淺議PVC工廠(chǎng)中三通閥的改造

　　文章結合韓華化學(xué)(寧波)有限公司的PVC反應釜的三通閥在生產(chǎn)運行中出現的密封閥座被磨損或切斷而導致的內漏等問(wèn)題，分析4個(gè)階段產(chǎn)生設備故障的原因，提出實(shí)施技術(shù)改造的相關(guān)措施，并取得很好的效果。

一、PVC反應釜三通E閥的問(wèn)題簡(jiǎn)述

　　韓華(寧波)PVC工廠(chǎng)的PVC反應釜三通E閥自從2010年11月投用以來(lái)一直故障不斷，主要的現象是密封閥座被磨損或切斷而導致的內漏。在這期間，隨著(zhù)問(wèn)題的不斷增多，工廠(chǎng)多次邀請廠(chǎng)家包括真空技術(shù)網(wǎng)(http://likelearn.cn/)的專(zhuān)家到現場(chǎng)共同討論解決方案，由最初的全部重新加工閥座，到后來(lái)改變閥門(mén)結構(浮動(dòng)球形式改為固定球形式)，再到后來(lái)更改密封閥座的固定方式及更換閥座材質(zhì)(密封閥座周?chē)�加金屬抱箍、閥座改成PPL材質(zhì))，最終在這基礎上又在金屬壓蓋的閥座上增加限位設計。這次三通E閥的改進(jìn)前后經(jīng)歷了約一年的時(shí)間，當然也離不開(kāi)部分工藝的改良配合。

二、原因推測及解決方案

　　1、第一階段：加工及更換RTFE閥座

　　(1)現象：從2010年11月～12月剛開(kāi)車(chē)期間，工藝不斷反映在反應釜底部的三通E閥有內漏現象，我們通過(guò)壓力變送器觀(guān)察8個(gè)反應釜的三通E閥基本存在內漏的現象。

圖1 拆下的閥座

　　(2)原因推測：解體檢查內漏的三通E閥，發(fā)現解體的閥座基本完好，除了部分閥座有些鐵銹殘留，沒(méi)有損壞現象(圖1)，但再組裝上去之后，測試發(fā)現還是內漏，而且呈現一條水柱噴射而出。技術(shù)人員初步認為除了工藝剛試車(chē)有鐵銹殘留的原因外，主要是密封閥座的質(zhì)量問(wèn)題。

　　(3)解決方案：因時(shí)間緊迫，一方面要求Univals廠(chǎng)家再提供RTFE密封閥座，同時(shí)對所有泄漏的三通E閥拆下送當地維修廠(chǎng)家加工閥座。

　　2、第二階段：浮動(dòng)球形式改為固定球的形式

　　(1)現象：2010年11月份剛換上去的閥座，經(jīng)過(guò)一個(gè)月不到時(shí)間又陸陸續續出現了內漏現象。

　　(2)原因推測：經(jīng)過(guò)解體檢查內漏的三通E閥，發(fā)現解體的閥座基本完好，沒(méi)有損壞現象，而再組裝上去之后，測試發(fā)現還是內漏。但新加工的閥座剛裝上去不會(huì )出現內漏現象，使用一段時(shí)間后會(huì )出現內漏。通過(guò)查閱相關(guān)資料及數據后，發(fā)現這些三通E閥的數據表上是固定球的形式，但實(shí)際使用的是浮動(dòng)球形式。相關(guān)的規范及廠(chǎng)家一般規定“6”以上的球閥應該使用固定球的形式，浮動(dòng)球易磨損而導致泄漏。

　　(3)解決方案：針對Univals廠(chǎng)家的這個(gè)缺陷，工廠(chǎng)要求立即對現場(chǎng)安裝的8只三通E閥進(jìn)行更換或改造。因考慮時(shí)間緊迫及廠(chǎng)商的難處，同意廠(chǎng)商現場(chǎng)改造浮動(dòng)球為固定球的方案。

