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淺談化工企業調節閥防火安全故障原因及對策

放大字體  縮小字體 發布日期:2012-05-11  瀏覽次數:905
核心提示: 摘要:在火災危險性較高的化工控制系統,調節閥作為調節系統的終端執行裝置,接受控制信號實現對化工流程的調節。它的動作靈敏

   摘要:在火災危險性較高的化工控制系統,調節閥作為調節系統的終端執行裝置,接受控制信號實現對化工流程的調節。它的動作靈敏度直接關系著調節系統的質量。本文闡述分析了調節閥閥門漏泄、閥體結合面滲漏、沖量調節閥動作后主調節閥不動作、沖量調節閥回座后主調節閥延遲回座時間過長以及調節閥的回座壓力低、頻跳和顫振等常見的防火安全故障原因,并針對故障原因提出了對策。
    關鍵詞:調節閥 故障原因 對策  

    1、前言

    在火災危險性較高的化工控制系統,調節閥作為調節系統的終端執行裝置,廣泛地用在各種壓力容器和管道系統上,接受控制信號實現對化工流程的調節,當受壓系統中的壓力超過規定值時,它能自動打開,把過剩的可燃或易燃介質排放到大氣中去,以保證壓力容器和管道系統安全運行,防止火災事故的發生,而當系統內壓力回降到工作壓力或略低于工作壓力時又能自動關閉。調節閥工作的可靠與否直接關系到生產設備及人身的消防和生產安全。

    2、調節閥常見防火安全故障原因分析及解決方法

    2.1、閥門漏泄

    在設備正常工作壓力下,閥瓣與閥座密封面處發生超過允許程度的滲漏,調節閥的泄漏不但會引起介質損失。另外,介質的不斷泄漏還會使硬的密封材料遭到破壞,但是,常用的調節閥的密封面都是金屬材料對金屬材料,雖然力求做得光潔平整,但是要在介質帶壓情況下做到絕對不漏也是非常困難的。因此,對于是可燃或易燃介質的調節閥,在規定壓力值下,如果采用專業測驗工具測驗,如達到規范許可范圍,可認為密封性能是合格的。一般造成閥門漏泄的原因主要有以下三種情況:

    一是雜物落到密封面上,將密封面墊住,造成閥芯與閥座間有間隙,從而閥門滲漏。消除這種故障的方法就是清除掉落到密封面上的雜物,一般在壓力容器準備大小維修時,首先做壓力容器安全門跑砣試驗,發現漏泄時,停止壓力容器工作并對閥門進行檢修,對密封面進行沖刷。

    二是密封面損傷。造成密封面損傷的主要原因有以下幾點:一是密封面材質不良。由于多年的使用,閥芯與閥座密封面普遍已經研得很低,使密封面的硬度也大大降低了,從而造成密封性能下降,消除這種現象最好的方法就是將原有密封面車削下去,然后按圖紙要求重新堆焊加工,提高密封面的表面硬度。注意在加工過程中一定保證加工質量,如密封面出現裂紋、沙眼等缺陷一定要將其車削下去后重新加工。新加工的閥芯閥座一定要符合圖紙要求。二是檢修質量差,閥芯閥座研磨的達不到質量標準要求,消除這種故障的方法是根據損傷程度采用研磨或車削后研磨的方法修復密封面或重新安裝新的調節閥。

    三是造成調節閥漏泄的另一個原因是由于裝配不當或有關零件尺寸不合適。在裝配過程中閥芯閥座未完全對正或結合面有透光現象,或者是閥芯閥座密封面過寬不利于密封。消除方法是檢查閥芯周圍配合間隙的大小及均勻性,保證閥芯頂尖孔與密封面同正度,檢查各部間隙不允許抬起閥芯,根據圖紙要求適當減小密封面的寬度實現有效密封。

    四是閥芯、閥座變形泄漏。閥芯、閥座泄漏的主要原因是由于調節閥生產過程中的鑄造或鍛造缺陷可導致腐蝕的加強。而腐蝕介質的通過,流體介質的沖刷也可造成調節閥的泄漏。腐蝕主要以侵蝕或氣蝕的形式存在,當腐蝕性介質在通過調節閥時,便會產生對閥芯、閥座材料的侵蝕和沖擊使閥芯、閥座成橢圓形或其他形狀,隨著時間的推移,導致閥芯、閥座不配套,存在間隙,關不嚴發生泄漏。解決方法關鍵把好閥芯、閥座等材質的選型關、質量關。選擇耐腐蝕材料,對麻點、沙眼等缺陷的產品堅決剔除。若閥芯、閥座變形不太嚴重,可經過細砂紙研磨,消除痕跡,提高密封光潔度,以提高密封性能。若損壞嚴重,則應重新更換新閥。

    2.2、閥體結合面滲漏?

