關於大口徑旋啟式（shì）氣體流量（liàng）計檢修工具的開發與（yǔ）應用
點擊次數：2055 發布（bù）時（shí）間：2020-11-18 02:11:49
摘要：為了提高壓力密（mì）封結構的大口徑旋啟式氣體流量計的維修質量，中核核電運（yùn）行管（guǎn）理（lǐ）有限公司閥門維修項目組自主開發了一套大口徑壓力密封（fēng）旋啟式氣體流量（liàng）計檢修專（zhuān）用工具，完成了田灣（wān）核電兩次大修（xiū）中大型核級氣體流量計的（de）維修，有效提高了維修質量，同時加快了（le）大修進度。
1開發背景
2012年2月5日，中核核電運行管理有限公司與（yǔ）江蘇核電有限公司簽訂（dìng）了田灣核電機組T105、T205大修核級氣體流量計解體檢修（xiū）項（xiàng）目的技術服務合同，負責與大修主線相關的低低水位氣體流量計解（jiě）體檢修工作。此類豎直安（ān）裝的大口徑壓力密封（fēng）旋啟式氣體流量計解體檢修（xiū）的難度（dù）*大：
（1）豎直安裝的（de）氣體流量計的浮動式閥蓋難以拆裝。由於閥門為豎直安裝，閥蓋須沿（yán）水平方向拆裝，在拆裝過程中因缺乏精確的（de）導向，閥（fá）蓋受（shòu）重力作用（yòng）影響而下沉，很難與閥（fá）體保持較高的同軸度和平行度。
（2）閥蓋（gài）以及（jí）閥內部（bù）件的解體和回裝工作*為（wéi）困難。閥門在豎直的安裝方式下，閥瓣的拆裝方（fāng）向為水平方向，故（gù）不能使用常規的吊裝工（gōng）具。在以往的（de）維（wéi）修過程中，這種（zhǒng）豎直安裝的大口徑旋啟式氣體流量計經常發生閥門密封麵（miàn）和（hé）零部件的損傷，嚴重影響著維修質量。而且，往（wǎng）往（wǎng）由於維修工期過長，維修人員接受到較高的輻射劑量。
經過調研，國內同行在維修此類閥門時專用工器（qì）具的研發意識普（pǔ）遍不足。在國外，沒有發現能適用於這種豎直安裝的（de）氣體流量計維修的專用工具。因此，必須針對此類（lèi）閥門自行開發一套氣體流量計檢修專用工器具。
2技術方案
2.1功能需求分析
（1）運用檢修專用工具完成閥蓋（gài）的拆裝。豎直安裝的壓力密封閥，閥蓋需水平抽取，由於舊密封墊膨脹變（biàn）形（xíng）後回彈力（lì）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計合理的拉拔力（lì）輸出機構，並具備精準的導向（xiàng）功（gōng）能，來實現閥蓋的解（jiě）體。
（2）運用檢修專用工具避免閥瓣損傷的風險。由於（yú）豎直的安裝方式和大口徑閥瓣的巨大重量，使得閥瓣的（de）拆裝難度大，沉重的閥瓣在抽取和安（ān）裝過程中*易（yì）受（shòu）到搖臂座和閥體的碰傷，因此該（gāi）專用（yòng）工器具需具備固定閥瓣的能力，同時還要具備平穩運輸（shū）的（de）功（gōng）能。
（3）運用檢修（xiū）專（zhuān）用工具進行閥瓣和閥座密（mì）封麵的接觸試驗。受閥門的安裝方式（shì）、閥瓣重量以及閥腔內部空間狹窄等因素的影響，閥瓣、閥座的密封麵（miàn）接觸試驗難以用（yòng）手直接操作，因此該（gāi）專用工器具必須（xū）能突破狹小空間的影響，利用長力臂工具進行密封麵接（jiē）觸（chù）試驗。
2.2模塊化的設計
2.2.1閥蓋拆裝一體式模塊
