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1現(xiàn)狀和存在的問題
云南天安化工有限公司生產(chǎn)的合成氨主要以管道輸送和汽車充裝運(yùn)輸供給用戶。汽車充裝設(shè)計(jì)年充氨能力12萬噸,由三組充裝臺(tái)組成。充氨壓力1.58~1.60MPa,溫度約-40℃。
液氨充裝站大量采用Q47F-25P,DN50mm型球閥,使用過程中頻繁發(fā)生泄漏,后又改為同類型低溫球閥,即DQ47F-25P,DN50mm型(耐溫約-46℃),仍然發(fā)生泄漏,多次被迫進(jìn)行置換檢修。置換時(shí)間約3h,檢修時(shí)間1h,每維修一次閥門將導(dǎo)致充裝臺(tái)4h無法充裝,造成液氨積壓。
2閥門泄漏的形式和原因分析
2.1外漏
外漏是該閥的主要失效形式,占整個(gè)故障率的2/3。表現(xiàn)為球閥中分面泄漏、球閥尾端壓蓋泄漏和填料泄漏。外漏部位見圖1。
圖1充氨閥外漏部位
1)密封墊材料選用錯(cuò)誤。通過對(duì)泄漏閥門的拆檢,發(fā)現(xiàn)閥門中分面和球閥尾端壓蓋使用的密封墊發(fā)生硬化并冷脆斷裂,失去了密封墊應(yīng)有的彈性,見圖1。
2)閥門結(jié)構(gòu)不合理。閥座密封面直徑為102mm,加工了深4mm的密封槽,與之相配合的密封面外徑為110mm,聚四氟乙烯密封墊厚度5mm,墊片的有效壓縮量為1mm(圖2)。
圖2充氨閥密封部位
常溫下是能保證密封效果的,但在約-40℃的情況下使用,墊片因低溫收縮導(dǎo)致密封面緊力不夠從而發(fā)生泄漏。因上閥體密封面外徑(110mm)大于下閥體密封槽外徑(102mm),緊固連接螺栓時(shí)上、下閥體因密封面的尺寸設(shè)計(jì)缺陷而不能有效壓緊密封墊,出現(xiàn)上、下閥體連接螺栓擰得很緊而密封墊卻仍然未壓緊現(xiàn)象,這就是閥門中分面出現(xiàn)泄漏,通過緊固連接螺栓卻無法消除泄漏的根本原因。
2.2閥門內(nèi)漏
閥門內(nèi)漏的主要原因是密封材料選擇錯(cuò)誤所致。閥座密封墊脆裂導(dǎo)致泄漏是主要泄漏形式。主要原因是密封面材料選擇不合理,選用了常溫材料,致使墊片在低溫下失效脆裂,導(dǎo)致液氨泄漏,見圖3。
圖3充氨閥閥座密封墊脆斷
3解決對(duì)策
1)合理選擇密封墊材質(zhì)。依據(jù)使用溫度和介質(zhì),球閥閥座密封材料、中分面密封材料、尾端壓蓋密封墊均采用聚四氟乙烯密封材料。聚四氟乙烯耐溫-180~250℃,耐壓-0.1~6.4MPa,在-20~250℃,允許驟冷驟熱,或冷熱交替操作,比較符合本充裝站的使用條件,是液氨球閥的密封材料。
2)對(duì)球閥上、下閥體密封尺寸作調(diào)整,準(zhǔn)110mm的密封面加工至準(zhǔn)100mm,使之能輕松壓入密封槽,保證能夠壓緊密封墊。
3)球閥填料選用膨脹石墨或聚四氟乙烯。
4)新到閥門拆檢,更換閥門中分面和球閥尾端壓蓋的密封墊為聚四氟乙烯墊。對(duì)上、下閥體密封尺寸作檢查確認(rèn)。zui后做水壓試驗(yàn),檢漏合格后方可使用。
5)盡量減少購買新閥門,對(duì)換下的舊閥門拆檢并更換密封墊,做水壓試驗(yàn),檢漏合格后備用,節(jié)約了檢修成本。
4結(jié)束語
液氨充裝站Q47F-25P(DQ47F-25P)、DN50mm球閥經(jīng)常發(fā)生外漏和內(nèi)漏故障,雖更換前經(jīng)常溫水壓試驗(yàn)檢漏合格,但現(xiàn)場(chǎng)安裝使用中因工況變化易發(fā)生泄漏,zui短的更換后3~4h即泄漏,嚴(yán)重影響正常充氨工作。通過對(duì)泄漏閥門解體檢查和分析,查明了泄漏的根本原因,通過對(duì)密封墊材質(zhì)重新選材,墊片厚度和密封尺寸的調(diào)整,有效解決了泄漏故障。2011年修復(fù)換上的液氨球閥使用已經(jīng)超過1a,至今未發(fā)生泄漏,證明處理措施是切實(shí)有效的。
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