    閥體結合面滲漏指上下閥體間結合面處的滲漏現象,造成這種漏泄的主要原因有以下幾個方面:一是結合面的螺栓緊力不夠或緊偏,造成結合面密封不好。消除方法是調整螺栓緊力,在緊螺栓時一定要按對角把緊的方式進行,最好是邊緊邊測量各處間隙,將螺栓緊到緊不動為止,并使結合面各處間隙一致。二是閥體結合面的齒形密封墊不符合標準。例如,齒形密封墊徑向有輕微溝痕,平行度差,齒形過尖或過坡等缺陷都會造成密封失效。從而使閥體結合面滲漏。在檢修時把好備件質量關,采用合乎標準的齒形密封墊就可以避免這種現象的發生。三是閥體結合面的平面度太差或被硬的雜質墊住造成密封失效。對由于閥體結合面的平面度太差而引起閥體結合面滲漏的,消除的方法是將閥門解體重新研磨結合面直至符合質量標準。由于雜質墊住而造成密封失效的,在閥門組裝時認真清理結合面避免雜質落入。

    2.3、沖量調節閥動作后主調節閥不動作

    沖量調節閥動作后主調節閥不動作通常被稱為主調節閥的拒動。主調節閥拒動對設備來說危害是非常大的,是重大的設備火災隱患,嚴重影響設備的安全運行,一旦運行中的壓力容器及管路中的介質壓力超過額定值時,主調節閥不動作,使設備超壓運行極易造成設備損壞及重大火災事故。主調節閥拒動主要與以下三方面因素有關:

    一是閥門運動部件有卡阻現象。這可能是由于裝配不當,臟物及雜質混入或零件腐蝕;活塞室表面光潔度差,表面損傷,有溝痕硬點等缺陷造成的。

    二是主調節閥活塞室漏氣量大。造成活塞室漏氣量大的主要原因與閥門本身的氣密性和活塞環不符合尺寸要求或活塞環磨損過大達不到密封要求有關系。消除這種缺陷的方法是:對活塞室內表面進行處理,更換合格的活塞及活塞環,在有節流閥的沖量安全裝置系統中關小節流閥開度,增大進入主調節閥活塞室的進汽量,在條件允許的情況下也可以通過增加沖量調節閥的行程來增加進入主調節閥活塞室內的進汽量方法推動主調節閥動作。

    三是主調節閥與沖量調節閥的匹配不當,沖量調節閥的蒸汽流量太小。沖量調節閥的公稱通徑太小,致使流入主調節閥活塞室的蒸汽量不足,推動活塞向下運動的作用力不夠,致使主調節閥閥芯不動。這種現象多發生于主調節閥式沖量調節閥有一個更換時,由于考慮不周而造成的。

    2.4、沖量調節閥回座后主調節閥延遲回座時間過長

    發生這種故障的主要原因有以下兩個方面:一方面是,主調節閥活塞室的漏汽量大小,雖然沖量調節閥回座了,但存在管路中與活塞室中的蒸汽的壓力仍很高,推動活塞向下的力仍很大,所以造成主調節閥回座遲緩。消除這種故障的方法主要通過開大節流閥的開度和加大節流孔徑加以解決,節流閥的開度開大與節流孔徑的增加都使留在脈沖管內的介質迅速排放掉,從而降低了活塞內的壓力,使其作用在活塞上向下運動的推力迅速減小,閥芯在介質向上的推力和主調節閥自身彈簧向上的拉力作用下迅速回座。

    另一方面原因就是主調節閥的運動部件與固定部件之間的磨擦力過大也會造成主調節閥回座遲緩,解決這種問題的方法就是將主調節閥運動部件與固定部件的配合間隙控制標準范圍內。

    2.5、調節閥的回座壓力低?

