石化企业不锈钢阀门泄漏原因分析及对策
1 前语
阀门是石油化工炼油设备中不行短少的有些,其运用的阀门品种多、数量大,化工出产中的介质多是腐蚀性强、有毒或易燃易爆的,当阀门走漏时,不只会构成严峻的原资料、能量和商品的糟蹋,而且对环境也构成严峻的影响,乃至致使严峻的安全事故。因而,咱们有必要也应当注重石油化工出产过程中阀门的走漏疑问。下面就石油化工设备中致使阀门走漏的因素以及避免和消除走漏的对策、办法做重点讨论。
2 阀门走漏的因素剖析
2.1阀门的分类
阀门是石油化工出产设备中必不行少的操控设备。阀门的品种繁复,跟着各类成套设备技术流程的不断改进,阀门的品种还在不断添加。依据其用处的不一样能够分为以下几类:
(1)用于堵截或接通管路中的介质的闸阀、截止阀、旋塞阀、球阀和蝶阀等;(2)用于调理管路中介质压力和流量的调理阀(有气动和电动两品种型)、减压阀、节流阀、蝶阀、平衡阀等;(3)用于避免介质倒流、确保介质单向活动的止回阀; (4)用于超温、超压安全维护,排放多余介质,避免温度、压力超过规定数值,然后确保设备和管路系统安全运转的安全阀、溢流阀等;(5)用于改动管路中介质活动的方向,起分流介质效果的分配阀、三通或四通旋塞阀、三通或四通球阀等;(6)用于介质的取样剖析的取样阀; (7)别的格外用处的疏水阀、排污阀、放空阀、排渣阀等。
2.2阀门走漏的因素剖析[1]
阀门走漏分为两种,即外部走漏和内部走漏。在大多数状况下,外部走漏所构成的结果,通常比内部走漏更加严峻。在工业出产中,阀门的外漏不但构成原资料及动力的糟蹋,还会直接污染环境,乃至致使火灾、爆破、中毒等损害生命安全的严峻事故,给国民经济构成严峻丢失。
(1)阀门外漏的因素剖析
外漏常见于阀体、阀杆、填料函与阀体的衔接部位。
1)阀体走漏的因素阀体通常是锻造的,简略构成砂眼等锻造缺陷,阀体上的砂眼会致使介质的走漏,这种走漏通常都表现为渗漏,流量较小,经过水压试验就能被发现。2)阀杆走漏的因素阀门的阀杆因为规划和选材不妥会致使阀杆在某个方位被卡死,使阀门无法关闭或关闭不严,构成介质走漏。此种走漏通常流量较大,对出产设备和周围的环境简略构成严峻的损害。3)填料函走漏的因素填料函由填料箱、填料、填料垫以及填料压紧组织等构成。填料箱置于阀体或阀盖上,起包容填料的效果。填料垫置于填料箱底部,起支持填料的效果。填料分软质密封填料和成型填料两种。成型填料以弹性质料为质料,选用模压成型或车削加工制成各种环形密封圈,比较之下,成型填料构造紧凑,密封功能好,适用性更强。介质在密封填料处走漏,因素为填料压盖松动、密封填料不紧密、填料品种或质量不符合请求、填料老化或被阀杆磨损。4)阀体衔接处走漏的因素阀体衔接部位的密封系指阀体与阀盖之间的密封。通常状况下为法兰衔接密封,当阀门公称直径较小时为螺纹衔接密封。垫片的类型、质料或尺度不符合请求、法兰密封面加工质量差、衔接螺栓紧固不妥、因管道装备不合理而在衔接处发生过大附加载荷等因素,都能致使阀体衔接部位走漏。
(2)阀门内漏的因素剖析
阀门关闭不严构成的走漏为内漏,常发生在阀座密封面。剖析其因素:
