Thread Content
Экстренные меры по устранению проблемы отслоения клапанной пластины в технологических трубопроводах В процессе производства на химических предприятиях безопасность и непрерывность производства являются основой для обеспечения эффективности всего оборудования и всего предприятия в целом. Поэтому вопросы, связанные с обеспечением непрерывной работы оборудования, занимают очень важное место в повседневном управлении оборудованием. В настоящее время в процессе ежедневной эксплуатации оборудования существует множество факторов, влияющих на его непрерывную работу. Самыми распространенными из них являются утечки в резервуарах и трубопроводах, неисправности движущихся узлов, повреждения неподвижных узлов, а также засорение трубопроводов. Проблема засорения трубопроводов занимает значительную долю среди причин нарушений непрерывной работы оборудования. Засорение трубопроводов не только приводит к снижению или полному прекращению нормального потока среды, но также может вызвать повреждение оборудования из-за чрезмерного давления. Из-за закрытой среды обработка таких ситуаций при давлении представляет собой огромные трудности. Поэтому поиск способов устранения засорения трубопроводов без нарушения производственного процесса и обеспечения бесперебойного потока среды является одной из сложных задач, над которой постоянно работают специалисты. Как правило, при первоначальной разработке устройства учитываются меры по предотвращению образования кокса и солей, которые могут заблокировать трубопроводы. Заранее предусматриваются соответствующие способы устранения таких проблем. В нормальных условиях такие проблемы с засорением трубопроводов не возникают; даже если они все же возникают, наличие соответствующих мер позволяет избежать сбоев в производстве ； Действительно сложной для решения или непредсказуемой является проблема засорения трубопровода из-за отслоения клапанных дисков. В таких случаях, когда невозможно удалить клапан из технологического трубопровода или заменить его, это неизбежно ставит под угрозу нормальную работу производства, что представляет огромную опасность. В химической промышленности клапаны часто используются для регулирования потока среды в трубопроводах. Существует множество видов и типов таких клапанов: затворные, крановые, обратные, шаровые и другие ； Среди них клапаны с заслонкой благодаря своей простой конструкции и удобству использования находят широкое применение в производстве. Благодаря постоянным усилиям в области исследований, экспериментов была решена проблема отслоения клапанных элементов у жестких одноклапанных клапанов с прямыми стержнями и клиновидной конструкцией. В настоящее время эти клапаны уже используются в производстве, и они показывают хорошие результаты. II. Структура клапана с заслонкой Клапан с заслонкой – это клапан, в котором заслонка открывается и закрывается под действием штока, перемещаясь вверх и вниз по уплотнительной поверхности седла клапана; он позволяет пропускать или перекрывать поток жидкости. У заслоночных клапанов низкое сопротивление потоку, их легко открывать и закрывать; они широко используются для управления потоком в трубопроводах с различными средами. Когда клапан открывается частично, на обратной стороне заслонки образуются вихри, что может привести к её эрозии и вибрации, а также к повреждению уплотнительной поверхности седла клапана. Это затрудняет ремонт, поэтому клапаны этого типа обычно не используются для регулирования потока. Структура клапана с заслонкой показана на рисунке 1; он в основном состоит из корпуса клапана, крышки клапана, заслонки, штока клапана и ручки управления. В зависимости от конструкции штока клапаны делятся на клапаны с видимым штоком и клапаны с скрытым штоком ； В зависимости от конструкции клапанных пластин их можно разделить на такие типы, как клиновой жесткий однопластинный клапан, клиновой эластичный однопластинный клапан, клиновой двухпластинный клапан и параллельный пластинный клапан. На рисунке 1 показан клиновой жесткий однопластинный клапан с видимым стержнем. 1. Корпус клапана 2. Прокладка 3. Гайка 4. Болт с двумя головками 5. Крышка клапана 6. Уплотнитель 7. Пресс-гайка для уплотнителя 8. Гайка штока клапана 9. Ручка управления 10. Шток клапана 11. Заслонка. Рисунок 1. Структура клапана. (1) Клапан с жесткой заслонкой и видимым штоком. Структура заслонки показана на рисунке 2. Запорная плита представляет собой единый клиновидный элемент; поверхность уплотнения находится под определенным углом к вертикальной оси плиты. Его особенности — простая конструкция, небольшие размеры и высокая надежность в использовании. Однако требования к точности обработки угла клина между затвором и уплотнительной поверхностью клапана очень высоки, что затрудняет как его обработку, так и ремонт. К тому же в процессе открытия и закрытия поверхности уплотнения легко повреждаются, а при изменении температуры заслонка может застрять. В таких случаях, если место соединения штока клапана с заслонкой сильно повреждено или имеются проблемы с качеством изготовления, при попытке силой открыть клапан может произойти разъединение этих частей, то есть заслонка может отвалиться. Эти заслонки подходят для клапанов с различным давлением в условиях нормальной и средней температуры. Рисунок 2. Ригидный заслончатый клапан с клиновидной структурой (2) Эластичный заслончатый клапан с клиновидной структурой. Структура заслонки показана на рисунке 3: в центре заслонки имеется кольцевая канавка, либо заслонка состоит из двух частей, соединенных между собой; внутри остается полость. Угол наклона клина у такого клапана такой же, как и у ригидного клапана. Его особенности заключаются в простой конструкции, надежных уплотнительных поверхностях, способности к самовосстановлению при деформации корпуса клапана из-за чрезмерных нагрузок, а также в возможности предотвращения заедания