化工企業(yè)調(diào)節(jié)閥防火故障原因及其對策
在火災(zāi)危險性較高的化工控制系統(tǒng)，調(diào)節(jié)閥作為調(diào)節(jié)系統(tǒng)的終端執(zhí)行裝置，廣泛地用在各種壓力容器和管道系統(tǒng)上，接受控制信號實現(xiàn)對化工流程的調(diào)節(jié)，當(dāng)受壓系統(tǒng)中的壓力超過規(guī)定值時，它能自動打開，把過剩的可燃或易燃介質(zhì)排放到大氣中去，以保證壓力容器和管道系統(tǒng)安全運行，防止火災(zāi)事故的發(fā)生，而當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)壓力回降到工作壓力或略低于工作壓力時又能自動關(guān)閉。調(diào)節(jié)閥工作的可靠與否直接關(guān)系到生產(chǎn)設(shè)備及人身的消防和生產(chǎn)安全。
調(diào)節(jié)閥的組成與分類
調(diào)節(jié)閥又稱控制閥，是執(zhí)行器的主要類型，通過接受調(diào)節(jié)控制單元輸出的控制信號，借助動力操作去改變流體流量。調(diào)節(jié)閥一般由執(zhí)行機構(gòu)和閥門組成。如果按其所配執(zhí)行機構(gòu)使用的動力，調(diào)節(jié)閥可以分為氣動、電動、液動三種，即以壓縮空氣為動力源的氣動調(diào)節(jié)閥，以電為動力源的電動調(diào)節(jié)閥，以液體介質(zhì)(如油等)壓力為動力的電液動調(diào)節(jié)閥，另外，按其功能和特性分，還有電磁閥、電子式、智能式、現(xiàn)場總線型調(diào)節(jié)閥等。調(diào)節(jié)閥的產(chǎn)品類型很多，結(jié)構(gòu)也多種多樣，而且還在不斷更新和變化。一般來說閥是通用的，既可以與氣動執(zhí)行機構(gòu)匹配，也可以與電動執(zhí)行機構(gòu)或其他執(zhí)行機構(gòu)匹配。
2 調(diào)節(jié)閥類型的選擇
2.1 調(diào)節(jié)閥的閥體類型選擇閥體的選擇是調(diào)節(jié)閥選擇中重要的環(huán)節(jié)。調(diào)節(jié)閥閥體種類很多，常用的有直通單座、直通雙座、角形、隔膜、小流量、三通、偏心旋轉(zhuǎn)、蝶形、套筒式、球形等10種。在選擇閥門之前，要對控制過程的介質(zhì)、工藝條件和參數(shù)進行細(xì)心的分析，收集足夠的數(shù)據(jù)，了解系統(tǒng)對調(diào)節(jié)閥的要求，根據(jù)所收集的數(shù)據(jù)來確定所要使用的閥門類型。在具體選擇時，可從以下幾方面考慮:
(1)閥芯形狀結(jié)構(gòu)主要根據(jù)所選擇的流量特性和不平衡力等因素考慮。
(2)耐磨損性當(dāng)流體介質(zhì)是含有高濃度磨損性顆粒的懸浮液時，閥芯、閥座接合面每一次關(guān)閉都會受到嚴(yán)重摩擦。因此閥門的流路要光滑，閥的內(nèi)部材料要堅硬。
(3)耐腐蝕由于介質(zhì)具有腐蝕性，在能滿足調(diào)節(jié)功能的情況下，盡量選擇結(jié)構(gòu)簡單閥門。
(4)介質(zhì)的溫度、壓力當(dāng)介質(zhì)的溫度、壓力高且變化大時，應(yīng)選用閥芯和閥座的材料受溫度、壓力變化小的閥門。
(5)防止閃蒸和空化閃蒸和空化只產(chǎn)生在液體介質(zhì)。在實際生產(chǎn)過程中，閃蒸和空化不僅影響流量系數(shù)的計算，還會形成振動和噪聲，使閥門的使用壽命變短，因此在選擇閥門時應(yīng)防止閥門產(chǎn)生閃蒸和空化。
調(diào)節(jié)閥常見防火安全故障原因分析及解決方法
一、閥門漏泄
在設(shè)備正常工作壓力下，閥瓣與閥座密封面處發(fā)生超過允許程度的滲漏，調(diào)節(jié)閥的泄漏不但會引起介質(zhì)損失。另外，介質(zhì)的不斷泄漏還會使硬的密封材料遭到破壞，但是，常用的調(diào)節(jié)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(zhì)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(zhì)的調(diào)節(jié)閥，在規(guī)定壓力值下，如果采用專業(yè)測驗工具測驗，如達(dá)到規(guī)范許可范圍，可認(rèn)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(zhǔn)備大小維修時，首先做壓力容器安全門跑砣試驗，發(fā)現(xiàn)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(zhì)不良。由于多年的使用，閥芯與閥座密封面普遍已經(jīng)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(xiàn)象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(zhì)量，如密封面出現(xiàn)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(zhì)量差，閥芯閥座研磨的達(dá)不到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求，消除這種故障的方法是根據(jù)損傷程度采用研磨或車削后研磨的方法修復(fù)密封面或重新安裝新的調(diào)節(jié)閥。
