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弹簧式安全阀阀门常见故障分析
发布时间: 2018-6-14
  随着经济的快速发展,我过的安全阀领域也逐渐递进,安全阀的种类也越来越多,应用安全阀的行业也越来越多,如石化行业、炼油行业、核电行业、火电行业等都有广泛的使用。随之,安全阀的质量要求也越加的重要,生产制造高要求阀门是一项重要的措施,并且安全阀的安全阀使用是每个用户应该注意的事情,下面就由小编为大家讲解一些安全保障措施:
  小编分析了弹簧式安全阀阀门漏泄、阀体结合面渗漏、冲量安全阀动作后主安全阀不动作、冲量安全阀回座后主安全阀延迟回座时间过长以及安全阀的回座压力低、频跳和颤振等常见的故障原因,并针对故障原因提出了解决方法。
  1、阀门漏泄
  在设备正常工作压力下,阀瓣与阀座密封面处发生超过允许程度的渗漏,安全阀的泄漏不但会引起介质损失。另外,介质的不断泄漏还会使硬的密封材料遭到破坏,但是,常用的安全阀的密封面都是金属材料对金属材料,虽然力求做得光洁平整,但是要在介质带压情况下做到绝对不漏也是非常困难的。因此,对于工作介质是蒸汽的安全阀,在规定压力值下,如果在出口端肉眼看不见,也听不出有漏泄,就认为密封性能是合格的。一般造成阀门漏泄的原因主要有以下三种情况:一种情况是,脏物杂质落到密封面上,将密封面垫住,造成阀芯与阀座间有间隙,从而阀门渗漏。消除这种故障的方法就是清除掉落到密封面上的脏物及杂质,一般在锅炉准备停炉大小修时,首先做安全门跑砣试验,如果发现漏泄停炉后都进行解体检修,如果是点炉后进行跑砣试验时发现安全门漏泄,估计是这种情况造成的,可在跑砣后冷却20分钟后再跑舵一次,对密封面进行冲刷。
  另一种情况是密封面损伤。造成密封面损伤的主要原因有以下几点:一是密封面材质不良。例如,在3~9号炉主安全门由于多年的检修,主安全门阀芯与阀座密封面普遍已经研得很低,使密封面的硬度也大大降低了,从而造成密封性能下降,消除这种现象最好的方法就是将原有密封面车削下去,然后按图纸要求重新堆焊加工,提高密封面的表面硬度。注意在加工过程中一定保证加工质量,如密封面出现裂纹、沙眼等缺陷一定要将其车削下去后重新加工。新加工的阀芯阀座一定要符合图纸要求。目前使用YST103通用钢焊条堆焊加工的阀芯密封面效果就比较好。二是检修质量差,阀芯阀座研磨的达不到质量标准要求,消除这种故障的方法是根据损伤程度采用研磨或车削后研磨的方法修复密封面。造成安全阀漏泄的另一个原因是由于装配不当或有关零件尺寸不合适。在装配过程中阀芯阀座未完全对正或结合面有透光现象,或者是阀芯阀座密封面过宽不利于密封。消除方法是检查阀芯周围配合间隙的大小及均匀性,保证阀芯顶尖孔与密封面同正度,检查各部间隙不允许抬起阀芯;根据图纸要求适当减小密封面的宽度实现有效密封。
  2、阀体结合面渗漏
  指上下阀体间结合面处的渗漏现象,造成这种漏泄的主要原因有以下几个方面:一是结合面的螺栓紧力不够或紧偏,造成结合面密封不好。消除方法是调整螺栓紧力,在紧螺栓时一定要按对角把紧的方式进行,最好是边紧边测量各处间隙,将螺栓紧到紧不动为止,并使结合面各处间隙一致。二是阀体结合面的齿形密封垫不符合标准。例如,齿形密封垫径向有轻微沟痕,平行度差,齿形过尖或过坡等缺陷都会造成密封失效。从而使阀体结合面渗漏。在检修时把好备件质量关,采用合乎标准的齿形密封垫就可以避免这种现象的发生。三是阀体结合面的平面度太差或被硬的杂质垫住造成密封失效。对由于阀体结合面的平面度太差而引起阀体结合面渗漏的,消除的方法是将阀门解体重新研磨结合面直至符合质量标准。由于杂质垫住而造成密封失效的,在阀门组装时认真清理结合面避免杂质落入。
  3、冲量安全阀动作后主安全阀不动作这种现象通常被称为主安全门的拒动。主安全门拒动对运行中的锅炉来说危害是非常大的,是重大的设备隐患,严重影响设备的安全运行,一旦运行中的压力容器及管路中的介质压力超过额定值时,主安全门不动作,使设备超压运行极易造成设备损坏及重大事故。
  在分析主安全门拒动的原因之前,首先分析一下主安全门的动作原理。
