Scurgeri de supapă de siguranță a cazanului: cauze, diagnostic și remedieri pentru plante

Scurgerea supapei de siguranță a cazanului: răspunsul scurt înainte de detalii

Dacă o supapă de siguranță a cazanului are scurgeri, tratați-o ca pe un defect la limita presiunii, nu ca pe o neplăcere menajeră. Supapa este ultima barieră mecanică care se află între un tambur presurizat și un eveniment de suprapresiune, iar o supapă care trece abur în mod continuu a încetat deja să mai fie o barieră de încredere. Pena vizibilă este sfârșitul unui lanț de evenimente care au început de obicei cu săptămâni mai devreme, când prima cale microscopică de abur s-a deschis între disc și scaun.

Concluzia practică vine pe primul loc, pentru că ea determină tot ce faci după. Nu îl conectați, nu îl înghițiți, nu conectați maneta în jos și nu o lăsați izolat în spatele unei supape de blocare închise în amonte. Izolați doar suficient timp pentru a planifica o intervenție adecvată, etichetați-o, înregistrați simptomul și apoi treceți direct pe două căi paralele: aflați de ce se scurge și confirmați dacă supapa poate fi recertificată sau trebuie înlocuită.

Există o a doua concluzie care contează la fel de mult. Majoritatea supapelor de scurgere sunt victime, nu vinovate. Acestea curg deoarece marginea presiunii stabilite este prea subțire, deoarece conducta de admisie este subdimensionată, pentru că arcul s-a relaxat după ani de zile la temperatură ridicată sau pentru că s-au adunat pe scaun calcarul și praful de pe calea gazelor de ardere. Înlocuiți supapa fără a corecta acele condiții și cea nouă se va scurge în același program.

Acest articol prezintă mecanismul de etanșare, cele patru lucruri diferite pe care echipele de fabrică le numesc „scurgeri”, cauzele principale clasificate în funcție de frecvența cu care apar în supapele deschise, o diagnoză pas cu pas pe teren, decizia de reparare sau înlocuire, selecția de tăiere și materiale pentru gaze de ardere cu temperatură ridicată și praf ridicat, greșeli de instalare, planificarea inspecției și întrebările de achiziție care împiedică proiectarea următoarei probleme a cazanului.

Cum se etanșează o supapă de siguranță și unde se rupe lanțul de etanșare

O supapă de siguranță cu arc menține presiunea cu o zonă de contact surprinzător de mică. Discul se sprijină pe scaun cu o bandă îngustă, suprapusă de contact metal-metal, încărcată de un arc a cărui forță a fost calibrată pentru a se deschide la o anumită presiune. Tot ce se află în amonte de acea bandă de contact și tot ceea ce ține discul aliniat pe ea aparține lanțului de etanșare. O scurgere apare atunci când orice verigă din acel lanț se deplasează.

Lanțul are cinci zale. Prima este perechea disc și scaun, care face etanșarea propriu-zisă. Al doilea este ghidajul și tija, care mențin discul concentric cu scaunul, astfel încât sarcina să fie distribuită uniform. Al treilea este arcul, care definește presiunea stabilită și trebuie să rămână în toleranță prin mii de cicluri termice. Al patrulea este capota și, acolo unde este prevăzut, burduful, care izolează arcul de proces și gestionează contrapresiunea care acționează asupra discului. Al cincilea este duza de admisie și corpul, care trebuie să furnizeze debit la supapă fără o cădere excesivă de presiune.

Pe un cazan sau un cazan de căldură reziduală, lanțul de etanșare este sub atac continuu. Aburul la 250 până la 450 de grade Celsius determină dilatare diferențială între disc și scaun, ambele fiind de obicei fabricate din aliaje diferite sau cel puțin grosimi de secțiune diferite. Fiecare pornire și oprire flexează arcul. Fiecare oră la temperatură o relaxează puțin mai mult. Praful, oxidul de fier și sărurile de condens se deplasează cu gazele de ardere și găsesc singurul loc în care clearance-ul este măsurat în microni.

Acesta este motivul pentru care eșecul este mai degrabă progresiv decât instantaneu. Un scaun care trece câteva grame de abur pe oră este deja deteriorat. Aburul supraîncălzit accelerează printr-un spațiu de câțiva microni la viteza sonică apropiată, iar acel jet erodează fața scaunului și a discului în câteva ore de la prima trecere. O scurgere care a început ca o șoaptă se termină ca o plumbă vizibilă și un scaun marcat care trebuie înlocuit mai degrabă decât îmbinat.