1）閥蓋拆裝一體式（shì）模塊的特點閥蓋拆裝一體式模塊主要由固定架、擋板、銅（tóng）螺母、螺杆、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，環開口處設置緊固螺栓（shuān），環內外均設置卡環。擋板（bǎn）是由一定厚（hòu）度的（de）金屬板加（jiā）工而成的U形構件，焊接於固定環（huán）兩側（cè），擋板中間（jiān）設置了一個導向孔，導向孔兩側各有一（yī）個安裝銅螺母的通（tōng）孔。螺杆由較高強度的（de）金屬棒料加工而成，其一（yī）端螺紋與閥蓋螺孔（kǒng）的螺紋一致，用於連接閥蓋上的螺孔，並設有背帽防止螺杆脫離閥蓋；中段及另一端的螺紋均為梯形螺（luó）紋，與銅螺（luó）母的螺紋一致（zhì）。
2）閥蓋拆裝一體式模塊的工作原理在閥蓋拆除時，*先將（jiāng）閥蓋拆裝專用工具上的擋板的導向孔穿入閥蓋凸台，為閥蓋水（shuǐ）平移出閥體提供導向；然後通過專用工具的固定（dìng）架，將專（zhuān）用工具固定在閥門中法蘭口；再將兩顆拉拔螺杆旋入閥蓋的螺栓孔（kǒng），並鎖緊背帽。
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（tuī）力，解決了大口徑壓力（lì）密封閥閥蓋水（shuǐ）平拆裝（zhuāng）難以施力（lì）的難題；（2）導向孔加上螺杆的輔助導向作用，可以為閥蓋的拆除和（hé）安裝提供精確（què）的導向；（3）通過運（yùn）用，在閥蓋安裝時可以（yǐ）解決因重力作用閥蓋難以與閥體保持較高同（tóng）軸度的（de）問題（tí）。
2.2.2閥瓣拆裝及接觸試驗模塊
（1）閥瓣拆裝及（jí）接觸試驗模塊的（de）特點閥瓣拆裝及接觸試驗模塊（kuài）主要由導軌、導軌固定件、滑動底板、操作杆（gǎn）、固定螺栓、閥（fá）瓣固定座等零部（bù）件組成。
導（dǎo）軌主要由（yóu）尼龍材料製作，使用時水平鋪設在閥腔底部（bù），導軌兩邊的導槽用於（yú）安裝滑動（dòng）底板。導軌固定件（jiàn）安裝在閥門的中部法蘭口。滑動底板由一塊（kuài）平（píng）麵鋼板構（gòu）成（chéng），其作用主要是用於（yú）固定閥瓣固定（dìng）座，並將其水平（píng）拉出或送入閥腔。滑動底（dǐ）板前端與閥瓣固定座（zuò）焊接，工作時滑動底板裝入導軌中，在導軌中水（shuǐ）平（píng）運動。
2）閥瓣拆裝及接觸試驗模塊的工作原理在閥瓣（bàn）拆除時，通過閥瓣搖臂的閥瓣固定座，先（xiān）將閥瓣開啟並將其保持在一個（gè）半開啟的位置，避免（miǎn）了閥（fá）瓣拆出過程中（zhōng）密封麵和閥體的（de）損傷，然（rán）後通過一個連接閥瓣固定座的滑動底板（bǎn）沿導軌將閥瓣和閥瓣固定座一同從閥腔中水平拉出，導軌既避免了閥體（tǐ）的摩擦損傷，又可（kě）防止閥瓣在拉出過程中（zhōng）搖晃而損傷（shāng）。
3）閥瓣拆（chāi）裝及接觸試（shì）驗模塊的功能
（1）提供了一種豎直（zhí）安裝的大型氣體流（liú）量計閥瓣水平（píng）拆裝的新方案，解決（jué）了在閥腔狹（xiá）小空間內難（nán）以拆（chāi）裝閥（fá）瓣的難題；（2）利用專用工具的閥瓣固定（dìng）座，可以將重量較大的閥瓣穩定保持在半開啟位置，避（bì）免了閥瓣（bàn）在移出和裝入閥腔的（de）時候受損；（3）可使閥瓣平穩（wěn）地移出和裝入閥腔，避免（miǎn）了大型閥瓣在拆裝過程中（zhōng）搖晃受損；（4）可以在閥（fá）腔的（de）狹小空間內（nèi）通過長力臂工具實（shí）現閥瓣密封麵接觸試驗，不但提高了試驗成功率，而且保（bǎo）證了試驗過程中閥瓣（bàn）密（mì）封麵不受損傷。