淺談大型合成氨廠常見(jiàn)調(diào)節(jié)閥檢修故障原因分析及處理方案

淺談大型合成氨廠調(diào)節(jié)閥

常見(jiàn)故障檢修及原因分析摘要：本文重點(diǎn)解析調(diào)節(jié)閥內(nèi)漏、調(diào)節(jié)閥膜片老化、閥芯與閥桿脫落、閥桿彎曲等幾個(gè)方面原因進(jìn)行詳細(xì)分析，同時(shí)如何消除隱患及制定檢修方案，達(dá)到調(diào)節(jié)閥優(yōu)質(zhì)檢修，保障裝置長(zhǎng)周期運(yùn)行目的。關(guān)鍵詞:調(diào)節(jié)閥

檢處理方案

缺陷及原因分析Introductiontothelargeammoniaplantregulatorcommontroubleshootingandrootcauseanalysis

De-fuChenwangjiangAnewgroupofshen

(xinjiangurumqicity,xinjiangurumqipetrochemicalcompanychemicalfertilizerplantinstrumentworkshopZipcode830019)

Abstract:thispapermainlyanalysistheregulatorofleakage,thevalvediaphragmaging,valvecoreandvalvestem,stembendingreasoncarriesonthedetailedanalysisofhowtoeliminatehiddendangersandmaintenanceplanatthesametime,achievetheregulatorhighqualitymaintenance,securitydevicerunningpurposeforalongperiodoftime.

