分离器电位计备件故障诊断与判断准则优化_叶伟.pdf

设备管理与维修2023 2（上）0引言秦山核电重水堆核电站的不停堆换料是由燃料操作系统来实现的，其核心设备是装卸料机，分离器是装卸料机最重要的部件之一。分离器主要功能是将通道屏蔽塞与燃料棒束或燃料棒束与燃料棒束之间进行分离，保证屏蔽塞或燃料棒束能够安全顺利地进入装卸料机料仓中。装卸料机能实现高温高压下不停堆地将乏燃料棒束装入料仓中必须依赖于分离器电位计对分离器的活塞缸位置进行精确地监测和控制。分离器动作由具有导电性的重水驱动，必须与线性电位计实体隔离，同时重水压力变化范围为 015 MPa，因此设计采用充满绝缘油的金属波纹管及不锈钢外壳将线性电位计与重水隔离，要求在重水压力变化范围内电位计波纹管伸缩量可控，能正确反馈分离器的位置。1分离器电位计的结构介绍与检修标准1.1分离器电位计结构介绍分离器电位计结构如图 1 所示，双置线性电位计与拉杆通过螺纹相连，在弹簧力的作用下拉杆与分离器部件保持接触，反馈分离器实际位置。图 1 中竖线的右侧为分离器重水区域（压力变化范围为 015 MPa），以此线作参考，拉杆随分离器活塞缸动作的行程为 1.6652.901 inch（4.2297.368 cm）。波纹管组件将绝缘油与重水隔离，它的功能是在分离器重水压力升高或降低时使外波纹管伸长或收缩，从而改变电位计内部的容积变化，使内侧油压与外侧水压达成平衡，保护电位计（图 2）。波纹管组件由内外两个波纹管两端焊接在支架和拉杆上组成。内外波纹管由无硫镍合金制作，此材料硬度大，具有良好的弹性，但缺点是比较脆，因此波纹管在受到扭曲力和横向压力时容易发生破裂。1.2分离器电位计检修标准分离器电位计每运行两个周期就需进行解体，检查零部件老化情况，然后组装和功能测试。主要检修标准如下：（1）线性电位计同步性与绝缘性检查：双置线性电位计主备电压差小于 50 mV（4.9 VDC 供电；或对应主备电位计电阻差小于 100 ）；电位计在 100 V 电压作用下，绝缘电阻大于 10 M，如果超过标准则直接更换线性电位计。（2）波纹管破损检测。连接压力测试工具，对波纹管打压2上海烟草机械有限责任公司.TAV-01.21BB136.02.01 YB45 型硬盒包装机册 Z.3机械工业职业技能鉴定指导中心.机械工人职业技能培训教材机械基础 M.北京：机械工业出版社，2007.4孙继中.GDX2 卷烟包装机内衬纸供给系统改进 J.设备管理与维修，2020（10）：25-28.5王绪，韩国栋，张帆，等.GDX2 中支卷烟包装机非必要停机因素的探究 J.现代制造技术与装备，2019（12）：16-18.6周夏波，鲁雷波，陈国辉.优化 GDX2 内框纸折痕切割部件 J.设备管理与维修，2019（4）：21-24.7王海娇.GDX2 型包装机组设备维护与保养 J.设备管理与维修，2018（7）：32-35.8邓永祥.GDX2 小盒包装机商标纸钢印装置的改进 J.机电信息，2017（30）：25-27.9罗峰.GDX2 内框纸切割组件调整工装的设计 J.轻工科技，2014（1）：42-43.编辑石跋序分离器电位计备件故障诊断与判断准则优化叶伟，张文宗（中核核电运行管理有限公司，浙江嘉兴314300）摘要：装卸料机分离器用于不停堆换料期间燃料棒束的定位与分离，其精确监测和控制主要依赖于电位计组件。结合一起备件验收案例，通过分析设备原理与检修标准，对电位计组件进行试验，根据实际工作需要优化判断标准，确保合格备件入库验收。关键词：电位计；同步性；高压；波纹管中图分类号：TM623.7文献标识码：BDOI：10.16621/ki.issn1001-0599.2023.02.43图 1分离器电位计组件结构图 2波纹管组件结构108设备管理与维修2023 2（上）至150 kPa，保压 1 min 后要求压降不大于5 kPa，同时压力试验完毕后波纹管头部不能异常缩进。（3）波纹管压缩测试。