1)阀门的规划和制作技术存在疑问,构成阀门密封不严而致使介质的走漏,多为渗漏或小流量接连排放。2)阀板或密封面变形构成密封不严,然后致使介质的走漏,通常成渗漏或小流量接连排放。3)在阀门的制作、运送、查验、安装和运用等过程中,损伤了阀门的密封面,使密封不严,致使阀门走漏。这种走漏也表现为小流量的渗漏。4)介质内含有固体杂质构成阀门关闭不严,然后致使介质走漏。这种走漏也许是小流量的渗漏也也许流量较大。
2. 3阀门走漏构成的丢失
由以上状况致使的走漏,所构成的经济丢失和对环境的污染程度又因介质的特性的不一样而有所不一样。假如是气体介质,则很简略在空气中分散传达,其污染半径就会较大。液体介质则会经过对地面的浸透发生污染,也也许经过明沟或暗沟流人排洪渠,污染江河湖泊及别的环境。1984年12月3日清晨,印度博帕尔农药厂一个装有45t液态剧毒筒氛酸甲醋的储罐中的剧毒药液突破阀门走漏出来,倾刻间化为浓重的烟雾飘散在人口稠密的博帕尔市区,在短短几天里,毒气就夺走了2800人的生命,使52万多人受到不一样程度的毒害,其中有10万多人毕生残废。前苏联的切尔诺贝利核电站因为一个阀门的疑问而变成空前的灾祸,不只构成了严峻的人员伤亡,所构成的直接和直接的经济丢失及环境损坏也难以估计。统计数据标明,工业设备中约20%的阀门存在走漏疑问,所构成的直接经济丢失约占总丢失的5%0在石化行业中,以一套5000kt/a规模的常减压设备为例,通常状况下有5000个左右的阀门,由其中20%的阀门走漏所构成的经济丢失和对环境构成的污染确实不行小觑,假如从全部石化行业来看,状况就更严峻了。
3 对策
3.1 优化规划选型[2,3]
能否将阀门走漏的程度降到*低、运用寿命到达*长,取决于阀门规划选型是不是合理、密封方式的选用、阀门的商品质量、安装施工及出产操作是不是符合标准等,而且很大程度上是取决于阀门规划选型的优化。
阀门规划选型的优化,牵涉到阀门方式的挑选、阀门自身的规划及制作、阀门资料的选用等多方面的疑问。挑选阀门方式时,要从技术条件的请求和规划标准的请求等视点进行全部优化思考。阀门的用处、介质的温度、压力、流速、压降以及介质的腐蚀性等,都直接影响到阀门的选型,还要依据介质的温度和腐蚀性,挑选制作阀门所运用的资料。依据施工和实际操作经验,阀门的选用除了满意有关技术请求、规划标准外,还应充分思考各种具体状况,使其尽也许与操作条件相匹配,*大极限地满意运用请求。
关于液体、气体或两相流体,运用闸阀或截止阀与运用球阀比较,其效果会有显着的不一样。球阀的气密性优于闸阀和截止阀,开启和关闭的速度也要敏捷得多,但运用温度规模却大大小于闸阀和截止阀。通常状况下,大多数球阀都不能在高温下运用。而闸阀和截止阀在高温状况下的功能比较稳定。球阀的压力丢失比闸阀和截止阀要小,比较之下截止阀的压力丢失比闸阀的压力丢失要大一些,这是由阀门内涵的构造方式所决定的。关于不一样的物料流速及调理流量的效果,运用不一样类型的阀门其效果也会大不一样。高速流的状况下通常不宜运用截止阀,因为在高速流的状况下截止阀的压力丢失*大,但截止阀对流量的调理效果却比闸阀和球阀要好得多。在挑选阀门类型时,还要依据介质的温度和腐蚀性思考制作阀门所运用的资料。阀门所运用的资料有必要满意阀门作业点的技术条件的请求。依据作业点的技术请求,合理地选用阀芯和阀体的资料,能够延伸阀门的运用寿命而不用大幅度添加费用。单纯地寻求高等级的质料只会构成资料的无谓糟蹋。
3.2 填料函走漏对策
