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閥門泄漏造成的影響和解決對策

日期:2020-06-17 19:38
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摘要: 我國閥門產業正穩步提升,相對應的,北美和歐盟作為閥門產品的傳統市場,雖然目前仍然占據了全球閥門市場的較大市場份額,但是在增速方麵將趨於放緩。據分析報告預計,未來3年我國閥門主導產品出口增長速度平均在25%左右。企業要抓住這一曆史機遇,實現跨越發展,助推我國閥門製造產業從製造大國邁向製造強國!
 我國閥門產業正穩步提升,相對應的,北美和歐盟作為閥門產品的傳統市場,雖然目前仍然占據了全球閥門市場的較大市場份額,但是在增速方麵將趨於放緩。據分析報告預計,未來3年我國閥門主導產品出口增長速度平均在25%左右。企業要抓住這一曆史機遇,實現跨越發展,助推我國閥門製造產業從製造大國邁向製造強國!

    閥門泄漏造成的損失

    石化工業生產中閥門泄漏,所造成的經濟損失和對環境的汙染程度又因介質的特性的不同而有所不同。如果是氣體介質,則很容易在空氣中擴散傳播,其汙染半徑就會較大。液體介質則會通過對地麵的滲透產生汙染,也可能通過明溝或暗溝流人排洪渠,汙染江河湖泊及其他環境。1984年12月3日淩晨,印度博帕爾農藥廠一個裝有45t液態劇毒筒氛酸甲醋的儲罐中的劇毒藥液衝破閥門泄漏出來,傾刻間化為濃重的煙霧飄散在人口稠密的博帕爾市區,在短短幾天裏,毒氣就奪走了2800人的生命,使52萬多人受到不同程度的毒害,其中有10萬多人終生殘廢。前蘇聯的切爾諾貝利核電站因為一個閥門的問題而釀成空前的災難,不僅造成了重大的人員傷亡,所造成的直接和間接的經濟損失及環境破壞也難以估量。統計數據表明,工業裝置中約20%的閥門存在泄漏問題,所造成的直接經濟損失約占總損失的5%0在石化行業中,以一套5000kt/a規模的常減壓裝置為例,一般情況下有5000個左右的閥門,由其中20%的閥門泄漏所造成的經濟損失和對環境造成的汙染的確不可小覷,如果從整個石化行業來看,情況就更嚴重了。

    解決對策

    優化設計選型

    能否將閥門泄漏的程度降到*低、使用壽命達到*長,取決於閥門設計選型是否合理、密封形式的選用、閥門的產品質量、安裝施工及生產操作是否合乎規範等,而且很大程度上是取決於閥門設計選型的優化。

    閥門設計選型的優化,牽涉到閥門形式的選擇、閥門本身的設計及製造、閥門材料的選用等多方麵的問題。選擇閥門形式時,要從工藝條件的要求和設計規範的要求等角度進行**優化考慮。閥門的用途、介質的溫度、壓力、流速、壓降以及介質的腐蝕性等,都直接影響到閥門的選型,還要根據介質的溫度和腐蝕性,選擇製造閥門所使用的材料。根據施工和實際操作經驗,閥門的選用除了滿足有關工藝要求、設計規範外,還應充分考慮各種具體情況,使其盡可能與操作條件相匹配,*大限度地滿足使用要求。

    對於液體、氣體或兩相流體,使用閘閥或截止閥與使用球閥相比,其效果會有明顯的不同。球閥的氣密性優於閘閥和截止閥,開啟和關閉的速度也要迅速得多,但使用溫度範圍卻大大小於閘閥和截止閥。一般情況下,大多數球閥都不能在高溫下使用。而閘閥和截止閥在高溫情況下的性能比較穩定。球閥的壓力損失比閘閥和截止閥要小,相比之下截止閥的壓力損失比閘閥的壓力損失要大一些,這是由閥門內在的構造形式所決定的。對於不同的物料流速及調節流量的效果,使用不同類型的閥門其效果也會大不一樣。高速流的情況下一般不宜使用截止閥,因為在高速流的情況下截止閥的壓力損失*大,但截止閥對流量的調節作用卻比閘閥和球閥要好得多。在選擇閥門類型時,還要根據介質的溫度和腐蝕性考慮製造閥門所使用的材料。閥門所使用的材料必須滿足閥門工作點的工藝條件的要求。根據工作點的工藝要求,合理地選用閥芯和閥體的材料,可以延長閥門的使用壽命而不必大幅度增加費用。單純地追求高等級的材質隻會造成材料的無謂浪費。