抽真空充油完毕的电位计组件，对波纹管前端施加 5 磅力（238 N）作用，波纹管的压缩量不能超过0.015 inch（0.38 mm）。如果波纹管压缩量超标，说明分离器电位计腔体内空气含量超标，需要重新进行解体和抽真空充油。（4）高压测试。使用专用工具加压，在 2500 psi（17.24 MPa）压力下保持 30 min，要求电位计电阻小于 900，保压期间压力无异常突变，且高压试验前后线性电位计电阻变化不能超过 100。2电位计新备件性能检查与故障诊断2017 年 10 月，维修人员对分离器电位计新备件（自定义编号 1#和 2#）进行验收，执行验收程序对备件进行性能检查。2.1备件功能测试（1）线性电位计同步性测试：全行程取样 20 个点，1#、2#电位计最大电阻差分别为 78 和 70。两个电位计的全行程同步性良好。（2）波纹管破损测试：150 kPa 差压下波纹管无破损，5 min后压降 0.3 kPa。（3）波纹管压缩测试：使用 5 磅力工具分别对两个电位计组件进行测试。1#电位计波纹管的压缩量为 0.27 mm，2#电位计波纹管的压缩量为 0.28 mm，测试合格。（4）高压测试：保压过程中无泄漏，电位计电阻值未超过900，但泄压后电位计回位性较差。由表 1 可知，电位计组件在高压试验前后电阻值变化超过验收标准（小于 100 ）。为进行对比，使用已修复的 25#分离器电位计组件进行相同测试，经过检修的电位计初始电阻小于 1，高压试验泄压后电阻值立即降低，高压试验前后电位计阻值变化小于 1。按照测试标准，此对分离器电位计新备件（1#、2#）被判定为不合格。2.2新备件故障诊断为定位新备件故障点，维修人员对这对分离器电位计进行了解体检查。将 1#和 2#分离器电位计组件进行解体，检查波纹管、弹簧、线性电位计等主要部件，测试电位计的同步性，然后重新组装。波纹管检查、弹簧检查、电位计外观检查均为正常，其他测试结果见表 2。由测试可知，重新解体组装后的电位计，性能仍无法达到验收标准。由此推断，故障点可能存在于线性电位计、弹簧和波纹管之间。重新解体 2#分离器电位计，分别使用维修间的新备件（线性电位计、弹簧、波纹管）逐一进行替换排查，并组装测试，其他测试结果见表 3。需要注意的是，维修间波纹管组件新备件无编号，可对其自定义编号 a#。由表 3 可知，分别替换零部件后进行的波纹管破损检测均合格，进行5 磅力波纹管压缩测试时波纹管头部压缩量均小于0.38 mm，证明分离器电位计组件解体组装后绝缘油真空度满足要求。但高压试验前后电位计阻值相差仍大于 100，无法达到验收要求。为进一步对库存两个批次的波纹管进行可用性确认，同时将 1#和 2#电位计组件修复可用，分别领取两个批次（2013 年入库、2015 年入库）的波纹管各一个。将两个新波纹管分别组装到1#、25#分离器电位计组件上进行可用性测试验收，均合格。2.3诊断结论通过以上功能测试与检查，判断分离器电位计新备件中自带的波纹管不合格。表 4 中，1#电位计波纹管编号为 011196-01、2#电位计波纹管编号为 011196-02。3判断准则优化波纹管单体备件价格高、采购周期长，为进一步判断其是否可以使用，维修人员对判断标准进行确认。查询历史文件，确认相应的验收标准出处。3.1判断准则依据2011 年 3 月，分离器电位计在换料期间波纹管破裂，查阅图纸后，对分离器电位计离线检修增加加压 2500 psi 并保压 30 min的试验要求，此压力大于系统可能出现的最高压力 16 MPa，能确保通过验收的电位计满足现场的极端工况要求。