Y43H蒸汽減壓閥連續(xù)運(yùn)行試驗(yàn)檢測(cè)

通過了解減壓閥內(nèi)部結(jié)構(gòu)和基本工作原理，研究影響減壓閥運(yùn)行的主要因素和對(duì)管道系統(tǒng)造成的危害，對(duì)比減壓閥標(biāo)準(zhǔn)的性能技術(shù)要求，提出減壓閥連續(xù)運(yùn)行試驗(yàn)裝置的研制方案，利用該裝置對(duì)減壓閥進(jìn)行試驗(yàn)，分析試驗(yàn)結(jié)果，對(duì)減壓閥結(jié)構(gòu)工藝提出質(zhì)量要求。

先導(dǎo)活塞式蒸汽減壓閥由主閥和導(dǎo)閥兩部分組成。主閥主要由閥座、主閥盤、活塞、彈簧等零件組成。導(dǎo)閥主要由閥座、閥瓣、膜片、彈簧、調(diào)節(jié)彈簧等零件組成。通過調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)彈簧壓力設(shè)定出口壓力、利用膜片傳感出口壓力變化，通過導(dǎo)閥啟閉驅(qū)動(dòng)活塞調(diào)節(jié)主閥節(jié)流部位過流面積的大小，實(shí)現(xiàn)減壓穩(wěn)壓功能。

關(guān)鍵詞：減壓閥；連續(xù)運(yùn)行；試驗(yàn)

1 Y43H蒸汽減壓閥連續(xù)運(yùn)行試驗(yàn)檢測(cè)工作原理

減壓閥按其結(jié)構(gòu)形式分為薄膜式、活塞式、波紋管式，按其減壓方式分為直接作用式、先導(dǎo)式，其工作原理基本都是通過彈簧自動(dòng)平衡介質(zhì)壓力從而調(diào)整閥瓣開度，對(duì)流體介質(zhì)產(chǎn)生局部阻力節(jié)流，將進(jìn)口的高壓力降至所需要合適的出口壓，當(dāng)進(jìn)口端的壓力和流量波動(dòng)時(shí)，借助彈簧和出口端介質(zhì)的壓力，讓出口端壓力自動(dòng)達(dá)到規(guī)定值，保護(hù)閥后的其他壓力元件不被高壓所損壞。減壓閥的閥瓣是核心部位，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)將直接影響其連續(xù)運(yùn)行的性能。

先導(dǎo)活塞式蒸汽減壓閥是通過調(diào)節(jié)，將進(jìn)口壓力減至某一需要的出口壓力，并依靠介質(zhì)本身的能量，使出口壓力自動(dòng)保持穩(wěn)定的閥門。從流體力學(xué)的觀點(diǎn)看，減壓閥是一個(gè)局部阻力可以變化的節(jié)流元件，即通過改變節(jié)流面積，使流速及流體的動(dòng)能改變，造成不同的壓力損失，從而達(dá)到減壓的目的。然后依靠控制與調(diào)節(jié)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)，使閥后壓力的波動(dòng)與彈簧力相平衡，使閥后壓力在一定的誤差范圍內(nèi)保持恒定。

2 Y43H蒸汽減壓閥連續(xù)運(yùn)行試驗(yàn)檢測(cè)影響連續(xù)運(yùn)行性能的因素

減壓閥連續(xù)運(yùn)行，會(huì)出現(xiàn)減壓失效、調(diào)壓范圍不準(zhǔn)等現(xiàn)象，主要影響因素為：

(1)一直處于固定的減壓比，薄膜(活塞)動(dòng)作行程集中在某一位置，造成該區(qū)域橡膠薄膜或橡膠密封過度磨損老化，引起密封泄漏；

(2)高度連續(xù)運(yùn)行使減壓閥的開度一直處于很小的范圍，閥瓣和閥座直接硬碰硬擠壓貼合，介質(zhì)流體在減壓閥節(jié)流口處流速急劇上升，會(huì)在此處產(chǎn)生閃蒸、抽絲、汽蝕、空化等危害，將閥體內(nèi)壁、閥瓣、閥座密封面沖刷呈蜂窩狀的氣孔，并引起振動(dòng)和噪聲，嚴(yán)重?fù)p壞密封面，很難精確控制壓力。

以上問題將導(dǎo)致減壓閥減壓失效、流量波動(dòng)、壓力控制不穩(wěn)定，甚至減壓閥閥后的壓力超過系統(tǒng)額定壓力，引起閥后管路的破裂和外泄漏，因此在工況中常將2個(gè)減壓閥并聯(lián)工作，增加了管道系統(tǒng)的成本。而且這種發(fā)生于管道系統(tǒng)減壓閥內(nèi)部的失效故障，不像是閥門外泄漏等現(xiàn)象能很好地觀察，往往很難進(jìn)行有效維護(hù)和監(jiān)控，閥后壓力超標(biāo)引起的事故，常被定責(zé)為閥后管道或閥門的質(zhì)量問題。