    調節閥回座壓力過低將造成大量的介質超時排放,給生產、設備構成火災隱患。分析其原因主要是由以下幾個因素造成的:

    一是彈簧脈沖調節閥上介質的排泄量大,這種形式的沖量調節閥在開啟后,介質不斷排出,推動主調節閥動作。一方面是沖量調節閥前壓力因主調節閥的介質排出量不夠而繼續升高,繼續流向沖量調節閥維持沖量調節閥動作。另一方面由于沖量調節閥介質流通是經由閥芯與導向套之間的間隙流向主調節閥活塞室的,介質沖出沖量調節閥的密封面,在其周圍形成動能壓力區,將閥芯抬高,于是達到沖量調節閥繼續排放,,閥芯部位動能壓力區的壓強越大,作用在閥芯上的向上的推力就越大,沖量調節閥就越不容易回座,此時消除這種故障的方法就是將節流閥關小,使流出沖量調節閥的介質流量減少,降低動能壓力區內的壓力,從而使沖量調節閥回座。

    二是閥芯與導向套的配合間隙不適當,配合間隙偏小,在沖量調節閥啟座后,在此部位瞬間節流形成較高的動能壓力區,將閥芯抬高,延遲回座時間,當容器內降到較低時,動能壓力區的壓力減小,沖量閥回座。消除這種故障的方法是認真檢查閥芯及導向套各部分尺寸,配合間隙過小時,減小閥瓣密封面直往式閥瓣阻汽帽直徑或增加閥瓣與導向套之間徑向間隙,來增加該部位的通流面積,使局部壓力升高形成很高的動能壓力區。

    三是各運動零件磨擦力大,有些部位有卡澀,解決方法就是認真檢查各運動部件,嚴格按檢修標準對各部件進行檢修,將各部件的配合間隙調整至標準范圍內,消除卡澀的可能性。

    2.6、調節閥的頻跳?

    頻跳指的是調節閥回座后,待壓力稍一升高,調節閥又將開啟,反復幾次出現,這種現象稱為調節閥的“頻跳”。調節閥機械特性要求調節閥在整動作過程中達到規定的開啟高度時,不允許出現卡阻、震顫和頻跳現象。發生頻跳現象對調節閥的密封極為不利,極易造成密封面的泄漏。分析原因主要與調節閥回座壓力達高有關,回座壓力較高時,容器內過剩的介質排放量較少,調節閥已經回座了,當運行人員調整不當,容器內壓力又會很快升起來,所以又造成調節閥動作,解決調節閥的頻跳可通過開大節流閥的開度的方法予以消除。節流閥開大后,通往主調節閥活塞室內的汽源減少,推動活塞向下運動的力較小,主調節閥動作的機率較小,從而避免了主調節閥連續啟動。

    2.7、調節閥的顫振

    調節閥在排放過程中出現的抖動現象,稱其為調節閥的顫振,顫振現象的發生極易造成金屬的疲勞,使調節閥的機械性能下降,造成嚴重的火災隱患,發生顫振的原因主要有以下二個方面:

    一方面是閥門的使用不當,選用閥門的排放能力太大(相對于必須排放量而言),消除的方法是應當使選用閥門的額定排量盡可能接近設備的必需排放量。

    另一方面是由于進口管道的口徑太小,小于閥門的進口通徑,或進口管阻力太大,消除的方法是在閥門安裝時,使進口管內徑不小于閥門進口通徑或者減少進口管道的阻力。排放管道阻力過大,造成排放時過大的北壓也是造成閥門顫振的一個因素,可以通過降低排放管道的阻力加以解決。

    3、結束語

    通過對調節閥故障原因分析,采取適當的處理、改進辦法,將大大提高調節閥的利用率,降低儀表故障率,對流程工藝的生產效率和經濟效益的提高以及能源消耗的降低都有著重要作用,可有效提高調節系統的質量,只有充分掌握調節閥的常見防火故障原因和對策,在故障發生時處理起來才能得心應手,對保證設備的消防安全運行有著重要的意義。

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