На предприятиях по производству ТАФ (терефталевой кислоты) в химической промышленности долгосрочная стабильная работа регулирующих клапанов для пара высокого давления и температуры имеет решающее значение для безопасности и экономичности всей технологической системы. На одном из заводов ТАФ произошла утечка через шток регулирующего клапана в системе регулирования пара. Эта проблема с утечкой клапана привела не только к потере энергии, но и создала угрозу для безопасности производства. Данное исследование GRAT систематически проанализирует причину этой поломки клапана и предложит решение, предлагая справочную информацию для выбора и обслуживания клапанов в аналогичных рабочих условиях.
Технические характеристики
Применение: Система регулирования высокотемпературного пара, химический завод ТАФ
Среда: Перегретый пар
Материал корпуса: WCB
Тип соединения: Фланцевый
Тип привода: Пневматический
Рабочая температура: 385℃
Рабочее давление: 4.3 МПа
Дата ввода в эксплуатацию: Декабрь 2024 г.
Место установки: Главная паровая магистраль, завод ТАФ
Примерно через шесть месяцев непрерывной работы наблюдалась значительная утечка пара в области штока этого регулирующего клапана. Скорость утечки клапана постепенно увеличивалась со временем, серьезно влияя на безопасность производства и экологические показатели.
Поиск и устранение неисправностей и анализ
По прибытии техническая группа поддержки GRAT разобрала неисправный регулирующий клапан для осмотра и выявила следующие проблемы:
- В зоне сальникового уплотнения наблюдалась серьезная утечка.
- Оригинальная PTFE-набивка показала явные признаки старения и затвердевания.
- Некоторые уплотнительные кольца были сильно изношены и потеряли свою эластичную герметизирующую способность.
Анализ коренных причин:
PTFE-набивка подвержена затвердеванию и старению в условиях высоких температур. Ее герметизирующие свойства значительно ухудшаются при больших колебаниях температуры. Температура пара в данном применении достигала 385℃, что намного превышает предел нормальной рабочей температуры для PTFE-набивки (около 200℃). Это привело к быстрому выходу набивки из строя, что непосредственно привело к наблюдаемой утечке пара из клапана.
Ключевые факторы, влияющие на потенциальную утечку клапана, включают:
- Ослабленные болты сальника с недостаточным предварительным натяжением (например, из-за длительной вибрации)
- Изношенная или поцарапанная поверхность штока клапана (например, от твердых частиц в среде)
- Неправильные методы установки набивки (например, разрезы уплотнительных колец не смещены)
- Использование материала набивки, неподходящего для условий эксплуатации (например, стандартная набивка в условиях высоких температур)
Решение и реализация
Основываясь на конкретных условиях на месте, наш технический персонал разработал целевое решение для устранения утечки клапана:
Замена материала набивки: Вся оригинальная PTFE-набивка была заменена на гибкую графитовую набивку. Этот материал обеспечивает широкий диапазон температур (-200℃ to +600℃), отличную самосмазкуи превосходную термическую стабильность, что делает его идеальным для предотвращения утечек клапанов при высоких температурах.
- Оптимизированная структура набивки: Использовалась комбинация слоев гибких графитовых колец и промежуточных армирующих колец. Эта структура обеспечивает надежную герметичность при одновременном повышении общей прочности набора набивки для борьбы с утечками клапанов.
- Стандартизированная процедура установки: Набивка устанавливалась слой за слоем в соответствии со стандартными процедурами, обеспечивая смещение всех разрезов колец. Для равномерной затяжки болтов сальника до рекомендуемого крутящего момента.
После замены набивки и оптимизации процесса установки регулирующий клапан возобновил стабильную работу. После 72 часов непрерывного мониторинга с использованием портативного детектора летучих органических соединений в нескольких точках вокруг сальника уплотнение штока клапана показало отсутствие утечек.