Keywords:regulatingvalverepairdefectsandthereasonanalysis

1.調(diào)節(jié)閥檢修概況第一套裝置于2014年7月停車(chē)檢修。共計(jì)檢修77臺(tái)調(diào)節(jié)閥；第二套裝置于8月份停車(chē)檢修，共計(jì)檢修61臺(tái)調(diào)節(jié)閥。兩套裝置共計(jì)檢修138臺(tái)調(diào)節(jié)閥。從檢修量可以看出，調(diào)節(jié)閥是儀表檢修的重點(diǎn)和難點(diǎn)。計(jì)劃?rùn)z修與隱患檢修相結(jié)合，我們更注重隱患檢修，隱患檢修占總檢修量的65%，對(duì)于余下檢修35%主要針對(duì)三年無(wú)檢修調(diào)節(jié)閥而言。2. 調(diào)節(jié)閥故障檢修原因分析2.1我廠調(diào)節(jié)閥檢修臺(tái)數(shù)的確定主要有三大部分組成，第一部分由工藝車(chē)間提供平時(shí)日常運(yùn)行出現(xiàn)異?，F(xiàn)象的調(diào)節(jié)閥；第二部分由儀表車(chē)間經(jīng)過(guò)一年運(yùn)行出現(xiàn)隱患記錄的調(diào)節(jié)閥，第三是近期三年沒(méi)有檢修過(guò)的調(diào)節(jié)閥。經(jīng)過(guò)這三層進(jìn)行篩算一般都涵蓋了裝置上存在問(wèn)題的調(diào)節(jié)閥。2.2調(diào)節(jié)閥檢修主要原因：2.2.1內(nèi)漏內(nèi)漏是調(diào)節(jié)閥運(yùn)行中最普遍和常見(jiàn)的隱患。內(nèi)漏可以直接影響裝置正常運(yùn)行，也是裝置直接影響調(diào)優(yōu)重要因素。尤其是重要放空調(diào)節(jié)閥和防喘振調(diào)節(jié)閥以及物料輸送切斷閥等。2. 調(diào)節(jié)閥故障檢修原因分析內(nèi)漏形成原因：（1）調(diào)節(jié)閥分為硬密封單座閥和硬密封雙座閥結(jié)構(gòu)；同時(shí)分為金屬硬密封單座調(diào)節(jié)閥；金屬硬密封雙座調(diào)節(jié)閥（包括套筒雙座金屬硬密封）；單座套筒結(jié)構(gòu)（帶平衡密封圈）；還有軟密封單座調(diào)節(jié)閥（軟密封單座套筒閥）；切斷調(diào)節(jié)閥只有軟密封和硬密封結(jié)構(gòu)兩種。（2）內(nèi)漏對(duì)于硬密封單座調(diào)節(jié)閥主要是介質(zhì)對(duì)閥芯及閥座沖刷和腐蝕，這種沖刷及腐蝕占到整個(gè)調(diào)節(jié)閥內(nèi)漏的30%，閥芯與閥座長(zhǎng)期使用密封面失效（包括閥座和套筒變形）占到整個(gè)調(diào)節(jié)閥內(nèi)漏的30%。單座套筒帶密封圈由于密封圈老化而失效造成內(nèi)漏的占到整個(gè)調(diào)節(jié)閥內(nèi)漏的25%，金屬異物破壞閥芯及閥座密封面而造成內(nèi)漏占到整個(gè)調(diào)節(jié)閥內(nèi)漏的10%，閥座與閥體螺紋連接的及閥座與閥體用密封墊密封的產(chǎn)生內(nèi)漏占到整個(gè)調(diào)節(jié)閥內(nèi)漏的5%，單座調(diào)節(jié)閥密封等級(jí)可以達(dá)到V級(jí)泄漏，單座套筒帶密封圈的也可以達(dá)到V級(jí)泄漏，雙座硬密封只有II級(jí)，雙座套筒硬密封可以達(dá)到III級(jí)泄漏，軟密封可以達(dá)到VI級(jí)泄漏，我們根據(jù)調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)及泄漏等級(jí)來(lái)制定檢修方案。3內(nèi)漏處理方法圖1圖23.3.1閥芯及閥座沖刷和腐蝕是我們常見(jiàn)內(nèi)漏的一種，這種內(nèi)漏我們一般采取在閥芯及閥座密封面上重新堆焊司太萊合金。堆焊司太萊合金后進(jìn)行上床加工，研磨著色檢查密封線。如圖1及圖2所示，0102-PCV-104就是被高壓蒸汽對(duì)閥芯及閥座密封面沖刷腐蝕所致內(nèi)漏。3內(nèi)漏處理方法3.3.2閥芯與閥座長(zhǎng)期使用密封面失效（包括閥座和套筒變形），這種表面失效表現(xiàn)長(zhǎng)期材料受到關(guān)閉作用力，失效厚度大多數(shù)在0.2-0.5毫米左右，屬于材料彈性不足造成內(nèi)漏。這種內(nèi)漏我們一般都采取直接上床找正輕微光刀加工，同時(shí)著色檢查，其次是研磨，再著色檢查密封線是否合格。密封線必須百分之百吻合。直接加工主要目的是恢復(fù)材料彈性。這種加工是有要求的，閥芯密封面與加工中心線成30度單面夾角，密封面表面粗超度不得大于0.4μMM,徑向跳動(dòng)不得大于φ0.02毫米，才能保證調(diào)節(jié)閥不再產(chǎn)生內(nèi)漏。加工好后實(shí)施整機(jī)安裝，按照國(guó)家調(diào)節(jié)閥標(biāo)準(zhǔn)打壓要求進(jìn)行整機(jī)打壓測(cè)試，合格后使用到裝置上。3.3內(nèi)漏處理方法

3.3.3單座套筒帶密封圈老化而失效造成內(nèi)漏是我廠二化裝置調(diào)節(jié)閥最為嚴(yán)重的內(nèi)漏形式。整個(gè)二化裝置145臺(tái)調(diào)節(jié)閥，其中單座套筒帶密封圈調(diào)節(jié)閥就有35%左右。這些調(diào)節(jié)閥都是隨著1995年二化裝置進(jìn)口調(diào)節(jié)閥。密封圈為外層耐高溫合成四氟內(nèi)層為一體彈簧不銹鋼。制造工藝復(fù)雜，制造成本也高,見(jiàn)圖3進(jìn)口密封圈。目前，我們重要調(diào)節(jié)閥都是采用國(guó)外進(jìn)口平衡密封圈，一般的調(diào)節(jié)閥采用自己加工膨脹四氟。雖然目前這樣處理，只能維持不到半年時(shí)間就又發(fā)生內(nèi)漏，這一內(nèi)漏現(xiàn)象我們正在探討如何解決。