клапанных элементов. Однако момент закрытия не должен быть слишком велик, чтобы не превысить предел эластичности клапанной пластины. Эластичные клапанные пластины подходят для клапанов среднего и малого диаметра при различных давлениях и температурах, а также для случаев частого открывания и закрывания. Однако требуется, чтобы в среде было мало твердых примесей, и она не подходит для сред, склонных к образованию кокса. Рисунок 3. Клиновидный эластичный затвор: В повседневной производственной практике часто возникает проблема отслоения клиновидного жесткого однозатворного клапана. Опыт показывает, что эту проблему можно решить ； Проблемы с отслоением клапанных пластин других типов встречаются реже, поэтому они рассматриваются лишь теоретически и не подтверждены практикой; в связи с этим здесь они не описываются подробно. III. Чрезвычайные меры на месте при отслоении клапанной пластины 1. Принцип действия При отслоении клапанной пластины заслонка находится в полностью закрытом положении. Благодаря высокой точности обработки угла примыкания клапанной пластины и седла клапана формируется герметичная замкнутая камера между верхней частью клапанной пластины и самим клапаном, как показано на рисунке 4. Когда клапанный элемент отсоединяется, в полости все еще остается небольшое количество среды. Благодаря хорошей герметичности поверхностей замыкания клапана и сиденья клапана, при просверливании отверстия в штоке клапана на его центральной линии не происходит значительного утечки среды, что предотвращает возникновение аварийных ситуаций. Это создает условия для дальнейшей обработки поверхности штока клапана. Используя этот принцип, сначала на корпусе клапана в точке, противоположной центру штока клапана, сваривается специальное устройство (или гайка). Затем, при сверлении отверстия в корпусе клапана через это устройство, с помощью резьбы на нем можно увеличить диаметр полученного отверстия. Таким образом можно использовать специальный приспособление для выдавливания створки клапана из контакта с уплотнительной поверхностью. При правильном управлении движением этого приспособления и штока клапана, клапан может продолжать функционировать нормально. Рисунок 4. Схема полости 2. Меры по устранению проблемы 1) Для обычных низконапорных клапанов с диаметром DN80 и меньше, когда рабочий материал не является токсичным и негорючим, можно сварить на соответствующей части штока клапана гайку M14. Через центральное отверстие этой гайки в нижней части клапана, на противоположной стороне штока, делается отверстие диаметром φ12 мм. Затем с помощью резьбы гайки расширяется это отверстие. После этого с использованием специального инструмента можно толкать заслонку клапана, тем самым открывая его. 2) Для клапанов с диаметром DN80 и более или работающих при высоком давлении, когда среда, проходящая через клапан, является легковоспламеняющейся и токсичной, необходимо сварить специальное устройство в точке, противоположной центру штока клапана. Через центральное отверстие этого устройства в точке, противоположной центру штока, снизу клапана делается сквозное отверстие. С помощью резьбы в центральном отверстии специального устройства это отверстие расширяется. Затем с помощью специального приспособления можно толкнуть заслонку клапана, тем самым открыв его. Таким образом можно также контролировать процесс закрытия и открытия клапана. Схема установки показана на рисунке 5. 1. Клапан 2. Плита клапана 3. Специальная гайка 4. Шток 5. Уплотнительный материал. Рисунок 5. Схематическое изображение устройства после установки. Перед использованием штока необходимо сначала определить метод уплотнения между штоком и корпусом клапана, исходя из давления и температуры жидкости или газа, которые перекачивает клапан. Как правило, на шток предварительно устанавливаются соответствующие гайки и прокладки. После того, как клапан открыт и расход жидкости настроен, вокруг штока и основания корпуса клапана оборачивается герметизирующий материал (например, асбестовая веревка или лента из политетрафторэтилена). В конце гайки затягиваются для обеспечения герметичности. Для клапанов, работающих при высоком давлении, также можно использовать специальные прокладки для герметизации. 3. Меры предосторожности во время обработки 1) Поскольку конструкция, форма и размеры клапанов у разных производителей могут отличаться, при сверлении следует по возможности использовать размеры, рекомендованные в приведенной ниже таблице, чтобы избежать повреждения уплотнительных поверхностей заслонки и седла клапана из-за чрезмерно большого диаметра отверстия. Таблица рекомендуемых размеров отверстий 2) При сверлении отверстий в клапанах, через которые поступают горючие газы или жидкости, необходимо сначала нанести на сверло масло. Также следует использовать водопроводную трубу для постоянного промывания отверстия, чтобы предотвратить возгорание газа или жидкости. 3) Поскольку при толкании клапана с помощью штока на его дно оказывается большая нагрузка, этот метод не подходит для чугунных клапанов, чтобы избежать разрыва корпуса клапана из-за недостаточной прочности материала. 4) Точное расположение клапанных пластин в центре нижней части корпуса клапана является ключевым фактором, влияющим на качество сверления; поэтому необходимо тщательно измерять и точно определять их положение. При устранении неисправности отслоения клапанных пластин дизельных клапанов и клапанов подачи воды в цикл коксования на первом установке с разгоном и снижением давления на одном из заводов был применен этот метод, что принесло хорошую экономическую выгоду. IV. Заключение. Экстренные меры по устранению проблемы отслоения дисков клапанов на месте происшествия позволили окончательно решить проблему, которая долгое время мешала нормальной работе клапанов в трубопроводах под давлением. Это способствовало обеспечению непрерывной работы оборудования.