蓋有效直徑240 mm、油壓0.8 MPa計(jì)算,，承受壓力約為36 170 N,，閥蓋板材受力變形，上下閥蓋的密封平面產(chǎn)生內(nèi)張口,，使密封面進(jìn)一步變窄,，泄漏加劇。
（4）膜片安裝工藝不合理,。檢修人員不熟悉隔膜閥的結(jié)構(gòu)原理,，在安裝新膜片時(shí)，未采取松開調(diào)整螺母使彈簧失去作用力的措施,，而是在隔膜閥打開的狀態(tài)下進(jìn)行,。由于彈簧托盤處于高位，膜片與上閥蓋接觸,，卻與下閥蓋存在20 mm的間隙,。為了讓三者緊固在一起，必須用長桿螺栓強(qiáng)行連接（目的是克服彈簧的彈力）,，此時(shí)膜片的螺栓孔受到拉扯變形,，容易導(dǎo)致?lián)p傷，并且其螺栓孔的位置相對于閥蓋的螺栓孔向內(nèi)側(cè)偏移并變?yōu)闄E圓,，密封面變窄,，密封效果變差。
（5） 膜片的膠質(zhì)部分存在氣泡,，內(nèi)部有分層現(xiàn)象,，而檢修人員在更換前檢查不細(xì)，未能及時(shí)發(fā)現(xiàn),，安裝后下故障隱患,。
（6）膜片意外損傷。存放、安裝過程中未妥善保護(hù)膜片,，膜片接觸腐蝕性液體或者與工具,、零部件（比如彈簧托盤存在凸起的邊角）的尖銳部分碰撞、擠壓,，損傷,、劃傷膜片表面，未能及時(shí)處理,，造成泄漏隱患,。
4 防范措施
（1） 杜絕膜片超壓運(yùn)行。運(yùn)行人員應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)視,，發(fā)現(xiàn)油壓超標(biāo)應(yīng)立即通知檢修人員校驗(yàn)壓力表,。在確認(rèn)油壓升高后，應(yīng)緩慢旋關(guān)調(diào)整門,，將壓力穩(wěn)定在額定范圍內(nèi),。特別要注意在機(jī)組升速以及主機(jī)超速試驗(yàn)中，派專人負(fù)責(zé)就地監(jiān)視油壓并及時(shí)調(diào)整,。
（2）改造上下閥蓋,。經(jīng)過論證和實(shí)驗(yàn)，在保持控制油系統(tǒng)保安油壓不變和不影響隔膜閥特性的情況下,，模仿原零件設(shè)計(jì)形式新加工閥蓋,，將厚度增加到10 mm，密封面寬度向內(nèi)擴(kuò)展增加到10 mm,。此項(xiàng)措施分別于2003,，2004年在1，2號機(jī)上實(shí)施,，效果良好,，至今未發(fā)生泄漏。
（3）完善膜片安裝工藝,。更換膜片前,，首先測量、記錄調(diào)整螺母的外露尺寸,，將其向下旋出,，使彈簧自由、彈簧托盤處于zui低位置,。此刻安裝膜片,，不再有間隙存在，可以對稱均勻地緊固螺栓,。安裝完畢后,，將調(diào)整螺母向上旋進(jìn)至原來位置,。
（4）仔細(xì)驗(yàn)貨，杜絕使用不合格產(chǎn)品,。膜片要妥善保管存放；安裝過程中要注意不使膜片受到碰撞,、劃傷,；注意檢查上閥蓋、彈簧托盤,，消除毛刺,，保持接觸部位光滑。通過上述處理后,，隔膜閥運(yùn)行良好,，確保了主設(shè)備的長期安全運(yùn)行。