氧化氮壓縮機(jī)防喘振調(diào)節(jié)閥的泄漏處理

　　分析濃硝酸裝置氧化氮壓縮機(jī)防喘振調(diào)節(jié)閥存在的泄漏問(wèn)題，通過(guò)檢修處理，使該閥達(dá)到Ⅴ級(jí)泄漏等級(jí)要求，使?jié)庀跛嵫b置尾氣排放達(dá)到環(huán)保要求，保證了裝置運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。

　　濃硝酸裝置的氧化氮壓縮機(jī)防喘振調(diào)節(jié)閥如果閥芯發(fā)生泄漏，工藝氣中的NO2會(huì)直接通過(guò)調(diào)節(jié)閥進(jìn)入排氣筒，從而使尾氣中NO2氣體濃度排放超標(biāo)，達(dá)不到環(huán)保要求。2010年11月3日由于氧化氮壓縮機(jī)防喘振調(diào)節(jié)閥閥芯發(fā)生泄漏造成濃硝酸裝置尾氣濃度突然升高，從100×10^-6左右上升到600×10^-6左右。為了環(huán)保達(dá)標(biāo)，必須對(duì)氧化氮壓縮機(jī)防喘振調(diào)節(jié)閥進(jìn)行檢修處理，使其達(dá)到Ⅴ級(jí)泄漏等級(jí)要求。

1、氧化氮壓縮機(jī)防喘振調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)形式

　　氧化氮壓縮機(jī)防喘振調(diào)節(jié)閥是由美國(guó)CCI公司生產(chǎn)的氣缸直行程籠式調(diào)節(jié)閥，介質(zhì)流向?yàn)榈瓦M(jìn)高出，使用中因原平衡式閥塞上的“O”型密封圈易損壞，后由廠家將平衡式結(jié)構(gòu)更改為非平衡式結(jié)構(gòu)，并通過(guò)計(jì)算在現(xiàn)有雙作用氣缸口徑和氣源壓力下采用非平衡式仍能滿足調(diào)節(jié)閥在工況壓力下的Ⅴ級(jí)泄漏等級(jí)要求。調(diào)節(jié)閥密封形式為單座金屬硬密封，流量特性為直線型，公稱通徑DN250mm，流量系數(shù)(CV值)900，閥籠設(shè)計(jì)為多孔降壓以降低流體噪聲。雙作用氣缸執(zhí)行機(jī)構(gòu)配備有儲(chǔ)氣罐，確保閥門(mén)在氣源中斷情況下也能緊急打開(kāi)，防止氧化氮壓縮機(jī)出現(xiàn)喘振。

2、氧化氮壓縮機(jī)防喘振調(diào)節(jié)閥泄漏點(diǎn)及泄漏量檢查

　　2.1、泄漏點(diǎn)檢查

　　在工藝具備停車交出檢修的條件下，將氧化氮壓縮機(jī)防喘振調(diào)節(jié)閥進(jìn)出口管道與進(jìn)口法蘭拆卸分開(kāi)，用DN250mm的盲法蘭盲好調(diào)節(jié)閥進(jìn)口，并加0.30MPa儀表氣源，在調(diào)節(jié)閥閥座、閥芯部位用肥皂水查漏，觀察泄漏情況，用以判斷是否為閥芯線密封處泄漏，還是閥座墊片處漏。

　　通過(guò)檢查發(fā)現(xiàn)，閥座的墊片處沒(méi)有泄漏，泄漏處在閥籠的孔眼處，因此確定是在閥芯密封處泄漏。

　　2.2、水壓泄漏試驗(yàn)

　　根據(jù)GB/T17213.4-2005進(jìn)行泄漏試驗(yàn)，向調(diào)節(jié)閥進(jìn)口閥內(nèi)腔灌水進(jìn)行0.30MPa的水壓泄漏試驗(yàn)，在調(diào)節(jié)閥出口處收集泄漏水量，泄漏量達(dá)到2200mL/min，調(diào)節(jié)閥的泄漏量很大。

　　根據(jù)GB/T17213.4-2005中7.3.3泄漏的規(guī)范，計(jì)算氧化氮壓縮機(jī)防喘振調(diào)節(jié)閥水壓試驗(yàn)Ⅴ級(jí)泄漏等級(jí)要求的泄漏量，見(jiàn)表1。

表1 氧化氮壓縮機(jī)防喘振調(diào)節(jié)閥水壓試驗(yàn)Ⅴ級(jí)泄漏等級(jí)泄漏量

　　由表1可知，氧化氮壓縮機(jī)防喘振調(diào)節(jié)閥水壓試驗(yàn)的泄漏量遠(yuǎn)大于調(diào)節(jié)閥Ⅴ級(jí)泄漏等級(jí)要求的泄漏量。