3.3.4金屬異物破壞閥芯及閥座密封面而造成內(nèi)漏，這種現(xiàn)象不僅造成閥內(nèi)漏而且還能造成閥卡，如4116-LCV-6閥就是如此。在裝置上經(jīng)?？梢杂龅浇饘佼愇锟ㄖ髡{(diào)節(jié)閥，由于裝置大檢修面大難免有螺桿及螺帽掉入管道內(nèi)，還有一種就是設(shè)備腐蝕掉的金屬件，造成這種內(nèi)漏一般都是清理金屬異物。如果卡在密封面上就要處理閥芯及閥座，見(jiàn)圖4所示。3.3.5閥座與閥體螺紋連接及閥座與閥體用密封墊密封造成的內(nèi)漏。閥座與閥體螺紋連接處造成內(nèi)漏的，主要是介質(zhì)對(duì)閥體內(nèi)部緊固連接處進(jìn)行腐蝕，造成閥座與閥體連接松動(dòng)。如果調(diào)節(jié)閥是法蘭連接的，直接拆卸調(diào)節(jié)閥處理內(nèi)漏。處理方法一般為閥座與閥體連接處補(bǔ)焊，然后上床找正光刀即可解決。如果是焊接閥，一個(gè)方案是把閥體割下來(lái)，進(jìn)行補(bǔ)焊閥座上床光刀。二個(gè)是直接在線補(bǔ)焊閥座，但要做好閥座密封線防護(hù)措施。如果焊接后閥座微量變形可以通過(guò)研磨處理，如果變形量較大，就要使用專業(yè)光刀卡具對(duì)閥座光刀處理。如圖5所示。

3.3.6蝶閥內(nèi)漏主要表現(xiàn)蝶閥閥座沖刷腐蝕及密封圈磨損和損壞造成。如圖6所示，2NS-HV-901蝶閥閥座被沖刷而內(nèi)漏。閥座沖刷后由于實(shí)體薄不能補(bǔ)焊，只能重新加工新閥座或者由廠家制造備件進(jìn)行更換。圖3圖4圖5圖63內(nèi)漏處理方法3.3.7另一種情況是蝶閥內(nèi)漏是由蝶閥閥座直接損壞造成。其主要原因是閥板及閥板軸偏心、軸線發(fā)生偏移而造成，這種情況只有更換廠家專用金屬密封環(huán)，如果是三偏心蝶閥只有運(yùn)往廠家進(jìn)行修理，因?yàn)槊總€(gè)廠家制造三偏心蝶閥時(shí)設(shè)計(jì)偏心角度不同，如圖7、8所示。圖8圖74調(diào)節(jié)閥膜片老化及拉傷損壞直接造成調(diào)節(jié)閥不動(dòng)作或者動(dòng)作遲緩4.1我廠一化裝置已經(jīng)運(yùn)行30多年時(shí)間，二化裝置也連續(xù)運(yùn)行20年時(shí)間，膜片老化是我廠調(diào)節(jié)閥突出常見(jiàn)現(xiàn)象。一般來(lái)說(shuō)進(jìn)口膜片使用周期最多8-15年時(shí)間。膜片老化主要表現(xiàn)上下動(dòng)作處橡膠疲勞老化，然后就是膜片夾層裂開(kāi)。由于膜片是橡膠件，只能更換新膜片，如果是個(gè)別小裂口可以拿到專業(yè)修補(bǔ)處進(jìn)行修補(bǔ)，但是不能長(zhǎng)期使用。膜片老化見(jiàn)圖9所示。圖95閥桿斷裂和脫落這是調(diào)節(jié)閥最嚴(yán)重隱患事故，輕者影響裝置正常運(yùn)行，重者直接造成裝置停車(chē)。閥桿斷裂主要是因材料、熱處理及設(shè)計(jì)連接結(jié)構(gòu)不合理造成，對(duì)外來(lái)剪切力和沖擊力無(wú)法抗阻；閥桿與閥芯脫落主要是連接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理所致，見(jiàn)圖10所示。不管是閥桿斷裂或閥桿脫落，我們解決方法從以下幾個(gè)方面來(lái)解決：5.1閥桿斷裂主要是增強(qiáng)閥桿強(qiáng)度，也可以改變閥芯與閥桿連接結(jié)構(gòu)；5.2閥桿斷裂還可以改變閥桿所用材料，選用強(qiáng)度較高的材料來(lái)做閥桿材料；5.3避免閥桿斷裂還可以設(shè)計(jì)合理的應(yīng)力集中環(huán)節(jié)，同時(shí)加大閥桿直徑，以增加閥桿強(qiáng)度；5.4閥桿脫落主要是閥芯與閥桿連接設(shè)計(jì)不合理造成，只要需要設(shè)計(jì)比較合理的閥芯與閥桿連接結(jié)構(gòu)既可以解決。我們通常加大閥芯與閥桿連接螺紋，定位優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，按照強(qiáng)度比例配作圓柱銷(xiāo)。圖106閥桿彎曲閥桿彎曲（或者扭曲）在裝置上比較常見(jiàn)，主要是是閥芯底部有金屬異物卡主或者閥芯與套筒配合間隙受應(yīng)力、溫度影響縮小所致，如圖11、12所示。通常處理方法是解體測(cè)繪重行加工閥桿作為備件更換，在選材料方面、熱處理方面，多加考慮閥桿彎曲（或者扭曲）力的影響。更重要的是裝置檢修后管道要及時(shí)吹掃干凈。閥芯與套筒配合應(yīng)選擇合理的配合間隙。圖11圖127結(jié)束語(yǔ)