閥（fá）蓋拆裝一體式模塊與閥瓣拆（chāi）裝及接觸試驗（yàn）模塊的整合，構成了（le）這套大型多功（gōng）能的大口徑壓（yā）力密封旋啟式氣體（tǐ）流量計檢修專（zhuān）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（zuò）密封麵接觸（chù）試驗等功能，可以實（shí）現豎直安裝的（de）大口徑旋啟式氣（qì）體流量計解體（tǐ）檢修（xiū）的各項技術指標。
3專用工具的應（yīng）用
此套大口（kǒu）徑豎直安裝（zhuāng）旋啟式氣體流（liú）量計檢修專用工具設計加工後，成功運用於田灣（wān）核電1#、2#機組T105和T205兩次換料大修（xiū）中低水位核級氣（qì）體流量計的檢修，改進了以往落後的檢修工藝，解決了田（tián）灣核電換料大（dà）修中豎（shù）直安裝的氣體流量計維修的幾大技術難題：
（1）解決了大口（kǒu）徑壓力密封閥閥蓋水平拆除阻力大、沒有合適工器具的（de）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（bá）力和推力，大大縮短了閥蓋解體的時間，同時保證了維（wéi）修質量。
（2）解決了閥蓋拆除和安裝沒有精準導（dǎo）向的（de）難題。利用此套專用工具，為閥蓋的（de）拆（chāi）除和安裝（zhuāng）提供了精準的導向，避免了閥蓋在（zài）水平拆裝過程中因傾斜導致的卡澀。
（3）解決了（le）大口（kǒu）徑旋啟式氣體流量計閥瓣水平拆裝的難題。通過該專用工具的運用，提（tí）供（gòng）了一種（zhǒng）大型閥門閥瓣水平拆裝的新方案，使閥（fá）瓣能被固定在半開狀態，並在（zài）該狀態（tài）下平穩地移出閥體，避免了閥瓣在移出和裝入閥腔的時候（hòu）受損。
（4）解決了豎直安裝的氣體流量計閥蓋密封墊安裝時難以均勻壓縮的技（jì）術難點。此套專用工具上的導向功能，使閥蓋與閥體保持了較高的同軸度，保證了密封墊（diàn）均勻的壓縮。
（5）解決了豎直安裝的大（dà）口徑旋啟式氣體流量計閥瓣密封麵接觸試（shì）驗難以操作的問題。此套專用工具具備長距離操作閥瓣的功（gōng）能，降低（dī）了密封麵接觸試（shì）驗難度，又減少了人員沾汙幾率。通過該專用工器具在田（tián）灣核電的運用，不僅（jǐn）提高了維修質量，縮短了維修工期（qī），而且保證了核電設備的安全穩定運行。在田（tián）灣核電的兩次大修均（jun1）為其節約了（le）一天的大修（xiū）主線工期，節省約合2000萬元，保證了電廠的經濟效益。同時，由於工作效率的提高，大幅降低了（le）人（rén）員的輻照劑量，降（jiàng）低了人員放射性沾汙的幾率，減少了放射性物質對環境（jìng）的汙染，具有一定的社會（huì）效益。
4結束語
此套專用工具的開發與（yǔ）應用，解（jiě）決了田灣低水位豎直（zhí）安裝的大口徑壓力（lì）密封旋啟式氣體流量計的解體維修技術難題，保證了大（dà）修進度，提高了維（wéi）修質量。由（yóu）於大口徑旋啟（qǐ）式氣體流（liú）量計廣泛（fàn）應用於電力行業和能源、水利等其他各行業，因此，這套大型氣體流量計（jì）檢修專用工具通過局部改進後，將在各行業的機械維修領域進行推廣和使用。