Ce contează ca o scurgere? Patru semnături care merită separate

Echipele fabricii folosesc un singur cuvânt pentru patru condiții fizice diferite și, de obicei, diagnosticul merge prost. O supapă care fierbe chiar sub presiunea stabilită nu este în aceeași condiție cu o supapă care trece printr-un penar vizibil la presiunea normală de funcționare și niciuna dintre ele nu este aceeași cu o garnitură care plânge la îmbinarea capotei. Fiecare semnătură are o cauză diferită, o urgență diferită și un remediu diferit.

Fierberea este cea mai blândă și cea mai frecvent ignorată. Supapa începe să elibereze un flux subțire, înalt, atunci când cazanul se apropie, dar nu atinge presiunea stabilită. Este adesea audibil înainte de a fi vizibil, motiv pentru care operatorii care lucrează în apropierea tamburului știu despre el cu mult înainte ca întreținerea să o facă. Fierberea este un avertisment că marja dintre presiunea de funcționare și presiunea setată a devenit prea mică sau că arcul s-a relaxat suficient pentru a scădea punctul efectiv de spargere.

Scurgerea scaunului este un animal diferit. Supapa trece aburul la presiunea normală de funcționare, producând un sâmbure vizibil sau un șuierat continuu care nu se oprește niciodată. Până când se observă acest lucru, scaunul este aproape întotdeauna deteriorat și deteriorarea progresează rapid. Plânsul condensului este mai subtil: în timpul pornirii, apa se adună pe scaun și picură din priză, ceea ce pare alarmant, dar deseori se curăță odată ce supapa este la temperatură.

În cele din urmă, scurgerile în articulație și eșecul reședinței după un test manual de ridicare sunt evenimente separate. O garnitură a capotei sau o flanșă de ieșire este o problemă de șuruburi sau garnituri, nu o problemă de scaun. O supapă care rămâne deschisă după ce maneta de ridicare este eliberată are o problemă mecanică de legare în ghidaj sau tijă. Confuzia acestor patru cazuri duce la revizii inutile sau, mai rău, la o scurgere autentică a scaunului care este eliminată ca condens.

Cauzele fundamentale ale scurgerii supapei de siguranță a cazanului, clasificate în funcție de frecvența câmpului

Datele despre cauzele principale preluate din înregistrările de întreținere a instalației nu sunt niciodată perfect uniforme, deoarece site-uri diferite clasifică aceeași defecțiune în moduri diferite. Chiar și așa, modelul care apare atunci când supapele cu scurgeri sunt îndepărtate, tăiate și fotografiate este suficient de consistent pentru a fi util. În cadrul fabricilor de cocsificare, sinterizare, electrice, metalurgie și chimice, aceleași șase explicații reprezintă aproape fiecare caz raportat. Distribuția de mai jos este un compus al acelor clasificări de defecțiuni așa cum apar în rapoartele de inspecție după deschiderea supapei într-un atelier. Nu este un studiu statistic și nu trebuie citit ca o lege fixă. Este o ordine de triaj, o clasare practică a locurilor în care indică cel mai adesea dovezile fizice.

Materiile străine de pe scaun este cea mai mare categorie și este, de asemenea, cea mai prevenibilă. În aplicațiile cu gaze de ardere, resturile sunt rareori un obiect străin în sensul literal. Este vorba de calamă de oxid de fier ruptă de la supraîncălzitorul sau tuburile economizor, praf transportat printr-un bypass, zgură de sudură rămasă în tambur în timpul construcției sau depozite chimice de tratare care se acumulează pe cea mai fierbinte suprafață din spațiul de abur. Deoarece supapa se află în punctul cel mai înalt al tamburului sau colectorului, colectează orice transportă aburul. Odată ce o particulă este prinsă între disc și scaun, supapa nu se poate închide pe o bandă de contact completă, iar jetul rezultat termină lucrarea în câteva ore.

Deteriorarea scaunului și a feței discului ocupă locul al doilea și, de obicei, este consecința primei categorii, mai degrabă decât un eveniment independent. Supapele cu deschidere tăiată arată șanțul de eroziune caracteristic care trece radial pe fața scaunului, adesea cu un semn de potrivire pe disc. Daunele de acest tip nu pot fi acoperite în câmp odată ce depășesc aproximativ jumătate de milimetru de adâncime; scaunul trebuie reproiectat sau ornamentul înlocuit.

Derivarea presiunii setate și relaxarea arcului ocupă locul al treilea, iar această categorie este puternic suprareprezentată în serviciul la temperaturi ridicate. Un arc care trăiește la 400 de grade Celsius timp de câțiva ani își pierde lungimea liberă, iar un arc mai scurt se deschide la o presiune mai mică. Supapa fierbe apoi, se ridică mai devreme decât sugerează plăcuța și își uzează scaunul mai repede. Acesta este motivul pentru care presiunea de pe plăcuța de identificare și presiunea reală de explozie pot diferi cu cinci până la zece procente la supapele vechi care nu au fost niciodată re-certificate.