　　3、第三階段：在密封閥座周?chē)�加金屬壓蓋及更換密封閥座材料(RTFE到E-TEFLON、PPL)

　　(1)現象：從2011年2月初，三通E閥開(kāi)始從浮動(dòng)球形式改造成固定球的形式后，效果大為改善。但從3月份開(kāi)始，又陸陸續續出現內漏及閥門(mén)卡住的現象。

　　(2)原因推測：經(jīng)過(guò)解體檢查內漏的三通E閥，發(fā)現解體的閥座出口側有損壞，而且幾乎出問(wèn)題的都是三通閥的出口側，閥座有些被磨損或切割狀。更換新的閥座后，約過(guò)2周的時(shí)間又會(huì )出現類(lèi)似的現象。我們仔細觀(guān)察了損壞的閥座，推測主要原因是出口側接觸PVC漿料介質(zhì)，溫度較高，時(shí)間一長(cháng)會(huì )導致閥座軟化。如果被軟化的閥座又沒(méi)有相對的固定，則閥座的一邊容易翹起從而導致被球體磨損或切割。

　　(3)解決方案：針對以上推測的原因，工廠(chǎng)協(xié)同Univals廠(chǎng)商同時(shí)采用以下3種方案：在密封閥座周?chē)�加金屬壓蓋(圖2)，這樣即使密封閥座有些軟化也不會(huì )使閥座翹起;同時(shí)準備三種密封閥座材料(RTFE、E-TEFLON、PPL)，最終選擇測試效果最好的PPL材料為使用的密封閥座。與工藝人員協(xié)商，能否適當降低介質(zhì)的溫度(后來(lái)實(shí)際熱水的問(wèn)題由140℃降低到120℃)。

圖2 金屬壓蓋閥座設計圖

　　4、第四階段：在金屬壓蓋的閥座上增加限位設計

　　(1)現象：經(jīng)過(guò)第三階段的在密封閥座周?chē)�加金屬壓蓋及工藝適當降溫的共同舉措下，運行了近3個(gè)月幾乎沒(méi)有發(fā)生類(lèi)似的內漏故障。但是從2011年6月底開(kāi)始，又有2只閥門(mén)相繼發(fā)生內漏故障，而且打開(kāi)困難，有卡住的現象。

　　(2)原因推測：經(jīng)過(guò)解體這2只內漏的三通E閥(圖3)，發(fā)現解體的閥座出口側又有損壞，而且損壞得很?chē)乐�，閥座已經(jīng)蹦出金屬壓蓋，球體碰到閥體，球體及閥體都產(chǎn)生較嚴重的磨損。經(jīng)過(guò)仔細分析，認為主要的原因是在高溫介質(zhì)下的閥座總會(huì )有些軟化，軟化的閥座經(jīng)過(guò)球體的多次摩擦會(huì )將閥座從金屬壓蓋中帶出，使球體與閥體直接接觸，由于都是金屬，會(huì )導致球體及閥體都受損。

　　(3)解決方案：根據現場(chǎng)發(fā)生的情況，在制作三通閥大側蓋的過(guò)程中增加密封軟閥座的限位設計(圖4)，目的是防止閥座支撐環(huán)在軟閥座破損情況下彈出，拉傷閥球。這樣的限位增加后主要有以下3個(gè)作用：即使時(shí)間長(cháng)了使閥座磨損，閥座不會(huì )蹦出金屬壓蓋，保護了球體;因限位用螺栓固定，更換閥座只需拆卸螺栓，方便了閥座的更換;因閥座的固定，可大大延長(cháng)閥座的使用壽命。

圖3 閥座蹦出后球體與閥體摩擦受損圖

圖4 閥座增加限位實(shí)體圖

三、改善結論

　　反應釜三通E閥經(jīng)過(guò)以上4個(gè)階段近一年的改善，效果是有目共睹的。從去年剛試車(chē)時(shí)的頻繁拆裝，大量加工更換閥座，到現在生產(chǎn)穩定運行，應該來(lái)說(shuō)這次的改善是非常成功的。