維修專用工器具的研發和應用是改進維修工藝、提高維修質量的一種創新性手段，專業化的設計往往更能針對性地解決各類技術難題。同時，通（tōng）過技術革新和推廣，能促進維修領（lǐng）域科學技術水（shuǐ）平（píng）的進步。
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1開發背景
2012年2月5日，中核核電運行管理有限公司與（yǔ）江蘇核電有限公司簽訂（dìng）了田灣核電機組T105、T205大修核級氣體流量計解體檢修（xiū）項（xiàng）目的技術服務合同，負責與大修主線相關的低低水位氣體流量計解（jiě）體檢修工作。此類豎直安（ān）裝的大口徑壓力密封（fēng）旋啟式氣體流量計解體檢修（xiū）的難度（dù）*大：
（1）豎直安裝的（de）氣體流量計的浮動式閥蓋難以拆裝。由於閥門為豎直安裝，閥蓋須沿（yán）水平方向拆裝，在拆裝過程中因缺乏精確的（de）導向，閥（fá）蓋受（shòu）重力作用（yòng）影響而下沉，很難與閥（fá）體保持較高的同軸度和平行度。
（2）閥蓋（gài）以及（jí）閥內部（bù）件的解體和回裝工作*為（wéi）困難。閥門在豎直的安裝方式下，閥瓣的拆裝方（fāng）向為水平方向，故（gù）不能使用常規的吊裝工（gōng）具。在以往的（de）維（wéi）修過程中，這種（zhǒng）豎直安裝的大口徑旋啟式氣體流量計經常發生閥門密封麵（miàn）和（hé）零部件的損傷，嚴重影響著維修質量。而且，往（wǎng）往（wǎng）由於維修工期過長，維修人員接受到較高的輻射劑量。
經過調研，國內同行在維修此類閥門時專用工器（qì）具的研發意識普（pǔ）遍不足。在國外，沒有發現能適用於這種豎直安裝的（de）氣體流量計維修的專用工具。因此，必須針對此類（lèi）閥門自行開發一套氣體流量計檢修專用工器具。
2技術方案
2.1功能需求分析
（1）運用檢修專用工具完成閥蓋（gài）的拆裝。豎直安裝的壓力密封閥，閥蓋需水平抽取，由於舊密封墊膨脹變（biàn）形（xíng）後回彈力（lì）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計合理的拉拔力（lì）輸出機構，並具備精準的導向（xiàng）功（gōng）能，來實現閥蓋的解（jiě）體。
（2）運用檢修專用工具避免閥瓣損傷的風險。由於（yú）豎直的安裝方式和大口徑閥瓣的巨大重量，使得閥瓣的（de）拆裝難度大，沉重的閥瓣在抽取和安（ān）裝過程中*易（yì）受（shòu）到搖臂座和閥體的碰傷，因此該（gāi）專用（yòng）工器具需具備固定閥瓣的能力，同時還要具備平穩運輸（shū）的（de）功（gōng）能。
（3）運用檢修（xiū）專（zhuān）用工具進行閥瓣和閥座密（mì）封麵的接觸試驗。受閥門的安裝方式（shì）、閥瓣重量以及閥腔內部空間狹窄等因素的影響，閥瓣、閥座的密封麵（miàn）接觸試驗難以用（yòng）手直接操作，因此該（gāi）專用工器具必須（xū）能突破狹小空間的影響，利用長力臂工具進行密封麵接（jiē）觸（chù）試驗。
2.2模塊化的設計
2.2.1閥蓋拆裝一體式模塊
1）閥蓋拆裝一體式（shì）模塊的特點閥蓋拆裝一體式模塊主要由固定架、擋板、銅（tóng）螺母、螺杆、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，環開口處設置緊固螺栓（shuān），環內外均設置卡環。擋板（bǎn）是由一定厚（hòu）度的（de）金屬板加（jiā）工而成的U形構件，焊接於固定環（huán）兩側（cè），擋板中間（jiān）設置了一個導向孔，導向孔兩側各有一（yī）個安裝銅螺母的通（tōng）孔。螺杆由較高強度的（de）金屬棒料加工而成，其一（yī）端螺紋與閥蓋螺孔（kǒng）的螺紋一致，用於連接閥蓋上的螺孔，並設有背帽防止螺杆脫離閥蓋；中段及另一端的螺紋均為梯形螺（luó）紋，與銅螺（luó）母的螺紋一致（zhì）。
