En unitats d'hidrogenació, the Vàlvules de comporta òrbita loEls dispositius de control crítics estan situats a la sortida dels compressors alternatius. Els errors d'aquestes vàlvules solen provocar llargs cicles d'adquisició de peces de recanvi importades i costos elevats, que afecten directament el funcionament estable-a llarg termini de la unitat. Per a fallades comunes com ara "embussos" i "fractura" en aquestes vàlvules importades, la renovació domèstica combinada amb les actualitzacions de material és sovint la solució més eficaç. L'anàlisi següent es basa en un cas de fallada típic, detallant les causes arrel i les estratègies de reparació.
1. Fons i fenomen de falla
Prenent com a exemple una vàlvula de compuerta Orbit a la sortida d'un compressor alternatiu en una unitat d'hidrogenació, la fallada es va produir durant la fase de càrrega-de la posada en marxa de la unitat. La vàlvula de seguretat a la sortida de la segona-etapa es va aixecar sobtadament i va forçar l'aturada. Una revisió de les tendències històriques de pressió va confirmar un pic de pressió anormal a la sortida de la segona-etapa. Combinat amb la indicació anormal de l'indicador de posició de la tija de la vàlvula abans de l'incident, es va determinar preliminarment que la vàlvula no s'havia pogut obrir, provocant una sobrepressió del sistema.
En el desmuntatge i la inspecció de la vàlvula defectuosa, es van observar danys mecànics importants:
La tija de la pista de la pilota presentava esquerdes, vores aixafades i fortes ratllades.
L'àrea de contacte entre l'eix guia i la pista mostrava deformació.
La superfície interna del casquet de guia mostrava greus sagnies i ratlles.
El més crític, el passador de la tija s'havia tallat.
L'anàlisi espectral i les proves de duresa van confirmar que el material dels components danyats complia les especificacions originals SS410, descartant els defectes de la matèria primera.
2. Anàlisi de causes arrels
La vàlvula de compuerta Orbit funciona aixecant la tija, utilitzant la interacció entre el passador de guia del capó i la pista de la tija per aconseguir el moviment d'"elevació-i-gir" de la pilota. A partir de les troballes del desmuntatge i de les condicions de funcionament, la fallada es va atribuir a tres factors principals: problemes de muntatge mecànic, corrosió mitjana i fragilitat per hidrogen.
Muntatge mecànic i desgast
L'examen de les marques de deformació a la pista de la tija de la lleva va revelar que el passador de guia no lliscava suaument dins de la ranura helicoïdal, especialment encallant-se a les seccions corbes. Aquest bloqueig va restringir la rotació normal, provocant el desgast i la deformació de la pista amb ciclades freqüents. A més, es van quedar fragments del passador de retenció fracturat entre la tija de la lleva i el casquet, augmentant significativament el parell operatiu. Sota la superposició de múltiples esforços mecànics, la tija es va fracturar al punt de concentració d'estrès més alta.
Corrosió dels ions de clorur
La vàlvula funciona a 13,0 MPa amb un medi que conté hidrocarburs i traces de clorurs. L'anàlisi de les impureses del fang de la sortida del compressor va mostrar un contingut d'ions clorur fins al 3,10%. Tot i que l'acer inoxidable martensític SS410 té certa resistència als clorurs, les altes concentracions poden destruir la pel·lícula de passivació, afavorint la corrosió de picats i esquerdes. La corrosió-a llarg termini va reduir la secció transversal-efectiva i la resistència dels components.
Fragilització de l'hidrogen i fractura del pin
En un entorn d'alta pressió parcial d'hidrogen, els àtoms d'hidrogen es difonen a l'acer i s'acumulen, provocant la fragilitat de l'hidrogen, caracteritzada per una ductilitat i duresa reduïdes. Tot i que el material de l'agulla de la tija (SUH660) té una bona resistència a la corrosió per estrès, la combinació de la fragilitat de l'hidrogen i el parell elevat causat per l'encallament mecànic va fer que el pin fos molt susceptible a la fractura fràgil quan el parell d'operació manual superava el límit crític.
3. Esquema de rehabilitació i actualització del material
Abordant les causes arrels, l'estratègia de renovació es va centrar en la "restauració dimensional, l'enfortiment localitzat i l'optimització estructural", amb un èmfasi específic en les millores de materials per a les parts vulnerables.
Revestiment làser per a components clau
Per millorar la resistència al desgast i evitar la deformació, es va introduir la tecnologia de revestiment làser.
Tija de pista de pilota:L'àrea de la pista helicoïdal estava revestida amb aliatge Stellite 12 sobre una base SS410. Stellite 12 ofereix una alta duresa (HRC 45-50) i una excel·lent resistència al desgast, resistint eficaçment la deformació de la pista.
Pin de guia:El pin estava revestit amb aliatge Stellite 6 sobre una base SS410. Stellite 6 ofereix una millor duresa i resistència al xoc tèrmic, el que el fa ideal per a parells de fricció.
Simultàniament, el casquet guia i el passador de retenció es van mecanitzar de nou{0}}per garantir un ajust precís.
Modificació domèstica del sistema de segellat
La junta original del capó era una peça importada-fabricada a mida, ultra-fina amb un llarg termini de lliurament. Després de calcular els marges de resistència, es va mecanitzar la superfície de segellat del capó per crear una ranura estàndard per a una junta de dents composta-d'ona de grafit. Aquesta modificació va resoldre el problema de segellat i va aconseguir l'auto-suficiència en peces de recanvi. A més, la secció d'embalatge es va substituir per un embalatge de grafit flexible nacional equivalent al GP-6 importat.
4. Resultats operatius i Conclusió
Després de la renovació, la vàlvula va passar les proves de pressió i es va tornar a instal·lar. La pràctica de camp va indicar que la vàlvula de compuerta Orbit millorada funcionava sense problemes amb un excel·lent rendiment de segellat. Fins ara, la vàlvula ha estat en funcionament estable durant tres anys sense fallades recurrents.
Aquest cas demostra que per a les vàlvules de comporta Orbit importades que s'enfronten a condicions de funcionament similars, la renovació domèstica i les actualitzacions de materials mitjançant tecnologies d'enginyeria de superfícies com el revestiment làser no només poden resoldre els reptes d'adquisició de peces de recanvi, sinó que també poden allargar significativament la vida útil de la vàlvula en entorns que contenen hidrogen i clorur{0}}. Aquesta solució té un alt valor promocional per al manteniment de vàlvules en unitats similars.