Problemele de instalare și de contrapresiune reprezintă o altă pondere semnificativă. O țeavă de admisie cu o dimensiune mai mică decât intrarea supapei, un cot ascuțit la câteva diametre de supapă sau o țeavă de evacuare care dezvoltă o contrapresiune acumulată peste zece la sută din presiunea stabilită toate vor produce zgomot, iar zgomotul distruge un scaun mai repede decât aproape orice altceva. Supapa se ridică, se închide trântind, se ridică din nou, iar impactul repetat deformează fața discului.

Fierberea și fluajul termic se află în mijlocul listei, deoarece sunt de obicei un simptom al unei marje de presiune subțiri, mai degrabă decât o defecțiune independentă. Când presiunea de funcționare a cazanului este setată la nouăzeci și cinci la sută din presiunea de reglare a supapei de siguranță, supapei i se cere să funcționeze la limita capacității sale de reașezare, iar cea mai mică cantitate de distorsiune termică la scaun va produce o trecere.

Dimensiunea incorectă sau selecția greșită este cea mai mică categorie în cifre absolute, dar cea mai scumpă de corectat. O supapă dimensionată pentru un caz de incendiu care nu are loc niciodată, sau cu un material de tăiere selectat pentru abur uscat, dar instalat în serviciu umed, corosiv, va eșua într-un program care nu are nimic de-a face cu calitatea întreținerii. Lecția din clasament este simplă: trei sferturi din toate scurgerile provin de la reziduuri, starea scaunului și comportamentul arcului și toate trei răspund la o combinație de marjă de presiune reglată corectă, abur curat la admisia supapei și un interval disciplinat de recertificare.

De ce cazanele de căldură reziduală sunt mai grele pentru supapele de siguranță decât tamburele de abur convenționale

Cazan de căldură reziduală cuptor de cocs gaze arse Cazanul pentru căldură reziduală din cuptorul de cocs este un dispozitiv de înaltă eficiență, care economisește energie, dezvoltat special pentru industria cocsării. Are ca scop recuperarea și utilizarea... Vizualizare produs →

Un cazan cu ardere convențională produce abur la o rată relativ stabilă, cu o intrare de combustibil care poate fi redusă și o presiune a tamburului care urmează o curbă previzibilă. Un cazan de căldură reziduală nu are acest lux. Sursa sa de căldură este un gaz de ardere de proces a cărui temperatură, debit și încărcare de praf sunt stabilite de un cuptor din amonte, o linie de sinterizare, o baterie a cuptorului de cocs sau un convertor și niciunul dintre aceste procese nu este ajustat pentru confortul cazanului.

Această diferență apare direct la supapa de siguranță. Schimbările rapide ale sarcinii produc fluctuații de presiune și fiecare leagăn aduce discul mai aproape de punctul său de ridicare a scaunului. Ciclul termic al tamburului și al supraîncălzitorului produce dilatare diferențială care îndoaie duza de admisie. Gazele de ardere din cuptorul de cocs transportă gudron, praf și compuși de sulf. Gazul de sinterizare transportă praf fin, purtător de fier, care se comportă ca un abraziv. Gazul convertizor suflat cu oxigen poartă temperaturi foarte ridicate și funcționare intermitentă. Fiecare dintre aceste condiții atacă o verigă diferită a lanțului de etanșare.

Problema prafului este cea mai subestimată. Un cazan de căldură reziduală care recuperează căldură dintr-un flux de gaz murdar trebuie să protejeze admisia supapei de suprafață de transferul de particule, de obicei, menținând supapa pe partea de abur a tamburului unde îi este locul și asigurându-se că echipamentul de separare a aburului din amonte își face treaba. Când puritatea aburului se degradează, supapa devine filtrul final al sistemului și plătește pentru acest rol cu ​​scaunul său.

Companii care proiectează și construiesc echipamente industriale de recuperare a căldurii reziduale de gaze arse pentru cocsificare, sinterizare, metalurgie și fabrici chimice lucrează în aceste condiții în fiecare zi. Un cazan de căldură reziduală a gazelor arse de cuptor de cocs, de exemplu, este proiectat în jurul unei compoziții specifice de gaz, a unei încărcări specifice de praf și a unui profil de încărcare specific, iar specificația supapei de siguranță trebuie să fie derivată din aceiași parametri, mai degrabă decât copiată dintr-un tambur de abur standard. Aceeași logică se aplică țintei de puritate a aburului, elementelor interne ale tamburului și aranjamentului de purjare, toate acestea determinând în cele din urmă cât timp rămâne strânsă supapa de siguranță.