2）閥蓋拆裝一體式模塊的工作原理在閥蓋拆除時，*先將（jiāng）閥蓋拆裝專用工具上的擋板的導向孔穿入閥蓋凸台，為閥蓋水（shuǐ）平移出閥體提供導向；然後通過專用工具的固定（dìng）架，將專（zhuān）用工具固定在閥門中法蘭口；再將兩顆拉拔螺杆旋入閥蓋的螺栓孔（kǒng），並鎖緊背帽。
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（tuī）力，解決了大口徑壓力（lì）密封閥閥蓋水（shuǐ）平拆裝（zhuāng）難以施力（lì）的難題；（2）導向孔加上螺杆的輔助導向作用，可以為閥蓋的拆除和（hé）安裝提供精確（què）的導向；（3）通過運（yùn）用，在閥蓋安裝時可以（yǐ）解決因重力作用閥蓋難以與閥體保持較高同（tóng）軸度的（de）問題（tí）。
2.2.2閥瓣拆裝及接觸試驗模塊
（1）閥瓣拆裝及（jí）接觸試驗模塊的（de）特點閥瓣拆裝及接觸試驗模塊（kuài）主要由導軌、導軌固定件、滑動底板、操作杆（gǎn）、固定螺栓、閥（fá）瓣固定座等零部（bù）件組成。
導（dǎo）軌主要由（yóu）尼龍材料製作，使用時水平鋪設在閥腔底部（bù），導軌兩邊的導槽用於（yú）安裝滑動（dòng）底板。導軌固定件（jiàn）安裝在閥門的中部法蘭口。滑動底板由一塊（kuài）平（píng）麵鋼板構（gòu）成（chéng），其作用主要是用於（yú）固定閥瓣固定（dìng）座，並將其水平（píng）拉出或送入閥腔。滑動底（dǐ）板前端與閥瓣固定座（zuò）焊接，工作時滑動底板裝入導軌中，在導軌中水（shuǐ）平（píng）運動。
2）閥瓣拆裝及接觸試驗模塊的工作原理在閥瓣（bàn）拆除時，通過閥瓣搖臂的閥瓣固定座，先（xiān）將閥瓣開啟並將其保持在一個（gè）半開啟的位置，避免（miǎn）了閥（fá）瓣拆出過程中（zhōng）密封麵和閥體的（de）損傷，然（rán）後通過一個連接閥瓣固定座的滑動底板（bǎn）沿導軌將閥瓣和閥瓣固定座一同從閥腔中水平拉出，導軌既避免了閥體（tǐ）的摩擦損傷，又可（kě）防止閥瓣在拉出過程中（zhōng）搖晃而損傷（shāng）。
3）閥瓣拆（chāi）裝及接觸試（shì）驗模塊的功能
（1）提供了一種豎直（zhí）安裝的大型氣體流（liú）量計閥瓣水平（píng）拆裝的新方案，解決（jué）了在閥腔狹（xiá）小空間內難（nán）以拆（chāi）裝閥（fá）瓣的難題；（2）利用專用工具的閥瓣固定（dìng）座，可以將重量較大的閥瓣穩定保持在半開啟位置，避（bì）免了閥瓣（bàn）在移出和裝入閥腔的（de）時候受損；（3）可使閥瓣平穩（wěn）地移出和裝入閥腔，避免（miǎn）了大型閥瓣在拆裝過程中（zhōng）搖晃受損；（4）可以在閥（fá）腔的（de）狹小空間內（nèi）通過長力臂工具實（shí）現閥瓣密封麵接觸試驗，不但提高了試驗成功率，而且保（bǎo）證了試驗過程中閥瓣（bàn）密（mì）封麵不受損傷。閥（fá）蓋拆裝一體式模塊與閥瓣拆（chāi）裝及接觸試驗（yàn）模塊的整合，構成了（le）這套大型多功（gōng）能的大口徑壓（yā）力密封旋啟式氣體（tǐ）流量計檢修專（zhuān）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（zuò）密封麵接觸（chù）試驗等功能，可以實（shí）現豎直安裝的（de）大口徑旋啟式氣（qì）體流量計解體（tǐ）檢修（xiū）的各項技術指標。