3、調(diào)節(jié)閥泄漏處理

　　由于氧化氮壓縮機(jī)防喘振調(diào)節(jié)閥泄漏確定是在閥芯密封處泄漏，泄漏原因?yàn)椋洪y芯與閥座的密封正常情況下為線密封，由于閥芯、閥座長(zhǎng)期腐蝕、沖刷等原因，造成密封面損壞，引起調(diào)節(jié)閥泄漏量增大。

　　從調(diào)節(jié)閥閥芯、閥座腐蝕情況、檢修費(fèi)用等方面考慮，針對(duì)調(diào)節(jié)閥的泄漏處理過(guò)程分為3步：①在閥芯、閥座原密封面上進(jìn)行光刀處理;②若第一步處理效果不好，應(yīng)根據(jù)閥芯、閥座的配合尺寸，光刀、研磨，形成新的密封面;③更換閥座環(huán)，重新定位密封線，使調(diào)節(jié)閥達(dá)到Ⅴ級(jí)泄漏等級(jí)要求。

　　3.1、閥芯、閥座測(cè)繪

　　閥芯、閥座拆卸完成后，對(duì)調(diào)節(jié)閥閥芯、閥座進(jìn)行測(cè)繪，了解調(diào)節(jié)閥泄漏較大的部位，并為接下來(lái)的密封面加工和光刀工作提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

　　3.2、閥芯、閥座密封面光刀處理

　　3.2.1、在閥座原密封面進(jìn)行光刀處理

　　在調(diào)節(jié)閥閥座原密封面上進(jìn)行光刀處理，光刀處理前閥座如圖1，閥座截面加工如圖2，光刀處理后閥座如圖3。

圖1 光刀處理前閥座

圖2 閥座截面

圖3 光刀處理后閥座

　　處理步驟如下：

　　1)首先對(duì)閥座A面進(jìn)行光刀處理，輕微進(jìn)刀，此次進(jìn)刀大約7～8絲，光至見(jiàn)金屬本色，并使表面粗糙度為Ra0.8，B面沒(méi)有做任何處理(進(jìn)刀時(shí)A面的找正差0.5絲，外圈的不圓度差2絲)。

　　2)C面按照?qǐng)D2進(jìn)行光刀，進(jìn)行倒角光刀處理，C面與軸線的角度為20°，使密封線落到上沿處，C面光刀后拋光至表面粗糙度為Ra0.8。

　　3.2.2、在閥芯原密封面進(jìn)行光刀處理

　　如圖4所示，沿著原閥芯的密封面D面作光刀處理，改變角度使密封面D面切線與軸線的夾角為35°，以確保閥座A面與C面相交線落在閥芯D面上，起到密封作用。按此角度光刀直至見(jiàn)金屬本色，光刀后的密封面D面拋光至表面粗糙度為Ra0.8(閥芯找正差2絲)。

圖4 氧化氮壓縮機(jī)防喘振調(diào)節(jié)閥閥芯

　　3.2.3、閥芯、閥座光刀后進(jìn)行配合檢查

　　閥芯、閥座光刀處理合格后，將閥芯、閥座接觸的密封面配裝，采用紅丹涂抹(圖5)，檢查密封配合線是否清晰、規(guī)則、完整。

圖5 閥芯涂抹紅丹后密封配合線

　　3.2.4、調(diào)節(jié)閥回裝、試漏，檢查第一步光刀處理后的效果

　　1)調(diào)節(jié)閥閥座加工處理完成后，按照正確方法回裝閥籠、閥芯。

　　2)按照GB/T17213.4-2005的泄漏試驗(yàn)方法，對(duì)調(diào)節(jié)閥進(jìn)行泄漏試驗(yàn)。在水壓為0.4MPa時(shí)，調(diào)節(jié)閥的泄漏量為75mL/min，只能達(dá)到Ⅱ級(jí)泄漏標(biāo)準(zhǔn)的要求，未達(dá)到V級(jí)泄漏標(biāo)準(zhǔn)的要求。把水壓降為0.3MPa時(shí)，調(diào)節(jié)閥進(jìn)行一次開(kāi)關(guān)后，再進(jìn)行泄漏試驗(yàn)，調(diào)節(jié)閥的泄漏量為25mL/min，也只能達(dá)到Ⅱ級(jí)泄漏標(biāo)準(zhǔn)的要求，也未達(dá)到V級(jí)。

　　3)調(diào)節(jié)閥關(guān)閉了15h后再作泄漏試驗(yàn)，把水壓降為0.3MPa時(shí)，進(jìn)行泄漏試驗(yàn)，調(diào)節(jié)閥的泄漏量為15mL/min，只能達(dá)到Ⅲ級(jí)泄漏標(biāo)準(zhǔn)的要求，也未達(dá)到V級(jí)。

