一种水轮机大型球阀金属密封表面压力形变调整工艺方法与流程

本发明涉及水轮机大型阀体金属密封面压力形变调整工艺领域。

背景技术

水轮机球阀金属密封的装配，现有的装配方法是将金属密封装配到活门上，用把合螺栓进行预紧，然后进行球阀试验。球阀金属密封现有的装配技术，是按不变形理论直接进行装配，没有反应球阀金属密封面设计变形的实际理论情况，存在金属密封面接触点不正确，密封漏水量大的现象。

技术实现要素：

本发明公开了一种水轮机大型球阀金属密封表面压力形变调整工艺方法，优化了球阀金属密封面的装配方法，，提高了球阀金属密封面的装配精度。

本发明的技术方案为：一种水轮机大型球阀金属密封面压力形变调整工艺方法，工艺步骤如下：

(1)固定密封座与活门装配在一起，用特殊力矩扳手对称均布装配把合螺栓，用40％的理论预紧力预紧把合螺栓；

(2)将移动密封环装入阀体内腔后，再装配连接法兰；

(3)向移动密封环与连接法兰之间的密封腔中冲水，水充满后，保持水压力小于0.1mpa,使移动密封环的密封面缓慢接触固定密封座密封面，移动密封环与固定密封座的密封面之间的间隙应为0mm；

(4)将移动密封环与连接法兰之间密封腔中充满的水升压到0.5mpa；

(5)用特殊力矩扳手对称均布把紧螺栓，用71％的理论预紧力预紧固定密封座与活门之间的把合螺栓；

(6)将移动密封环与连接法兰之间密封腔中的水压力降到0mpa；

(7)用特殊力矩扳手对称均布把紧螺栓，重新用71％的理论预紧力松开固定密封座与活门之间的把合螺栓，螺栓应不能旋动；

(8)重新将移动密封环与连接法兰之间密封腔中充满的水升压到0.5mpa；

(9)将活门与阀体之间的密封腔充满水，并升压力至0.5mpa；

(10)保持移动密封环与连接法兰之间密封腔的压力值为1mpa；

(11)用特殊力矩扳手对称均布把紧螺栓，用100％的理论预紧力预紧固定密封座与活门之间的把合螺栓；

(12)将活门与阀体之间密封腔中的压力降为0mpa，并排水；

(13)将移动密封环与连接法兰之间密封腔中的压力降为0mpa；

(14)用特殊力矩扳手对称均布把紧螺栓，重新用101％的理论预紧力松开固定密封座与活门之间的把合螺栓，螺栓应不能旋动。

本发明在调整过程中存在如下技术难点：

(1)移动密封环密封腔中压力值的确定：移动密封环密封腔中的压力值，决定了移动密封环向固定密封座表面施加的外力值大小。

(2)活门与阀体之间密封腔中压力值的确定：活门与阀体之间密封腔中压力值的确定，可以反映活门与固定密封座的微量变形趋势。

(3)把合螺栓预紧力的确定：把合螺栓预紧力的确定，可以使固定密封座处于最佳受力位置。

本发明的技术效果如下：

(1)固定密封座与活门装配在一起，并调整固定密封座与活门四周之间的间隙均匀；用特殊力矩扳手对称均布装配把合螺栓，用40％的理论预紧力预紧把合螺栓，保证固定密封座初始安装位置度的精度。

(2)将移动密封环装入阀体内腔后，再装配连接法兰，形成密封腔。

(3)向移动密封环与连接法兰之间的密封腔中冲水，水充满后，保持水压力小于0.1mpa，移动密封环缓慢移动及自动调整中心位置；使移动密封环的密封面缓慢接触固定密封座密封面，用0.02mm塞尺检查移动密封环与固定密封座的密封面之间的间隙，间隙应为0mm。

(4)将移动密封环与连接法兰之间密封腔中充满的水升压到0.5mpa，对固定密封座表面施加外力。

(5)在固定密封座表面承受外力的情况下，用特殊力矩扳手对称均布把紧螺栓，用70％的理论预紧力预紧固定密封座与活门之间的把合螺栓，保证固定密封座受力状态下的安装位置度精度。

(6)将移动密封环与连接法兰之间密封腔中的水压力降到0mpa，使固定密封座表面不承受外力。

(7)在固定密封座表面不承受外力的情况下，用特殊力矩扳手对称均布把紧螺栓，重新用71％的理论预紧力松开固定密封座与活门之间的把合螺栓，螺栓应不能旋动，即固定密封座总的受力已经大于把合螺栓70％的理论预紧力了。

(8)重新将移动密封环与连接法兰之间密封腔中充满的水升压到0.5mpa，对固定密封座表面施加外力。

(9)将活门与阀体之间的密封腔充满水，并升压力至0.5mpa，使活门承受内压力，活门与固定密封座一起产生微量的变形。

(10)保持移动密封环与连接法兰之间密封腔的压力值为1mpa，使固定密封座表面承受原外力值不变。

(11)用特殊力矩扳手对称均布把紧螺栓，用100％的理论预紧力预紧固定密封座与活门之间的把合螺栓，保证固定密封座在活门受力状态下的安装位置度精度。

(12)将活门与阀体之间密封腔中的压力降为0mpa，并排水，使活门不承受内压力。

(13)将移动密封环与连接法兰之间密封腔中的压力降为0mpa，使固定密封座表面不承受外力。

(14)用特殊力矩扳手对称均布把紧螺栓，重新用101％的理论预紧力松开固定密封座与活门之间的把合螺栓，螺栓应不能旋动，即固定密封座总的受力已经大于把合螺栓100％的理论预紧力了。