因为阀门填料函密封的走漏,以及阀体衔接部位密封的走漏,是构成阀门外漏的关键所在,所以需求格外注重。
传统的软质填料密封,是靠填料压盖的轴向压力,使之在阀杆与填料以及填料与填料箱侧壁之间,发生一定的径向接触应力而到达密封的。因而,压盖的轴向力有必要相当大,这就构成填料与阀杆之间摩擦转矩增大、磨损添加、软质密封填料磨损快,因而须常常拧紧压盖螺栓或替换填料,才干确保较好的密封效果。
选用适宜的填料密封及填料密封组合,可前进阀门运用的牢靠性,延伸运用寿命。如柔性石墨环填料的组合运用,比只用柔性石墨环填料的密封效果好。现在在国内选用单一柔性石墨环填料的状况比较多;而在国外,选用柔性石墨环填料组合的运用办法已开端盛行,而且取得了杰出的效果。
3.3 消除阀体衔接部位的走漏
阀体衔接部位密封,就其密封性质而言属于静密封,其应满意下列请求:
(1)能适应温度和压力的急剧改变; (2)屡次拆开而不损坏密封元件; (3)构造简略、紧凑,金属消耗量少; (4)对振荡和冲击载荷不敏感; (5)能满意各种作业介质的运用请求。
阀体的衔接部位,通常选用桦槽式或高低式平垫片密封,这些年,“O”形密封圈密封,也获得了广泛的运用。
禅槽式平垫片密封,是将平垫片安装在关闭槽中,这种构造在密封面上,可发生很高的密封比压,通常远远超过垫片资料的屈从极限,然后确保了牢靠的密封性。其适用于压力大于等于4.OMPa的中高压阀门。这种密封构造的缺陷是:当拆开阀门时,垫片难于从密封槽中取出,假如硬性取出,通常会将垫片损坏。
高低式平垫片密封,是将平垫片安装在高低面法兰的密封面上,与樟槽式平垫片密封构造比较,具有以下长处:
(1)拆开阀门时,垫片简略取出; (2)因为密封槽呈阶梯状,因而加工技术功能较好。
平垫片的资料,依据技术参数和流体性质,可选用铝、紫铜、1Cr18Ni9Ti和橡胶石棉板等。氟塑料也是常用的垫片密封资料,但因为其具有冷流性,假如密封构造规划不妥,将致使不良结果。
“O”形密封圈,其构造简略,制作便利,只需密封构造规划合理,安装后就能发生满意的径向揉捏变形,可不用轴向加载即可到达密封,因而,将其用作法兰衔接密封,能够减小法兰的构造尺度,然后减轻阀门的分量。
关于低压小通径阀门,为减小阀体构造尺度和分量,阀体通常选用内螺纹衔接,而衔接处的密封元件也可选用平垫片或“O”形密封圈。
3.4 阀杆走漏对策
阀杆是阀门中重要的受力零部件,阀杆资料有必要具有满意的强度和耐性,本领介质、大气及填料的腐蚀,耐擦伤,技术功能好。为了前进阀杆外表耐腐蚀、耐磨损的功能,通常应对其外表进行强化处理。现在,制作阀杆的资料,国内大有些运用马氏体不锈钢,但这种不锈钢耐缝隙腐蚀才能较弱,这是因为酸性物质的效果,使阀杆外表的钝化膜损坏而发生的局部腐蚀,因而*佳选用奥氏体-铁素体双相不锈钢,能够增强阀杆耐缝隙腐蚀的才能,然后使阀杆处的走漏得到有用的操控。
4 结束语
综上所述,在石化工业出产中阀门的走漏是不容忽视的疑问,它对出产的经济性、安全性以及对环境都会带来严峻的影响。消除阀门走漏的关键在于优化阀门构造的规划,依据不一样的技术条件合理挑选阀门的资料,前进阀门在出产过程中的质量操控水平,以及依据技术操作系统优化阀门的选型。跟着科学技术的前进,格外是新资料的呈现,一些新构造的阀门已投入运用,它们功能好、寿命长,可满意出产发展的需求。