三：是造成調(diào)節(jié)閥漏泄的另一個原因是由于裝配不當(dāng)或有關(guān)零件尺寸不合適。在裝配過程中閥芯閥座未完全對正或結(jié)合面有透光現(xiàn)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(jù)圖紙要求適當(dāng)減小密封面的寬度實現(xiàn)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(diào)節(jié)閥生產(chǎn)過程中的鑄造或鍛造缺陷可導(dǎo)致腐蝕的加強。而腐蝕介質(zhì)的通過，流體介質(zhì)的沖刷也可造成調(diào)節(jié)閥的泄漏。腐蝕主要以侵蝕或氣蝕的形式存在，當(dāng)腐蝕性介質(zhì)在通過調(diào)節(jié)閥時，便會產(chǎn)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(dǎo)致閥芯、閥座不配套，存在間隙，關(guān)不嚴(yán)發(fā)生泄漏。解決方法關(guān)鍵把好閥芯、閥座等材質(zhì)的選型關(guān)、質(zhì)量關(guān)。選擇耐腐蝕材料，對麻點、沙眼等缺陷的產(chǎn)品堅決剔除。若閥芯、閥座變形不太嚴(yán)重，可經(jīng)過細(xì)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(yán)重，則應(yīng)重新更換電動單座調(diào)節(jié)閥。
二、閥體結(jié)合面滲漏
閥體結(jié)合面滲漏指上下閥體間結(jié)合面處的滲漏現(xiàn)象，造成這種漏泄的主要原因有以下幾個方面：一是結(jié)合面的螺栓緊力不夠或緊偏，造成結(jié)合面密封不好。消除方法是調(diào)整螺栓緊力，在緊螺栓時一定要按對角把緊的方式進行，好是邊緊邊測量各處間隙，將螺栓緊到緊不動為止，并使結(jié)合面各處間隙一致。二是閥體結(jié)合面的齒形密封墊不符合標(biāo)準(zhǔn)。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(jié)合面滲漏。在檢修時把好備件質(zhì)量關(guān)，采用合乎標(biāo)準(zhǔn)的齒形密封墊就可以避免這種現(xiàn)象的發(fā)生。三是閥體結(jié)合面的平面度太差或被硬的雜質(zhì)墊住造成密封失效。對由于閥體結(jié)合面的平面度太差而引起閥體結(jié)合面滲漏的，消除的方法是將閥門解體重新研磨結(jié)合面直至符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。由于雜質(zhì)墊住而造成密封失效的，在閥門組裝時認(rèn)真清理結(jié)合面避免雜質(zhì)落入。
沖量調(diào)節(jié)閥動作后主調(diào)節(jié)閥不動作
沖量調(diào)節(jié)閥動作后主調(diào)節(jié)閥不動作通常被稱為主調(diào)節(jié)閥的拒動。主調(diào)節(jié)閥拒動對設(shè)備來說危害是非常大的，是重大的設(shè)備火災(zāi)隱患，嚴(yán)重影響設(shè)備的安全運行，一旦運行中的壓力容器及管路中的介質(zhì)壓力超過額定值時，主調(diào)節(jié)閥不動作，使設(shè)備超壓運行極易造成設(shè)備損壞及重大火災(zāi)事故。主調(diào)節(jié)閥拒動主要與以下三方面因素有關(guān)：
一是閥門運動部件有卡阻現(xiàn)象。這可能是由于裝配不當(dāng)，臟物及雜質(zhì)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(diào)節(jié)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(huán)不符合尺寸要求或活塞環(huán)磨損過大達(dá)不到密封要求有關(guān)系。消除這種缺陷的方法是：對活塞室內(nèi)表面進行處理，更換合格的活塞及活塞環(huán)，在有節(jié)流閥的沖量安全裝置系統(tǒng)中關(guān)小節(jié)流閥開度，增大進入主調(diào)節(jié)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(diào)節(jié)閥的行程來增加進入主調(diào)節(jié)閥活塞室內(nèi)的進汽量方法推動主調(diào)節(jié)閥動作。
三是主調(diào)節(jié)閥與沖量調(diào)節(jié)閥的匹配不當(dāng)，沖量調(diào)節(jié)閥的蒸汽流量太小。沖量調(diào)節(jié)閥的公稱通徑太小，致使流入主調(diào)節(jié)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(diào)節(jié)閥閥芯不動。這種現(xiàn)象多發(fā)生于主調(diào)節(jié)閥式?jīng)_量調(diào)節(jié)閥有一個更換時，由于考慮不周而造成的。
沖量調(diào)節(jié)閥回座后主調(diào)節(jié)閥延遲回座時間過長
發(fā)生這種故障的主要原因有以下兩個方面：一方面是，主調(diào)節(jié)閥活塞室的漏汽量大小，雖然沖量調(diào)節(jié)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(diào)節(jié)閥回座遲緩。消除這種故障的方法主要通過開大節(jié)流閥的開度和加大節(jié)流孔徑加以解決，節(jié)流閥的開度開大與節(jié)流孔徑的增加都使留在脈沖管內(nèi)的介質(zhì)迅速排放掉，從而降低了活塞內(nèi)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(zhì)向上的推力和主調(diào)節(jié)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(diào)節(jié)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(diào)節(jié)閥回座遲緩，解決這種問題的方法就是將主調(diào)節(jié)閥運動部件與固定部件的配合間隙控制標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。
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