  一是阀门运动部件有卡阻现象。这可能是由于装配不当,脏物及杂质混入或零件腐蚀;活塞室表面光洁度差,表面损伤,有沟痕硬点等缺陷造成的。这样就使运动部件与固定部件间摩擦力fm增大,在其他条件不变的情况下f1<f2+f3+fm所以主安全门拒动。
  4、冲量安全阀回座后主安全阀延迟回座时间过长。发生这种故障的主要原因有以下两个方面:一方面是,主安全阀活塞室的漏汽量大小,虽然冲量安全阀回座了,但存在管路中与活塞室中的蒸汽的压力仍很高,推动活塞向下的力仍很大,所以造成主安全阀回座迟缓,这种故障多发生于A42Y-P5413.7VDg100型安全阀上,因为这种型式的安全阀活塞室汽封性良好。消除这种故障的方法主要通过开大节流阀的开度和加大节流孔径加以解决,节流阀的开度开大与节流孔径的增加都使留在脉冲管内的蒸汽迅速排放掉,从而降低了活塞内的压力,使其作用在活塞上向下运动的推力迅速减小,阀芯在集汽联箱内蒸汽介质向上的推力和主安全阀自身弹簧向上的拉力作用下迅速回座。
  另一方面原因就是主安全阀的运动部件与固定部件之间的磨擦力过大也会造成主安全阀回座迟缓,解决这种问题的方法就是将主安全阀运动部件与固定部件的配合间隙控制台标准范围内。
  5、安全阀的颤振安全阀在排放过程中出现的抖动现象,称其为安全阀的颤振,颤振现象的发生极易造成金属的疲劳,使安全阀的机械性能下降,造成严重的设备隐患,发生颤振的原因主要有以下几个方面:一方面是阀门的使用不当,选用阀门的排放能力太大(相对于必须排放量而言),消除的方法是应当使选用阀门的额定排量尽可能接近设备的必需排放量。
  6、安全阀的频跳 频跳指的是安全阀回座后,待压力稍一升高,安全阀又将开启,反复几次出现,这种现象称为安全阀的“频跳”。安全阀机械特性要求安全阀在整动作过程中达到规定的开启高度时,不允许出现卡阻、震颤和频跳现象。发生频跳现象对安全阀的密封极为不利,极易造成密封面的泄漏。分析原因主要与安全阀回座压力达高有关,回座压力较高时,容器内过剩的介质排放量较少,安全阀已经回座了,当运行人员调整不当,容器内压力又会很快升起来,所以又造成安全阀动作,像这种情况可通过开大节流阀的开度的方法予以消除。节流阀开大后,通往主安全阀活塞室内的汽源减少,推动活塞向下运动的力较小,主安全阀动作的机率较小,从而避免了主安全阀连续启动。
  7、安全阀的回座压力低 安全阀回座压力低对锅炉的经济运行有很大危害,回座压力过低将造成大量的介质超时排放,造成不必要的能量损失。这种故障多发生在200MW机组所使用的A49H型弹簧脉冲安全阀上,分析其原因主要是由以下几个因素造成的:一是弹簧脉冲安全阀上蒸汽的排泄量大,这种形式的冲量安全阀在开启后,介质不断排出,推动主安全阀动作。
  一方面是冲量安全阀前压力因主安全阀的介质排出量不够而继续升高,所以脉冲管内的蒸汽沿汽包或集气联箱继续流向冲量安全阀维持冲量安全阀动作。
  另一方面由于此种型式的冲量安全阀介质流通是经由阀芯与导向套之间的间隙流向主安全阀活塞室的,介质冲出冲量安全阀的密封面,在其周围形成动能压力区,将阀芯抬高,于是达到冲量安全阀继续排放,蒸汽排放量越大,阀芯部位动能压力区的压强越大,作用在阀芯上的向上的推力就越大,冲量安全阀就越不容易回座,此时消除这种故障的方法就是将节流阀关小,使流出冲量安全阀的介质流量减少,降低动能压力区内的压力,从而使冲量安全阀回座。
  造成回座压力低的第二因素是:阀芯与导向套的配合间隙不适当,配合间隙偏小,在冲量安全阀启座后,在此部位瞬间节流形成较高的动能压力区,将阀芯抬高,延迟回座时间,当容器内降到较低时,动能压力区的压力减小,冲量阀回座。
  消除这种故障的方法是认真检查阀芯及导向套各部分尺寸,配合间隙过小时,减小阀瓣密封面直往式阀瓣阻汽帽直径或增加阀瓣与导向套之间径向间隙,来增加该部位的通流面积,使蒸汽流经时不至于过分节流,而使局部压力升高形成很高的动能压力区。
  最后,小编提醒安全阀使用过程中应该做好安全阀措施,以免造成不必要的麻烦,虽然目前弹簧式安全阀都是由主、辅阀配套组成的,并采用机械和热工控制双重保护,有些故障不易发生,但只有充分掌握安全阀的常见故障原因和消除方法,在故障发生时处理起来才能得心应手,对保证设备的安全运行有着重要的意义。
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