    填料函泄漏對策

    由於閥門填料函密封的泄漏,以及閥體連接部位密封的泄漏,是造成閥門外漏的關鍵所在,所以需要特別重視。

    傳統的軟質填料密封,是靠填料壓蓋的軸向壓力,使之在閥杆與填料以及填料與填料箱側壁之間,產生一定的徑向接觸應力而達到密封的。因此,壓蓋的軸向力必須相當大,這就造成填料與閥杆之間摩擦轉矩增大、磨損增加、軟質密封填料磨損快,因而須經常擰緊壓蓋螺栓或更換填料,才能保證較好的密封效果。

    采用合適的填料密封及填料密封組合,可提高閥門使用的可靠性,延長使用壽命。如柔性石墨環填料的組合使用,比隻用柔性石墨環填料的密封效果好。目前在國內采用單一柔性石墨環填料的情況比較多;而在國外,采用柔性石墨環填料組合的使用方法已開始流行,並且取得了良好的效果。

    消除閥體連接部位的泄漏

    閥體連接部位密封,就其密封性質而言屬於靜密封,其應滿足下列要求:

   (1)能適應溫度和壓力的急劇變化;

   (2)多次拆卸而不損壞密封元件;

   (3)結構簡單、緊湊,金屬消耗量少;

   (4)對振動和衝擊載荷不敏感;

   (5)能滿足各種工作介質的使用要求。

    閥體的連接部位,通常采用樺槽式或凹凸式平墊片密封,近年來,“O”形密封圈密封,也獲得了廣泛的應用。

    禪槽式平墊片密封,是將平墊片安裝在封閉槽中,這種結構在密封麵上,可產生很高的密封比壓,通常遠遠超過墊片材料的屈服極限,從而保證了可靠的密封性。其適用於壓力大於等於4.OMPa的中高壓閥門。這種密封結構的缺點是:當拆卸閥門時,墊片難於從密封槽中取出,如果硬性取出,往往會將墊片損壞。

凹凸式平墊片密封,是將平墊片安裝在凹凸麵法蘭的密封麵上,與樟槽式平墊片密封結構相比,具有以下優點:

   (1)拆卸閥門時,墊片容易取出;(2)由於密封槽呈階梯狀,因此加工工藝性能較好。

    平墊片的材料,根據工藝參數和流體性質,可選用鋁、紫銅、1Cr18Ni9Ti和橡膠石棉板等。氟塑料也是常用的墊片密封材料,但由於其具有冷流性,如果密封結構設計不當,將導致不佳後果。

    “O”形密封圈,其結構簡單,製造方便,隻要密封結構設計合理,裝配後就能產生足夠的徑向擠壓變形,可不必軸向加載即可達到密封,因此,將其用作法蘭連接密封,可以減小法蘭的結構尺寸,從而減輕閥門的重量。

    對於低壓小通徑閥門,為減小閥體結構尺寸和重量,閥體一般采用內螺紋連接,而連接處的密封元件也可采用平墊片或“O”形密封圈。

    閥杆泄漏對策

    閥杆是閥門中重要的受力零部件,閥杆材料必須具有足夠的強度和韌性,能耐介質、大氣及填料的腐蝕,耐擦傷,工藝性能好。為了提高閥杆表麵耐腐蝕、耐磨損的性能,一般應對其表麵進行強化處理。目前,製造閥杆的材料,國內大部分使用馬氏體不鏽鋼,但這種不鏽鋼耐縫隙腐蝕能力較弱,這是由於酸性物質的作用,使閥杆表麵的鈍化膜破壞而產生的局部腐蝕,因此*好采用奧氏體-鐵素體雙相不鏽鋼,可以增強閥杆耐縫隙腐蝕的能力,從而使閥杆處的泄漏得到有效的控製。

    在石化工業生產中閥門的泄漏是不容忽視的問題,它對生產的經濟性、安全性以及對環境都會帶來重大的影響。消除閥門泄漏的關鍵在於優化閥門結構的設計,根據不同的工藝條件合理選擇閥門的材料,提高閥門在生產過程中的質量控製水平,以及根據工藝操作係統優化閥門的選型。隨著科學技術的進步,特別是新材料的出現,一些新結構的閥門已投入使用,它們性能好、壽命長,可滿足生產發展的需要。


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