描述了某制氫裝置故障閥門的基本情況，分析了閥桿拉傷的原因，介紹了損傷部件的修復(fù)措施和檢修效果。

一、前言

　　某石化廠制氫裝置預(yù)轉(zhuǎn)化反應(yīng)器的三臺(tái)進(jìn)口手動(dòng)操作的閘閥，在裝置臨時(shí)停車期間增加了電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，在進(jìn)行電動(dòng)機(jī)構(gòu)調(diào)試時(shí)出現(xiàn)閥桿拉傷問題，導(dǎo)致裝置不能按計(jì)劃開車。通過對(duì)閥桿部件的檢查和分析，進(jìn)行修復(fù)后裝置才重新開車。下面是故障閥門的基本信息。

　　所屬單元：109單元Ⅱ系列。

　　工況：介質(zhì)為轉(zhuǎn)化氣(含H2)，操作溫度510℃，操作壓力3.0MPa。

　　閥門廠商：西班牙POYAM。

　　閥門參數(shù)：彈性閘板閘閥，DN450/CL600/RF，閥體材質(zhì)C12A，閥桿材質(zhì)F347H。

　　安裝狀態(tài)：閥門水平安裝于水平管線，閥桿處于水平方向。

　　運(yùn)行狀態(tài)：兩臺(tái)閥處于常開狀態(tài)，一臺(tái)閥處于常閉狀態(tài)。

　　使用期限：安裝于2008年6月，截止2011年11月底一直處于正常使用狀態(tài)。

　　啟閉頻率：裝置開停車時(shí)，各進(jìn)行一次全行程啟閉，啟閉頻率低。

　　驅(qū)動(dòng)形式：原配為手動(dòng)蝸桿機(jī)構(gòu)，后改成電動(dòng)機(jī)構(gòu)。

二、閥門故障情況

　　閥門原有驅(qū)動(dòng)形式為手動(dòng)蝸桿機(jī)構(gòu)，裝置開停車期間，幾個(gè)人輪流不間斷進(jìn)行一次全開或全關(guān)操作需要耗時(shí)30min，這樣既浪費(fèi)人力資源又不能及時(shí)保證裝置進(jìn)入安全狀態(tài)。鑒于此種狀況，車間決定將驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)改為電動(dòng)，經(jīng)過對(duì)比和選型，最終確定選用ROTORK的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，并于2011年11月底裝置停車期間，進(jìn)行電動(dòng)機(jī)構(gòu)的安裝和調(diào)試。

　　1、問題的發(fā)現(xiàn)

　　閥門電動(dòng)機(jī)構(gòu)改裝調(diào)試完成后的當(dāng)天下午，操作人員就發(fā)現(xiàn)一臺(tái)改裝閥門的閥桿有嚴(yán)重的劃傷(劃傷情況是劃痕布滿近1/2閥桿圓周，可看見閥桿的光桿長(zhǎng)度上均有很深的溝痕)。再檢查另外兩臺(tái)同樣改裝的閥門，閥桿也存在不同程度的拉傷情況，閥桿和填料隔套的損傷情況如圖1、圖2所示。

圖1 閥桿的損傷情況

圖2 填料隔套的損傷情況

　　2、解體檢查

　　解體檢查發(fā)現(xiàn)三臺(tái)閥門的閥桿光桿部位、上密封部位、填料部位均有不同程度的嚴(yán)重劃痕(最深1～2mm)，上閥座環(huán)和填料隔套內(nèi)有金屬粉末和細(xì)微碎屑，上閥座硬質(zhì)合金面有壓痕，閥桿最大有2mm的徑向圓跳動(dòng)，解體測(cè)量數(shù)據(jù)見下表。

　　閥門解體測(cè)量數(shù)據(jù)表(單位：mm)

三、閥門故障原因分析

　　閥門在改裝電動(dòng)機(jī)構(gòu)之前，運(yùn)行狀況一直良好無任何問題，這說明閥門是在電動(dòng)機(jī)構(gòu)的安裝調(diào)試期間出現(xiàn)了問題。閥門產(chǎn)生如此嚴(yán)重的劃傷(不是簡(jiǎn)單的刻線、拉毛和粗糙)，最大的可能就是在閥桿與上密封部位進(jìn)入了較硬的金屬碎片或顆粒，金屬碎片或顆粒在間隙較小的空間內(nèi)，當(dāng)閥桿動(dòng)作時(shí)，閥桿表面與其配合的上閥座環(huán)內(nèi)壁及填料隔套劃傷。原因分析如下。

　　(1)閥門過開解體發(fā)現(xiàn)，上閥座密封面上有很深的壓痕，可能有部分STL硬質(zhì)合金物質(zhì)脫落，進(jìn)入閥桿與上閥座環(huán)和填料隔套的間隙。

　　(2)閥桿彎曲進(jìn)行閥桿徑向圓跳動(dòng)量測(cè)量時(shí)，3號(hào)閥的閥桿的最大徑向圓跳動(dòng)為2mm，彎曲的閥桿可能對(duì)上閥座、填料隔套及填料壓蓋有很大的摩擦。過關(guān)或不平衡力會(huì)導(dǎo)致閥桿彎曲變形。