本发明采用压力形变调整的工艺方法，将固定密封座装配到理论设计变形的位置上，解决了固定密封座无法按设计理论位置进行装配的难题，保证了球阀金属密封面的装配质量。

本发明提出了一种水轮机大型球阀金属密封面压力形变调整工艺方法，解决了固定密封座无法按设计理论位置进行装配的难题。金属密封表面采用压力形变调整装配的工艺理念，是各部件按设计理论进行装配的一种实施方法，为类似结构的部件装配提供了一种参考方法。

附图说明

图1金属密封面装配原理图

图2把合螺栓预紧顺序原理图

具体实施方式

(1)固定密封座3与活门2装配在一起，并调整固定密封座与活门四周之间的间隙均匀，见图1；用特殊力矩扳手，对称均布依次装配及用40％的理论预紧力预紧第4把合螺栓、第5把合螺栓、第6把合螺栓、第7把合螺栓、第8把合螺栓、第9把合螺栓、第10把合螺栓和第11把合螺栓，将固定密封座3装配到活门2上，保证固定密封座3初始安装位置度的精度，见图2。

(2)将移动密封环6装入阀体1内腔后，再装配连接法兰5，形成密封腔,见图1。

(3)向移动密封环6与连接法兰5之间的密封腔中冲水，水充满后，保持水压力小于0.1mpa，移动密封环6将缓慢移动及自动调整中心位置；使移动密封环6的密封面缓慢接触固定密封座3的密封面，用0.02mm塞尺检查移动密封环6与固定密封座3的密封面之间的间隙，间隙应为0mm，见图1。

(4)将移动密封环6与连接法兰5之间密封腔中充满的水升压到0.5mpa，对固定密封座3表面施加外力，见图1。

(5)在固定密封座3表面承受外力的情况下，用特殊力矩扳手，对称均布依次装配及用70％的理论预紧力预紧第4把合螺栓、第5把合螺栓、第6把合螺栓、第7把合螺栓、第8把合螺栓、第9把合螺栓、第10把合螺栓和第11把合螺栓，将固定密封座3装配到活门2上，保证固定密封座3受力状态下的安装位置度精度，见图2。

(6)将移动密封环6与连接法兰5之间密封腔中的水压力降到0mpa，使固定密封座3表面不承受外力，固定密封座3将恢复到预紧状态，见图1。

(7)在固定密封座3表面不承受外力的情况下，用特殊力矩扳手，对称均布依次装配及用71％的理论预紧力松开固定密封座3与活门2之间的第4把合螺栓、第5把合螺栓、第6把合螺栓、第7把合螺栓、第8把合螺栓、第9把合螺栓、第10把合螺栓和第11把合螺栓，把合螺栓不能旋动，即固定密封座3上把合螺栓的实际预紧力已经大于把合螺栓70％的理论预紧力了，见图2。

(8)重新将移动密封环6与连接法兰5之间密封腔中充满的水升压到0.5mpa，对固定密封座3表面施加外力，见图1。

(9)将活门2与阀体1之间的密封腔充满水，并升压力至0.5mpa，使活门2承受内压力，活门2与固定密封座3一起产生微量的变形，见图1。

(10)保持移动密封环6与连接法兰5之间密封腔的压力值为1mpa，使固定密封座3表面承受原外力值不变，见图1。

(11)用特殊力矩扳手，对称均布依次装配及用100％的理论预紧力预紧第4把合螺栓、第5把合螺栓、第6把合螺栓、第7把合螺栓、第8把合螺栓、第9把合螺栓、第10把合螺栓和第11把合螺栓，将固定密封座3装配到活门2上，保证固定密封座3在活门2受力状态下的安装位置度精度，见图2。

(12)将活门2与阀体1之间密封腔中的压力降为0mpa，并排水，使活门不承受内压力，见图1。

(13)将移动密封环6与连接法兰5之间密封腔中的压力降为0mpa，使固定密封座3表面不承受外力，见图1。

(14)在固定密封座3表面不承受外力的情况下，用特殊力矩扳手，对称均布依次装配及用101％的理论预紧力松开固定密封座3与活门2之间的第4把合螺栓、第5把合螺栓、第6把合螺栓、第7把合螺栓、第8把合螺栓、第9把合螺栓、第10把合螺栓和第11把合螺栓，把合螺栓不能旋动，即固定密封座3上把合螺栓的实际预紧力已经大于把合螺栓101％的理论预紧力了，见图2。

需用装备：

●特殊力矩扳手

●压力泵

本发明提出了一种水轮机大型球阀金属密封面压力形变调整工艺方法，解决了固定密封座无法按设计理论位置进行装配的难题。金属密封表面采用压力形变调整装配的工艺理念，是各部件按设计理论进行装配的一种实施方法，为类似结构的部件装配提供了一种参考方法。