3 Y43H蒸汽減壓閥連續(xù)運(yùn)行試驗(yàn)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)要求及生產(chǎn)狀況

減壓閥在管道系統(tǒng)中起著重要作用，近年來減壓閥相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)技術(shù)發(fā)展需求，建立、實(shí)施和更新非常迅速，如GB/T12245-2006《減壓閥 性能試驗(yàn)方法》、GB/T12244-2006《減壓閥 一般要求》、CB/T3396-1992《船用減壓閥性能試驗(yàn)》、GB/T10868-2005《電站減溫減壓閥》等，其中GB/T12245-2006標(biāo)準(zhǔn)明確了關(guān)于減壓閥的殼體試驗(yàn)、密封試驗(yàn)、調(diào)壓試驗(yàn)、流量試驗(yàn)、流量特性試驗(yàn)、壓力特性試驗(yàn)、連續(xù)運(yùn)行試驗(yàn)等試驗(yàn)項(xiàng)目的技術(shù)要求。通過這些項(xiàng)目的試驗(yàn)提高了減壓閥的使用安全性能，其中連續(xù)運(yùn)行試驗(yàn)動(dòng)作次數(shù)要求最少達(dá)到5 000次循環(huán)，保證無進(jìn)出口減壓失效，彈簧、膜片等零部件損壞現(xiàn)象發(fā)生。對(duì)于連續(xù)運(yùn)行試驗(yàn)項(xiàng)目，國(guó)內(nèi)外研究報(bào)道較少，該試驗(yàn)項(xiàng)目沒有受到足夠重視，使減壓閥的連續(xù)運(yùn)行性能試驗(yàn)停留在理論階段，零部件的耐磨損疲勞和抗侵蝕性能很難進(jìn)行有效的試驗(yàn)和分析。

Y43H蒸汽減壓閥連續(xù)運(yùn)行試驗(yàn)檢測(cè)產(chǎn)品性能參數(shù)

Y43H蒸汽減壓閥連續(xù)運(yùn)行試驗(yàn)檢測(cè)產(chǎn)品零部件材料

4 Y43H蒸汽減壓閥連續(xù)運(yùn)行試驗(yàn)檢測(cè)研制試驗(yàn)裝置

連續(xù)運(yùn)行性能作為減壓閥重要的技術(shù)參數(shù)，涉及工況的使用性能，為了完善試驗(yàn)項(xiàng)目和提升檢測(cè)能力，研究減壓閥連續(xù)運(yùn)行試驗(yàn)裝置工作原理，整合殼體試驗(yàn)、密封試驗(yàn)、連續(xù)運(yùn)行試驗(yàn)項(xiàng)目，其平臺(tái)大體結(jié)構(gòu)可分為高低壓供水系統(tǒng)、管路控制系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)等。高、低壓供水系統(tǒng)采用水氣混合的蓄能器供水方式，利用氣體可壓縮膨脹系數(shù)大的特點(diǎn)，使蓄能器內(nèi)部可以蓄積一定程度的水。在進(jìn)水電磁閥開啟時(shí)，為減壓閥提供比較穩(wěn)定持續(xù)的高壓水源，同時(shí)減小了高壓注水泵的啟動(dòng)頻率和系統(tǒng)整體噪音。減壓閥的開度大小由試驗(yàn)時(shí)所調(diào)整進(jìn)、出口壓力和出口調(diào)節(jié)閥決定。減壓閥動(dòng)作次數(shù)頻率為10～50次/min，可由進(jìn)口調(diào)節(jié)閥設(shè)定。當(dāng)進(jìn)口調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)進(jìn)水流量變大時(shí)，減壓閥內(nèi)腔增壓也隨之變快，減壓動(dòng)作也快速響應(yīng)；反之減壓動(dòng)作響應(yīng)緩慢。

5 Y43H蒸汽減壓閥連續(xù)運(yùn)行試驗(yàn)檢測(cè)試驗(yàn)

根據(jù)GB/T12245-2006規(guī)定，選取減壓閥Y43H-16C DN50進(jìn)行連續(xù)運(yùn)行試驗(yàn)，其動(dòng)作試驗(yàn)次數(shù)和動(dòng)作頻率如下：密封副結(jié)構(gòu)為金屬密封；進(jìn)口壓力為1.60 MPa；運(yùn)行次數(shù)為100 000；出口壓力為0.40 MPa；動(dòng)作頻率為25次/min。

通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)不銹鋼材質(zhì)的閥瓣密封斜面和閥座面出現(xiàn)一定的磨損、壓痕、蜂窩狀的氣孔缺陷，因此閥瓣密封斜面和閥座應(yīng)采用堆焊硬度更高的不銹鋼焊材或者硬質(zhì)合金焊材，采用合理的熱處理手段提高密封面硬度，來消除磨損、壓痕等缺陷，同時(shí)內(nèi)部流道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)盡量圓弧過渡，降低流阻系數(shù)。

6 Y43H蒸汽減壓閥連續(xù)運(yùn)行試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)束語(yǔ)

采用減壓閥連續(xù)運(yùn)行試驗(yàn)裝置模擬減壓閥的實(shí)際工況進(jìn)行連續(xù)運(yùn)行性能試驗(yàn)，完善減壓閥的試驗(yàn)項(xiàng)目。管道壓力和蓄能器壓力都采用數(shù)字化閉環(huán)控制系統(tǒng)控制，系統(tǒng)壓力由電磁閥/增壓泵控制，由壓力傳感器進(jìn)行反饋，提高系統(tǒng)的精度、穩(wěn)定性及檢測(cè)效率，通過試驗(yàn)分析優(yōu)化減壓閥結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及選材，為減壓閥設(shè)計(jì)提供參考數(shù)據(jù)。

由主閥和導(dǎo)閥兩部分組成。主閥主要由閥座、主閥盤、活塞、彈簧等零件組成。導(dǎo)閥主要由閥座、閥瓣、膜片、彈簧、調(diào)節(jié)彈簧等零件組成。通過調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)彈簧壓力設(shè)定出口壓力、利用膜片傳感出口壓力變化，通過導(dǎo)閥啟閉驅(qū)動(dòng)活塞調(diào)節(jié)主閥節(jié)流部位過流面積的大小，實(shí)現(xiàn)減壓穩(wěn)壓功能。