另外，在电位计表 4波纹管测试记录波纹管编号波纹管破损检测压力/kPa组装后初始电阻/高压试验后回位电阻/是否合格011196-010.140/58180/220否011196-020.392/37220/190否25#电位计上 b#0.30.6/1.20.6/1.2是2013 年备件0.22/3.52/3是2015 年备件0.30.8/11/1.5是表 1高压测试记录检测项目1#电位计新备件2#电位计新备件主电位计备电位计主电位计备电位计高压前初始值124140139942500 psi 高压时极值802807792745泄压后电阻值251268257216从测试装置拆下后237241230181手动按压拉杆后180197220179编号电位计线性/mV电位计绝缘/M波纹管破损检测/kPa波纹管压缩测试/mm高压测试电阻/组装完毕后初始 2500 psi 时 泄压后1#15100.10.3350/65720/7562002#30100.30.3492/37689/660200表 21#、2#组件解体检查记录表 3零部件替换测试记录替换零部件波纹管破损检测/kPa波纹管压缩测试/mm组装后初始电阻/高压试验后回位电阻/线性电位计0.30.3665/80210/228弹簧0.30.3445/72160/210波纹管0.20.32120/135260/340109设备管理与维修2023 2（上）组件解体清洁后，为确认波纹管是否破裂且承压能力足够，避免存在老化问题或质量瑕疵的波纹管应用到电位计组件，增加了对波纹管打压的步骤，根据内外波纹管承压设计，选择保守测试压力 150 kPa。以上两个压力测试，均要求保压过程中不能有明显压降，但是高压试验中电位计电阻值不能超过 900 且高压试验前后线性电位计电阻变化不能超过 100。这一标准是由维修人员根据多年的检修经验指定的内控验收值，相关原设计文件并无出处。3.2判断准则优化分离器电位计安装到分离器上使用时，根据功能分为探杆电位计和回推器电位计。探杆电位计和回推器电位计在安装到分离器上后，电位计最低阻值一般为 0.81.0 k。因此如果波纹管性能差异导致分离器电位计组件组装后电位计在 200 以下区间回位性能不好不会对电位计实际使用造成影响。同时，新波纹管在承压 2500 psi 后，泄压后虽然有时会无法完全回到打压前的状态，但重复加压、泄压，阻值具有一定的重复性。波纹管受拉力后产生一定的塑形变形，特别是新波纹管，均为正常现象。设计文件和图纸并没有检查该阻值的技术标准要求。维修人员与技术工程师讨论后，修改标准如下：首次对电位计加压、泄压，记录电位计的电阻值；重复打压、泄压，再次复查电位计电阻值是否能够回复到首次泄压时的值。如前后偏差超过200，则重新检查波纹管的状态，必要时更换波纹管组件。3.3备件再测试依据最新标准，表 1 中电位计高压测试验收满足要求。维修人员再次对此前判定不合格备件进行组件与高压测试，确认所有波纹管组装后打压均能满足要求。4结束语随着机组运行时间增加，目前燃料操作系统设备老化趋势明显，备件消耗逐年增加，为此需要储备相应数量的备件。备件均有不同的担保期，过担保期如备件不可用，会对公司造成很大的经济损失，也会导致系统的可用率降低。因此备品备件入库前验收至关重要。分离器电位计作为燃料操作系统一个重要备件，其验收有具体的标准，因此能够及时发现问题，防止不合格备件用到系统上。同时，维修人员也要根据实际工况参与制定检修标准，确保检修标准合理、安全。参考文献1M.D.Damario，Fuelling Machine Head-Separator Assembly Z.2邹正宇.CANDU-6 核电厂系统与运行装卸料系统高级课堂和岗位培训教材 M.北京：原子能出版社，2010：47-49.编辑吴建卿0引言烟草就是人们生活中俗称的香烟，其内部的烟丝是通过特定的流程将烟叶制作成烟丝，再经过特定的配方烟丝，并将配方烟线填充至由烟纸制备的烟支卷内，目前常见的烟草晾晒装置多是采用高温蒸发烟草内部的水分，从而实现烟草的加工和保存，然而现有的大部分烟草晾晒装置内部温度、湿度以及风速统一，难以实现对不同湿度烟草进行区分处理的效果，导致加工完毕的烟草容易出现脆化或湿度较高的情况。1技术方案该设备包括烘干处理箱，烘干处理箱的内壁与两个承载板的外表面固定连接，承载板的上表面卡接有密封盖板，且两个密封