周 罡
四川泸天化股份有限公司,四川 泸州 646000
摘要 本文主要介绍了先导式安全阀的工作原理及工作特点,并根据我平时在工作中所遇到的一些常见故障提出的维修方案和阀门的具体校验方法。
关键词 先导式安全阀、故障处理、校验
1 概述
先导式安全阀也称为子母阀,是靠导阀(子阀)排出介质来驱动或控制主阀(母阀)的安全阀。导阀是标准的弹簧式安全阀。而导阀本身是一个直接作用式安全阀,有时也采用其他形式的阀门。主阀采用套筒活塞式,双重密封阀座结构。先导式安全阀适用于高压、大口径的场合。它具有良好的密封性能,同时它的动作很少受背压的影响。其缺点在于它的可靠性同主阀和导阀有关。动作不如直接作用式安全阀那样迅速、可靠,而且结构复杂。在化工行业我公司应用比较广泛,从介质上分有天然气、HN2、蒸汽、脱盐水等,从压力等级上分有4.0Mpa-16.0Mpa,从温度上分有常温至300℃。
2 工作原理及结构特点
先导式安全阀由主阀、导阀、泄放阀、接头和导管等组成。其结构图见下。
3 常见的故障及解决方法
先导式安全阀使用过程中,常出现的故障有主阀、导阀泄漏;导阀超压不动作和导阀动作主阀不动作等现象。
3.1 主阀、导阀泄漏
a) 主阀阀座密封面夹杂赃物,安全阀长期使用,密封面都会残留一些杂物,产生腐蚀,生成污锈。需拆开进行清洗。
b) 密封面机械损伤,出现裂纹泄漏。根据缺陷大小,可通过堆焊、车削、研磨及更换零部件的方式来解决。
c) 机械部位动作不灵敏,出现卡塞,锈蚀不动作的现象,可通过解体清洗、润滑来解决。
d) 材料失效。由于有些介质如氨等腐蚀性比较强,对弹簧、密封垫、O型圈等备件产生变形,要做到在更换备件时要对其进行耐氨试验,并定期检查和更换。
e) 高温对主阀、导阀的影响。有些介质是蒸汽、合成气其温度较高,主阀和导阀的结构与一般先导式安全阀有一定的区别,其密封结构形式不是O型圈和四氟密封,而是金属密封,由于导阀结构复杂其密封点较多,所以导阀在运行中容易泄漏。一般情况下都要对其金属密封垫进行更换并对主阀密封面进行研磨。
3.2 导阀动作而主阀拒动
a) 主阀活塞运动卡阻,摩擦力过大。检修过程中要对活塞室内表面,活塞环进行润滑处理,活塞环和活塞套之间的间隙根据力和通径大小有一适中值,过大或过小都影响动作性能。
b) 导阀排气量过小,不足以引起主阀活塞运动。解决方法是选择匹配的导阀和主阀,增大导阀的行程和关小节流阀开度,增加进入主阀活塞室的气量,推动主阀动作。
c) 主阀活塞腔漏气,作用于主阀活塞上的力小不能运动。主要是长期使用后,活塞磨损严重,达不到气密的要求,需更换匹配的活塞及活塞环。
3.3 先导式安全阀导阀、主阀泄漏的案例
a) 2005年5月泸天化新系统合成二车间合成压缩机103-J出口管线上的先导式安全阀 105-J主阀突然起跳,起跳后不能回座,我们在现场查看处理后也不能恢复,最后造成系统紧急停车。停车后我对阀门进行了解体大修,发现造成阀门起跳的原因是导阀、主阀上的O型环损坏,导阀不能压住主阀而使主阀泄漏不能回座。我们在分析了O型环损坏的原因是因为它不能耐氨腐蚀,材质不是丁晴橡胶,由于没有对O型环进行耐氨腐蚀试验造成了这次停车。
b) 2015年6月合成二车间普里森装置一次水泵出口先导式安全阀导阀起跳后不回座,造成系统压力不够备泵起动,拆下后经检查发现导阀内备件无损伤,在重新组装后进行校验但导阀起跳后还是不回座产生泄漏,最后经过认真细致的检查后,发现导阀内有一个O型环的尺寸较小,造成密封不严而泄漏引起导阀不回座的故障。
通过以上两起先导式安全阀的故障,不难看出,在此类安全阀的维修中不能凭经验来做事,而要制定的严格的规章制度,比如O环的耐氨试验,各个点的数据尺寸的测量等,只有通过这些手段才能更好的保证检修的质量。
4 在校验时的具体方法及注意事项
4.1 对于最早的先导式安全阀是从主阀和导阀分开单独进气的,在校验时要采用专用的校验工具进行调试,达到在线调试效果。
4.2 对于有些结构特殊的先导式安全阀,导阀需拆下来单独进行校验,根据其结构导阀起跳后回座压力必须降为零。这样才能使主阀上腔室内的压力排完,以保证主阀顺利起跳。当导阀调试合格后再与主阀连在一起进行调试。
4.3 在校验高压先导式阀门时,选用的介质可以采用水、空气、氮气都可以。当用水来校验时,一定要注意在主阀和导阀前加一个切断阀来控制主阀和导阀,以免在校验时导阀和主阀不能顺利升压,使主阀泄漏严重。在阀门校验完后,要把阀门内的水吹除干净后才能安装到现场管线上,否则会影响阀门的正常运行。
5 结语
先导式安全阀在石油化工行业应用比较广泛并且十分重要,我们只有充分掌握了其结构特点和工作原理,了解常见故障及其解决方法,才能避免问题的发生和发生问题时从容解决,以保证设备的安全运行。
参考文献
1 王训钜,阀门使用维修手册 [M].北京:中国石化出版社, 1999.
作者简介
周 罡,泸天化检修分公司机械维修部合成钳工班班长,电话 :13568154879