浅谈大型合成氨厂常见调节阀检修故障原因分析及处理方案

浅谈大型合成氨厂调节阀

常见故障检修及原因分析摘要：本文重点解析调节阀内漏、调节阀膜片老化、阀芯与阀杆脱落、阀杆弯曲等几个方面原因进行详细分析，同时如何消除隐患及制定检修方案，达到调节阀优质检修，保障装置长周期运行目的。关键词:调节阀

检处理方案

缺陷及原因分析Introductiontothelargeammoniaplantregulatorcommontroubleshootingandrootcauseanalysis

De-fuChenwangjiangAnewgroupofshen

(xinjiangurumqicity,xinjiangurumqipetrochemicalcompanychemicalfertilizerplantinstrumentworkshopZipcode830019)

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

Keywords:regulatingvalverepairdefectsandthereasonanalysis

1.调节阀检修概况第一套装置于2014年7月停车检修。共计检修77台调节阀；第二套装置于8月份停车检修，共计检修61台调节阀。两套装置共计检修138台调节阀。从检修量可以看出，调节阀是仪表检修的重点和难点。计划检修与隐患检修相结合，我们更注重隐患检修，隐患检修占总检修量的65%，对于余下检修35%主要针对三年无检修调节阀而言。2. 调节阀故障检修原因分析2.1我厂调节阀检修台数的确定主要有三大部分组成，第一部分由工艺车间提供平时日常运行出现异常现象的调节阀；第二部分由仪表车间经过一年运行出现隐患记录的调节阀，第三是近期三年没有检修过的调节阀。经过这三层进行筛算一般都涵盖了装置上存在问题的调节阀。2.2调节阀检修主要原因：2.2.1内漏内漏是调节阀运行中最普遍和常见的隐患。内漏可以直接影响装置正常运行，也是装置直接影响调优重要因素。尤其是重要放空调节阀和防喘振调节阀以及物料输送切断阀等。2. 调节阀故障检修原因分析内漏形成原因：（1）调节阀分为硬密封单座阀和硬密封双座阀结构；同时分为金属硬密封单座调节阀；金属硬密封双座调节阀（包括套筒双座金属硬密封）；单座套筒结构（带平衡密封圈）；还有软密封单座调节阀（软密封单座套筒阀）；切断调节阀只有软密封和硬密封结构两种。（2）内漏对于硬密封单座调节阀主要是介质对阀芯及阀座冲刷和腐蚀，这种冲刷及腐蚀占到整个调节阀内漏的30%，阀芯与阀座长期使用密封面失效（包括阀座和套筒变形）占到整个调节阀内漏的30%。单座套筒带密封圈由于密封圈老化而失效造成内漏的占到整个调节阀内漏的25%，金属异物破坏阀芯及阀座密封面而造成内漏占到整个调节阀内漏的10%，阀座与阀体螺纹连接的及阀座与阀体用密封垫密封的产生内漏占到整个调节阀内漏的5%，单座调节阀密封等级可以达到V级泄漏，单座套筒带密封圈的也可以达到V级泄漏，双座硬密封只有II级，双座套筒硬密封可以达到III级泄漏，软密封可以达到VI级泄漏，我们根据调节阀结构及泄漏等级来制定检修方案。3内漏处理方法图1图23.3.1阀芯及阀座冲刷和腐蚀是我们常见内漏的一种，这种内漏我们一般采取在阀芯及阀座密封面上重新堆焊司太莱合金。堆焊司太莱合金后进行上床加工，研磨着色检查密封线。如图1及图2所示，0102-PCV-104就是被高压蒸汽对阀芯及阀座密封面冲刷腐蚀所致内漏。3内漏处理方法3.3.2阀芯与阀座长期使用密封面失效（包括阀座和套筒变形），这种表面失效表现长期材料受到关闭作用力，失效厚度大多数在0.2-0.5毫米左右，属于材料弹性不足造成内漏。这种内漏我们一般都采取直接上床找正轻微光刀加工，同时着色检查，其次是研磨，再着色检查密封线是否合格。密封线必须百分之百吻合。直接加工主要目的是恢复材料弹性。这种加工是有要求的，阀芯密封面与加工中心线成30度单面夹角，密封面表面粗超度不得大于0.4μMM,径向跳动不得大于φ0.02毫米，才能保证调节阀不再产生内漏。加工好后实施整机安装，按照国家调节阀标准打压要求进行整机打压测试，合格后使用到装置上。3.3内漏处理方法

3.3.3单座套筒带密封圈老化而失效造成内漏是我厂二化装置调节阀最为严重的内漏形式。整个二化装置145台调节阀，其中单座套筒带密封圈调节阀就有35%左右。这些调节阀都是随着1995年二化装置进口调节阀。密封圈为外层耐高温合成四氟内层为一体弹簧不锈钢。制造工艺复杂，制造成本也高,见图3进口密封圈。目前，我们重要调节阀都是采用国外进口平衡密封圈，一般的调节阀采用自己加工膨胀四氟。虽然目前这样处理，只能维持不到半年时间就又发生内漏，这一内漏现象我们正在探讨如何解决。