我們通過(guò)調(diào)節(jié)閥年度大檢修以及正常檢修，總結(jié)出內(nèi)漏、膜片老化、閥桿斷裂和脫落、閥桿彎曲（或者扭曲）等5個(gè)方面原因進(jìn)行分析，這5個(gè)方面也是調(diào)節(jié)閥檢修事故原因最核心要點(diǎn)，也是調(diào)節(jié)閥需要檢修最基本條件。

通過(guò)檢修以及制定調(diào)節(jié)閥檢修操作卡形式，實(shí)行設(shè)備檢修檢驗(yàn)和執(zhí)行調(diào)節(jié)閥驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，我廠已經(jīng)形成一整套完整的檢修程序?？刂普{(diào)節(jié)閥是化肥廠儀表控制設(shè)備終端執(zhí)行元件，如果終端執(zhí)行元件失效不動(dòng)作，發(fā)生故障，將直接影響整個(gè)裝置正常運(yùn)行，嚴(yán)重時(shí)直接造成整個(gè)裝置停車(chē)。由此可見(jiàn)，調(diào)節(jié)閥檢修是保證調(diào)節(jié)閥正常運(yùn)行最基本條件。參考文獻(xiàn)

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2、王孝天楊源泉賀友宗編《不銹鋼閥門(mén)的設(shè)計(jì)與改造》原子能出版社1987.10

3、陸培文編.《調(diào)節(jié)閥實(shí)用技術(shù)》.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.5：P683調(diào)節(jié)閥的口徑計(jì)算

作者簡(jiǎn)介：

1、陳德福：從事儀表設(shè)備管理25年，現(xiàn)任中國(guó)石油烏魯木齊石化公司化肥廠儀表副總工程師聯(lián)系電話箱：chendfws@

第二作者：王疆：從事現(xiàn)場(chǎng)儀表維護(hù)23年，現(xiàn)任儀表車(chē)間技師。

第三作者：沈新群從事儀表調(diào)節(jié)閥檢維修、調(diào)節(jié)閥選型、機(jī)械加工30年?，F(xiàn)任化肥廠儀表車(chē)間工程師。聯(lián)系電話箱：shenxqws@

投稿日期：2015-01-15

作者注冊(cè)信息:

作者姓名:陳德福王疆沈新群

作者單位:中國(guó)天然氣集團(tuán)公司烏魯木齊石化公司化肥廠儀表