　　(3)配合間隙問題閥桿與其他幾個(gè)密封件的配合間隙，尤其是與上閥座環(huán)的配合間隙過小。

　　(4)水平安裝對(duì)于閘閥來講，一般情況下應(yīng)是豎直安裝于管線，如安裝空間不夠，或?yàn)榱朔奖悴僮髋c維護(hù)，才不得已水平安裝。水平安裝的情況下，沉重的閥板會(huì)給閥桿一個(gè)某種程度上向下的不良性力，部分惡劣工況下則可能會(huì)使閥桿產(chǎn)生一定的疲勞，同時(shí)使閥桿與上閥座環(huán)、填料隔套、填料壓蓋之間的底部間隙變小并增大摩擦力，進(jìn)入間隙的雜質(zhì)在水平方向也不容易落出。3臺(tái)閥門閥桿的劃傷部位基本都在閥桿水平方向的底面和偏下側(cè)面。

　　(5)電動(dòng)執(zhí)行裝置電動(dòng)執(zhí)行裝置的設(shè)計(jì)、裝配、調(diào)試不當(dāng)是導(dǎo)致閥桿拉傷的直接原因。手動(dòng)操作改成電動(dòng)操作，畢竟與原閥門不是原配，在其結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)上，可能與手動(dòng)閥門存在不協(xié)調(diào)的地方;裝配的電動(dòng)機(jī)構(gòu)的軸心可能與原蝸桿機(jī)構(gòu)不同心造成閥桿彎曲;調(diào)試方法不當(dāng)，由于電動(dòng)裝置轉(zhuǎn)速過快致使閥門產(chǎn)生過開或過關(guān)的情況，電動(dòng)裝置的扭矩過大，在全開或全關(guān)時(shí)，給閥桿或閥座一定程度的不平衡力，造成某種程度的破壞和不良影響，以致產(chǎn)生如此嚴(yán)重的損傷。

四、處理措施

　　1、閥桿修復(fù)

　　第一步，閥桿測(cè)繪。

　　第二步，閥桿直線度檢測(cè)。

　　第三步，根據(jù)上一步的結(jié)果來判斷是否需要校直。

　　第四步，根據(jù)閥桿拉傷情況按如下步驟執(zhí)行修復(fù)工藝，用銼刀將拉傷處的毛刺去掉;對(duì)拉傷較淺的部位，使用扁鏟加工至深1mm左右，然后用砂布或角磨機(jī)打磨粗化，此時(shí)將呈現(xiàn)出新金屬表面;用TL-700金屬清洗劑清洗表面，使被修復(fù)的表面無油、無塵和無污物等;根據(jù)閥桿材質(zhì)選定金屬粉末熔覆拉傷處。

　　第五步，激光熔覆和細(xì)部修整。根據(jù)測(cè)繪出來的閥桿圖樣在熔覆機(jī)上進(jìn)行數(shù)控編程;熔覆拉傷表面處，根據(jù)傷痕深度反復(fù)多次執(zhí)行熔覆;最終熔覆后的高處要求高出原有尺寸1mm以上;用車床、銼刀、刮刀和砂布等工具將高于原尺寸的熔覆層去除，操作時(shí)要隨時(shí)測(cè)量，不要使熔覆層低于原尺寸，并且預(yù)留0.5mm作為精修整量;待尺寸達(dá)到精修余量時(shí)，分別用600號(hào)、800號(hào)的砂布繼續(xù)打磨;當(dāng)尺寸高于原尺寸0.2mm時(shí)，更換金剛砂，研磨至實(shí)際尺寸精度即可。

　　2、上閥座的修復(fù)

　　對(duì)上密封部位進(jìn)行吹掃清洗，去除雜質(zhì)。用砂紙對(duì)上閥座環(huán)內(nèi)部進(jìn)行打磨，去除不平整。測(cè)量上閥座及閥桿上密封面的幾何尺寸，加工研磨胎具。找正后分別進(jìn)行粗磨、細(xì)磨和精磨。

　　3、填料隔套的修復(fù)

　　有劃傷的填料隔套，用激光熔覆后機(jī)加車削并拋光。后來更換了填料和中法蘭大蓋墊片。電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)仍然裝配，但還是利用手動(dòng)進(jìn)行操作，因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)構(gòu)廠家還沒有給出具體的故障意見。

催化裂化裝置

五、結(jié)語

　　故障閥門的閥桿及相關(guān)部件修復(fù)裝配后裝置重新開車，現(xiàn)在閥門性能穩(wěn)定，這說明閥門的修復(fù)效果很好。鑒于本次閥門電動(dòng)機(jī)構(gòu)調(diào)試時(shí)出現(xiàn)的問題，在進(jìn)行同類操作時(shí)一定要做好技術(shù)準(zhǔn)備工作，同時(shí)要制定好防范措施，以避免給企業(yè)帶來不必要的損失。