3.3.4金属异物破坏阀芯及阀座密封面而造成内漏，这种现象不仅造成阀内漏而且还能造成阀卡，如4116-LCV-6阀就是如此。在装置上经常可以遇到金属异物卡主调节阀，由于装置大检修面大难免有螺杆及螺帽掉入管道内，还有一种就是设备腐蚀掉的金属件，造成这种内漏一般都是清理金属异物。如果卡在密封面上就要处理阀芯及阀座，见图4所示。3.3.5阀座与阀体螺纹连接及阀座与阀体用密封垫密封造成的内漏。阀座与阀体螺纹连接处造成内漏的，主要是介质对阀体内部紧固连接处进行腐蚀，造成阀座与阀体连接松动。如果调节阀是法兰连接的，直接拆卸调节阀处理内漏。处理方法一般为阀座与阀体连接处补焊，然后上床找正光刀即可解决。如果是焊接阀，一个方案是把阀体割下来，进行补焊阀座上床光刀。二个是直接在线补焊阀座，但要做好阀座密封线防护措施。如果焊接后阀座微量变形可以通过研磨处理，如果变形量较大，就要使用专业光刀卡具对阀座光刀处理。如图5所示。

3.3.6蝶阀内漏主要表现蝶阀阀座冲刷腐蚀及密封圈磨损和损坏造成。如图6所示，2NS-HV-901蝶阀阀座被冲刷而内漏。阀座冲刷后由于实体薄不能补焊，只能重新加工新阀座或者由厂家制造备件进行更换。图3图4图5图63内漏处理方法3.3.7另一种情况是蝶阀内漏是由蝶阀阀座直接损坏造成。其主要原因是阀板及阀板轴偏心、轴线发生偏移而造成，这种情况只有更换厂家专用金属密封环，如果是三偏心蝶阀只有运往厂家进行修理，因为每个厂家制造三偏心蝶阀时设计偏心角度不同，如图7、8所示。图8图74调节阀膜片老化及拉伤损坏直接造成调节阀不动作或者动作迟缓4.1我厂一化装置已经运行30多年时间，二化装置也连续运行20年时间，膜片老化是我厂调节阀突出常见现象。一般来说进口膜片使用周期最多8-15年时间。膜片老化主要表现上下动作处橡胶疲劳老化，然后就是膜片夹层裂开。由于膜片是橡胶件，只能更换新膜片，如果是个别小裂口可以拿到专业修补处进行修补，但是不能长期使用。膜片老化见图9所示。图95阀杆断裂和脱落这是调节阀最严重隐患事故，轻者影响装置正常运行，重者直接造成装置停车。阀杆断裂主要是因材料、热处理及设计连接结构不合理造成，对外来剪切力和冲击力无法抗阻；阀杆与阀芯脱落主要是连接结构设计不合理所致，见图10所示。不管是阀杆断裂或阀杆脱落，我们解决方法从以下几个方面来解决：5.1阀杆断裂主要是增强阀杆强度，也可以改变阀芯与阀杆连接结构；5.2阀杆断裂还可以改变阀杆所用材料，选用强度较高的材料来做阀杆材料；5.3避免阀杆断裂还可以设计合理的应力集中环节，同时加大阀杆直径，以增加阀杆强度；5.4阀杆脱落主要是阀芯与阀杆连接设计不合理造成，只要需要设计比较合理的阀芯与阀杆连接结构既可以解决。我们通常加大阀芯与阀杆连接螺纹，定位优化设计结构，按照强度比例配作圆柱销。图106阀杆弯曲阀杆弯曲（或者扭曲）在装置上比较常见，主要是是阀芯底部有金属异物卡主或者阀芯与套筒配合间隙受应力、温度影响缩小所致，如图11、12所示。通常处理方法是解体测绘重行加工阀杆作为备件更换，在选材料方面、热处理方面，多加考虑阀杆弯曲（或者扭曲）力的影响。更重要的是装置检修后管道要及时吹扫干净。阀芯与套筒配合应选择合理的配合间隙。图11图127结束语

我们通过调节阀年度大检修以及正常检修，总结出内漏、膜片老化、阀杆断裂和脱落、阀杆弯曲（或者扭曲）等5个方面原因进行分析，这5个方面也是调节阀检修事故原因最核心要点，也是调节阀需要检修最基本条件。

通过检修以及制定调节阀检修操作卡形式，实行设备检修检验和执行调节阀验收标准，我厂已经形成一整套完整的检修程序。控制调节阀是化肥厂仪表控制设备终端执行元件，如果终端执行元件失效不动作，发生故障，将直接影响整个装置正常运行，严重时直接造成整个装置停车。由此可见，调节阀检修是保证调节阀正常运行最基本条件。参考文献

1、美J.W.哈奇森主编《调节阀手册》化学工业出版社1976P168调节阀流量特性。

2、王孝天杨源泉贺友宗编《不锈钢阀门的设计与改造》原子能出版社1987.10

3、陆培文编.《调节阀实用技术》.北京：机械工业出版社，2006.5：P683调节阀的口径计算

作者简介：

1、陈德福：从事仪表设备管理25年，现任中国石油乌鲁木齐石化公司化肥厂仪表副总工程师联系电话箱：chendfws@

第二作者：王疆：从事现场仪表维护23年，现任仪表车间技师。

第三作者：沈新群从事仪表调节阀检维修、调节阀选型、机械加工30年。现任化肥厂仪表车间工程师。联系电话箱：shenxqws@

投稿日期：2015-01-15

作者注册信息:

作者姓名:陈德福王疆沈新群

作者单位:中国天然气集团公司乌鲁木齐石化公司化肥厂仪表