高压主汽阀阀盖泄漏原因分析及处理
分析了600MW 发电机组用高压主汽阀的阀盖泄漏原因，制订了检修工艺标准，解决了阀盖密封泄漏问题。
1、概述
600MW 超临界发电机组的高压主汽阀位于汽轮机调节阀前的主蒸汽管道上，每个高压主汽阀有一个进汽口和一个连接到调节阀腔室的出汽口。高压主汽阀阀盖采用4. 5in. ( 115mm) × 818mm 螺栓紧固，阀盖与阀体采用金属缠绕垫片密封。
2、存在问题
机组投产以后，出现了高压主汽阀阀盖泄漏问题。检修中虽增加了螺栓预紧力，但随着运行时间及机组启停次数增加，仍出现阀盖密封泄漏。泄漏后现场带压堵漏困难，随着负荷变化泄漏量进一步增加，长期运行造成阀盖密封面损坏严重，真空技术网(http://www.chvacuum.com/)认为会给机组运行带来安全隐患。
3、原因分析
3.1、结构
阀盖与阀体采用高温双头螺栓连接( 图1) ，密封垫片为金属缠绕式。金属缠绕垫片无约束时最高使用压力为25MPa，适用温度为650℃。机组主汽温度为565℃，主汽压力为24. 2MPa，均接近设计使用极限。使用前严格控制金属缠绕垫片内外径尺寸，特别是金属垫片厚度应满足4. 5± 0. 15mm，在螺栓紧固后保证金属缠绕垫片有足够的压缩尺寸，以确保密封性能。
图1 阀体与阀盖连接
3.2、材料
检修期间对阀盖螺栓进行光谱检查，材质为20Cr1Mo1VNbTiB，其螺栓的最高使用温度为570℃。20Cr1Mo1VNbTiB 是一种具有较高的持久强度和持久塑性，抗松弛性能好，热脆倾向小，缺口敏感性低的低合金高强钢。但是，当工作断面尺寸较大时，心部冲击值往往有较大波动，经常出现晶粒粗大现象，以至于影响力学性能。主蒸汽设计温度574℃，正常运行时主蒸汽温度566℃，使用低合金螺栓裕度小，安全系数低，容易造成热应力松弛，致使阀盖法兰处泄漏。
4、检修
机组停运后， 将螺栓材质更换为1Cr11Co3W3NiMoVNbNB，螺母材质为45Cr1MoV。根据相关数据介绍，螺栓冷紧力矩1. 5kN·m，推荐
采用大锤冷紧。受人力因素及检修空间位置影响，难以确定冷紧力矩是否达到设计标准。所以安装前，将阀盖与阀体在不加力状态下合拢，测量阀盖与阀体间隙。采用间隔12h 2 次冷紧，以垫片与阀体和阀盖结合面贴合作为冷紧后质量验收标准。若结合面存在间隙，根据表1 应修正阀盖螺栓热紧数据。
表1 阀盖螺栓热紧数据修正
为保证螺栓受力均匀，螺栓应按图2 顺序紧固。螺栓规格4. 5in. ( GH) ，伸长量0. 40 ～ 0. 52mm，螺母旋转弧长69. 26 ～ 90. 4mm。增加螺栓热紧弧长，使用螺栓伸长测量工具测量伸长量0. 40 ～0. 52mm。螺栓热紧8h 后，测量阀盖与阀体间隙，应比不加力间隙小0. 10 ～ 0. 20mm，对称4 点间隙差小于0. 05mm。
图2 阀盖法兰螺栓拧紧顺序
5、结语
经更换螺栓材质，严格控制检修质量，执行新的检修工艺标准，发电机组高压主汽阀和高压调节汽阀运行良好，为机组安全运行奠定良好基础。