3專用工具的應（yīng）用
此套大口（kǒu）徑豎直安裝（zhuāng）旋啟式氣體流（liú）量計檢修專用工具設計加工後，成功運用於田灣（wān）核電1#、2#機組T105和T205兩次換料大修（xiū）中低水位核級氣（qì）體流量計的檢修，改進了以往落後的檢修工藝，解決了田（tián）灣核電換料大（dà）修中豎（shù）直安裝的氣體流量計維修的幾大技術難題：
（1）解決了大口（kǒu）徑壓力密封閥閥蓋水平拆除阻力大、沒有合適工器具的（de）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（bá）力和推力，大大縮短了閥蓋解體的時間，同時保證了維（wéi）修質量。
（2）解決了閥蓋拆除和安裝沒有精準導（dǎo）向的（de）難題。利用此套專用工具，為閥蓋的（de）拆（chāi）除和安裝（zhuāng）提供了精準的導向，避免了閥蓋在（zài）水平拆裝過程中因傾斜導致的卡澀。
（3）解決了（le）大口（kǒu）徑旋啟式氣體流量計閥瓣水平拆裝的難題。通過該專用工具的運用，提（tí）供（gòng）了一種（zhǒng）大型閥門閥瓣水平拆裝的新方案，使閥（fá）瓣能被固定在半開狀態，並在（zài）該狀態（tài）下平穩地移出閥體，避免了閥瓣在移出和裝入閥腔的時候（hòu）受損。
（4）解決了豎直安裝的氣體流量計閥蓋密封墊安裝時難以均勻壓縮的技（jì）術難點。此套專用工具上的導向功能，使閥蓋與閥體保持了較高的同軸度，保證了密封墊（diàn）均勻的壓縮。
（5）解決了豎直安裝的大（dà）口徑旋啟式氣體流量計閥瓣密封麵接觸試（shì）驗難以操作的問題。此套專用工具具備長距離操作閥瓣的功（gōng）能，降低（dī）了密封麵接觸試（shì）驗難度，又減少了人員沾汙幾率。通過該專用工器具在田（tián）灣核電的運用，不僅（jǐn）提高了維修質量，縮短了維修工期（qī），而且保證了核電設備的安全穩定運行。在田（tián）灣核電的兩次大修均（jun1）為其節約了（le）一天的大修（xiū）主線工期，節省約合2000萬元，保證了電廠的經濟效益。同時，由於工作效率的提高，大幅降低了（le）人（rén）員的輻照劑量，降（jiàng）低了人員放射性沾汙的幾率，減少了放射性物質對環境（jìng）的汙染，具有一定的社會（huì）效益。
4結束語
此套專用工具的開發與（yǔ）應用，解（jiě）決了田灣低水位豎直（zhí）安裝的大口徑壓力（lì）密封旋啟式氣體流量計的解體維修技術難題，保證了大（dà）修進度，提高了維（wéi）修質量。由（yóu）於大口徑旋啟（qǐ）式氣體流（liú）量計廣泛（fàn）應用於電力行業和能源、水利等其他各行業，因此，這套大型氣體流量計（jì）檢修專用工具通過局部改進後，將在各行業的機械維修領域進行推廣和使用。
維修專用工器具的研發和應用是改進維修工藝、提高維修質量的一種創新性手段，專業化的設計往往更能針對性地解決各類技術難題。同時，通（tōng）過技術革新和推廣，能促進維修領（lǐng）域科學技術水（shuǐ）平（píng）的進步。
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