李明杰

摘要：針對(duì)某乙烯裝置余熱鍋爐5#爐主蒸汽管彈簧式安全閥位號(hào)PSV05910，在線上檢修時(shí)發(fā)現(xiàn)閥芯密封面貫穿性裂紋導(dǎo)致閥面泄漏的實(shí)例，從安全閥的材料選型、研磨及車削等方式來修復(fù)并進(jìn)行缺陷分析。

關(guān)鍵詞：安全閥、貫穿性裂紋、研磨、車削、缺陷分析

前言

安全閥是承壓類特種設(shè)備的安全附件之一，對(duì)設(shè)備系統(tǒng)的安全運(yùn)行起到至關(guān)重要的作用。安全閥在日常使用中，除了保證在超壓能正常起跳之外，還應(yīng)保證在非超壓時(shí)段能達(dá)到密封要求，不得有泄漏現(xiàn)象。安全閥泄漏一方面造成使用介質(zhì)和能量的損耗，特別是易燃易爆有毒介質(zhì)的泄漏更是污染環(huán)境危害人民生命財(cái)產(chǎn)安全。本文通過某企業(yè)乙烯裝置余熱鍋爐的安全閥閥芯貫穿性裂紋在線修復(fù)案例來探討。

1 ?缺陷闡述及分析

某化工企業(yè)乙烯裝置5#爐主蒸汽安全閥，位號(hào)為PSV05910，型號(hào)：3L26 HCIRW98C12AC，DN80，整定壓力12.62MPa?，F(xiàn)已安全運(yùn)行4年有余，在對(duì)該設(shè)備進(jìn)行線上維修檢測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn)該閥密封接觸面出現(xiàn)貫穿性裂紋。如圖1所示。

安全閥密封面損傷的原因有很多，如結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料及制作的精度、安裝位置及使用方法出現(xiàn)的偏差。根據(jù)該設(shè)備的實(shí)際使用情況，造成該缺陷的原因：第一，閥芯是彈性閥瓣，密封面很薄，起跳后如遇有雜質(zhì)粘在閥芯或閥座，安全閥回座后極有可能壓裂閥瓣密封面;第二，遇到系統(tǒng)壓力不穩(wěn)，造成安全閥頻繁起跳，也有可能壓裂閥芯密封面。

2 拆卸及修復(fù)過程

為了保證修復(fù)后的閥芯密封面能與閥座配合完好，密封性能達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，且材質(zhì)符合相關(guān)工藝生產(chǎn)要求。本文就修復(fù)過程作方案論述。

2.1拆卸前的準(zhǔn)備

因進(jìn)行線上拆閥維修作業(yè)，根據(jù)使用單位相關(guān)規(guī)定開具作業(yè)許可票，且應(yīng)有使用單位設(shè)備管理人員全程跟蹤。前后手閥用盲板封死且掛上“禁止開啟”標(biāo)簽。拆卸工作應(yīng)由持證專業(yè)人員進(jìn)行，且著防護(hù)器具裝備，攜帶氣體報(bào)警儀。

2.2拆卸過程

拆卸全過程應(yīng)仔細(xì)認(rèn)真，拆卸下來的閥體零部件整齊有序擺放做好相應(yīng)記號(hào)。拆卸下來的閥芯密封面應(yīng)朝上放置，且不與其他部件放在一起，以防新的損傷產(chǎn)生。

2.3修復(fù)前的準(zhǔn)備

查詢安全閥技術(shù)資料并利用全定量光譜儀分別對(duì)閥芯與密封面進(jìn)行材質(zhì)分析。經(jīng)過檢測(cè)得知該閥閥芯材料為WC9，密封面材料為25Cr2MoV。

其次，安全閥密封面的結(jié)構(gòu)有平面、錐面、球面等形式。本文論述修復(fù)的閥結(jié)構(gòu)為平面型，此類應(yīng)用最為廣泛且較易于加工。根據(jù)該密封面的損傷程度，采用車削-堆焊-車削-研磨的步驟方法加以修復(fù)

2.4修復(fù)過程

1.利用千分游標(biāo)尺測(cè)得閥芯密封面的內(nèi)外徑尺寸、高度并書面記錄。經(jīng)測(cè)量后，閥芯密封面內(nèi)徑為60.52mm，外徑67.4mm，密封面高出閥芯0.54mm;

2.利用車床工具車削平整閥密封面;

3.對(duì)閥芯進(jìn)行預(yù)熱后利用堆焊工藝使用材質(zhì)為25Cr2MoV的焊條進(jìn)行堆焊密封面，根據(jù)工藝要求，堆焊高度約為2mm;

4.保溫冷卻;

5.根據(jù)步驟一測(cè)錄的尺寸數(shù)據(jù)利用車床工具車削閥芯與密封面。閥芯在機(jī)械車削時(shí)配合微型百分表，一定要確保閥芯內(nèi)、外徑的同軸度及水平度與車床的同軸度及水平度一致。

2.5研磨

2.5.1研磨工具

安全閥密封面的修復(fù)一般是利用研磨工具配合研磨膏研磨，但此種方法對(duì)工具的選材及光潔度要求較高，技術(shù)難度高，較易造成偏磨或者形成臺(tái)階等，從而密封效果。以此經(jīng)過探索，改用砂紙?zhí)娲心ジ噍o以研磨工具。如圖2所示。

2.5.2研磨方法

研磨分粗磨、半靜磨、精磨三個(gè)步驟。粗磨時(shí)應(yīng)根據(jù)密封面的損傷程度，一般先采用400目以下的砂紙;精磨時(shí)一般選用1500以上的砂紙。經(jīng)過試驗(yàn)探索，經(jīng)過高目數(shù)的砂紙研磨過后能達(dá)到較好的密封效果。

研磨方式一般在平臺(tái)砂紙上移動(dòng)走“8”字形、仿“8”字形、或者螺旋形運(yùn)動(dòng)軌跡研磨。通常閥芯采用動(dòng)研磨，閥座采用靜研磨。經(jīng)過研磨后能達(dá)到較良好的平整度。[1]研磨閥座時(shí)，應(yīng)雙手同時(shí)握住手柄，向下施加力，且作用于手柄的力應(yīng)適中，以防研磨中歪斜擺動(dòng)，同時(shí)應(yīng)不停變換位置、角度研磨以防偏磨。

安全閥的密封性是否合格，取決于密封面的平整度與表面粗糙度，即關(guān)鍵在于密封面的精度等級(jí)。

3 結(jié)語

安全閥是防止鍋爐運(yùn)行中超壓，避免引起設(shè)備重大惡性事件的重要安全部件。以往安全閥密封件出現(xiàn)磨損時(shí)，都是“帶病”工作。密封面的修復(fù)是一項(xiàng)精細(xì)的工作，在修理過程中應(yīng)注意每一環(huán)節(jié)對(duì)修復(fù)質(zhì)量的影響。在此次車削修復(fù)實(shí)踐中，我們發(fā)現(xiàn)，閥芯閥座內(nèi)外徑尺寸偏磨是修復(fù)成功與否的關(guān)鍵，而這往往主要靠施工人員經(jīng)驗(yàn)手法。所以我們應(yīng)該不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，提出改進(jìn)和解決的措施。安全閥密封面的修理不僅可以降低使用單位的生產(chǎn)成本，提高循環(huán)使用率，同時(shí)也保障了承壓特種設(shè)備的安全運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1] 曹峰，黃用科，湯巍.安全閥密封面損傷的分析與修復(fù).閥門，2016，（5）