　　3.3、閥芯、閥座密封面再光刀處理

　　由于第一步處理效果不好，根據(jù)閥芯、閥座的配合尺寸，光刀、研磨，形成新的密封面。

　　3.3.1、第一次處理效果不滿足要求的原因分析

　　由于調(diào)節(jié)閥的泄漏量沒(méi)有達(dá)到V級(jí)泄漏等級(jí)要求，將調(diào)節(jié)閥取出，查看閥芯密封面被閥座擠壓后的痕跡，發(fā)現(xiàn)在閥芯的密封面內(nèi)沒(méi)有被擠壓后的密封線，而是在閥芯密封面的上面頂部有擠壓的痕跡，這說(shuō)明閥座密封線口徑大于閥芯的密封面，需要降低密封線的位置，使其置于閥芯密封面的內(nèi)部。

　　3.3.2、第二次處理采取的措施

　　由于閥座受到腐蝕，光刀處理后閥座A、C面交線的直徑剛好基本與閥芯的外徑相等，因此沒(méi)有處理好密封，泄漏量仍然較大。經(jīng)討論決定將閥座A、C面交線的直徑擴(kuò)大，讓閥座的C面作為密封面，閥芯密封面的上圓線為密封線。按此思路重新對(duì)閥座進(jìn)行光刀處理，閥芯不動(dòng)。加工好后，重新裝配試漏。泄漏量下降到2mL/min，但只能達(dá)到Ⅳ級(jí)泄漏標(biāo)準(zhǔn)的要求。因此決定再對(duì)閥芯、閥座采取研磨的方法處理。

　　第一次研磨使用W7金剛砂，將金剛砂均勻的涂抹在閥座的C面上�；匮b調(diào)節(jié)閥的上閥蓋，按照順時(shí)針的方向緩慢旋轉(zhuǎn)閥芯，剛開(kāi)始感覺(jué)非常的澀，需要使用較大的力才能轉(zhuǎn)動(dòng)閥芯，旋轉(zhuǎn)到4圈后感覺(jué)到較輕松，總共旋轉(zhuǎn)了7圈。隨后取下閥芯、閥座查看密封面的研磨狀況，發(fā)現(xiàn)閥芯、閥座的密封面均被損壞，打壓試漏泄漏量增加到3mL/min，研磨后的效果不理想。因此，在對(duì)閥芯、閥座按照前面的光刀方法進(jìn)行處理后，又進(jìn)行了第二次研磨。這次使用W28金剛砂，但不采用轉(zhuǎn)圈旋轉(zhuǎn)，而是在很小的角度內(nèi)來(lái)回的旋轉(zhuǎn)，研磨后檢查仍發(fā)現(xiàn)閥芯、閥座的密封面被損壞，打壓試漏泄漏量增加到了30mL/min。

　　3.4、更換閥座環(huán)，重新定位密封線

　　3.4.1、前兩次處理效果不滿足要求的原因分析

　　由于調(diào)節(jié)閥閥芯、閥座都存在一定的腐蝕，特別是閥座環(huán)存在深度腐蝕，通過(guò)對(duì)閥座環(huán)光刀后也存在有瑕疵;同時(shí)也由于對(duì)閥門(mén)研磨的方法、程度掌握不準(zhǔn)，旋轉(zhuǎn)時(shí)可能產(chǎn)生定位不準(zhǔn)，引起閥座、閥芯配合的密封線出現(xiàn)偏移等問(wèn)題。

　　3.4.2、第三次處理采取的措施

　　利用舊的閥芯、加工新的閥座。新的閥座環(huán)加工好后，對(duì)舊的閥芯進(jìn)行光刀，將新的閥座與閥芯用紅丹配合觀察，密封線在閥芯密封面的中部左右，確認(rèn)閥芯、閥座配合較好后，用新的閥座進(jìn)行回裝。

　　調(diào)節(jié)閥回裝完成后，進(jìn)行水壓泄漏試驗(yàn)，這次泄漏量只有0.2mL/min，達(dá)到了V級(jí)泄漏等級(jí)要求。

4、結(jié)束語(yǔ)

　　籠式調(diào)節(jié)閥長(zhǎng)期在腐蝕性工作環(huán)境中的泄漏問(wèn)題，一直沒(méi)有比較好的解決方法。通過(guò)對(duì)氧化氮壓縮機(jī)防喘振調(diào)節(jié)閥的檢修，對(duì)籠式調(diào)節(jié)閥的維護(hù)積累了一定的經(jīng)驗(yàn)：①對(duì)泄漏的處理，應(yīng)認(rèn)真分析，各種應(yīng)對(duì)技術(shù)措施都要提前預(yù)測(cè)，否則可能會(huì)半途而廢;②對(duì)不同的泄漏要求，可采取不同的處理措施;③反復(fù)調(diào)試是成功的關(guān)鍵。