Mai există un factor care este specific cazanelor de căldură reziduală și adesea trecut cu vederea. Deoarece sursa de căldură continuă să funcționeze chiar și atunci când cererea de abur dispare, aceste cazane sunt adesea funcționate la sarcină mică, cu o bandă largă de presiune, iar supapa de siguranță este rugată să trăiască printr-un număr mult mai mare de mici excursii de presiune decât un cazan cu sarcină de bază. Oboseala la banda de contact a scaunului este, prin urmare, cumulată, iar un interval de inspecție copiat de la un cazan convențional va fi prea lung.

O secvență de diagnosticare pe teren pentru o supapă de siguranță care are scurgeri

Diagnosticul ar trebui să urmeze o ordine fixă, deoarece fiecare pas fie elimină o cauză, fie indică următoarea măsurătoare. Trecerea înainte la supapa în sine este cea mai frecventă eroare: echipele scot supapa, găsesc un loc marcat, îl împușc, îl reinstalează și urmăresc scurgerea din nou trei săptămâni mai târziu, deoarece cauza reală a fost o țeavă de admisie subdimensionată sau o problemă de contrapresiune la ieșire.

1. Înregistrați presiunea de funcționare a cazanului și presiunea setată de pe plăcuța de identificare a supapei de siguranță. Calculați marja ca procent.
2. Confirmați de unde provine scurgerea, folosind o oglindă, o lungime de tub transparent sau un termometru cu infraroșu pentru a distinge scurgerea scaunului de o scurgere a capotei sau a articulației cu flanșă.
3. Verificați condițiile de admisie. Măsurați sau estimați căderea de presiune dintre tambur și admisia supapei.
4. Verificați condițiile de ieșire. Confirmați că conducta de refulare este drenată, susținută și suficient de mare pentru ca contrapresiunea acumulată să rămână în limita a zece procente din presiunea stabilită.
5. Examinați istoricul de funcționare. Căutați excursii recente de presiune, variații de sarcină, excursii ale chimiei apei sau alarme de puritate a aburului.
6. Izolați supapa, răciți-o și scoateți-o pentru inspecția în atelier. Nu încercați să așezați un scaun pe un tambur al cazanului.
7. Inspectați scaunul și discul la mărire, măsurați adâncimea oricărei caneluri de eroziune și fotografiați banda de contact.
8. Măsurați lungimea liberă a arcului în raport cu desenul sau cu specificațiile producătorului.
9. Verificați dacă tija este dreaptă și ghidajul pentru uzură sau acumulare de depozite.
10. Verificați documentația: ultima dată de recertificare, capacitatea certificată, materialul de tăiere și orice înregistrare a reparațiilor anterioare.

Măsurătorile care contează sunt surprinzător de puține și toate pot fi luate cu echipamente standard de atelier. Trucul este să le luați într-o ordine fixă ​​și să le scrieți, deoarece modelul pe două sau trei supape de pe aceeași instalație dezvăluie de obicei o problemă de sistem, mai degrabă decât trei defecțiuni independente de supapă.

Fierbe, deteriorarea scaunului sau deplasarea presiunii: deosebiți-le la supapă

Cele mai frecvente trei condiții produc o scurgere care arată similară de la distanță și se comportă foarte diferit de aproape. Fierberea este o problemă a marjei de presiune. Deteriorarea scaunului este o problemă mecanică. Deviația presiunii setate este o problemă de calibrare. Reparația corectă pentru unul este o reparație greșită pentru ceilalți, iar un atelier care împinge un scaun fără a măsura arcul va returna o supapă care curge din nou în decurs de o lună.

Cel mai simplu mod de a le separa este să urmăriți modul în care scurgerea răspunde la o schimbare a presiunii din cazan. O supapă de fierbere se liniștește atunci când presiunea cazanului scade cu câteva procente, deoarece discul se reașează imediat ce forța de ridicare scade sub sarcina arcului. O supapă cu scaun deteriorat continuă să treacă abur la orice presiune, deoarece banda de contact nu mai este continuă. O supapă cu un punct de referință înclinat se comportă normal timp de luni de zile și apoi se deschide mult mai devreme decât sugerează plăcuța de identificare, adesea în timpul unei porniri de rutină.

O a patra condiție merită menționată, deoarece este adesea diagnosticată greșit ca deteriorare a scaunului. Resturile sau depunerile prinse pe scaun produc o scurgere care apare brusc, de obicei la câteva ore de la pornire, un ciclu de suflare a funinginei sau o tulburare chimică a apei. Când supapa este îndepărtată, fața scaunului este adesea găsită aproape intactă sub depozit. Curățarea acestuia, verificarea arcului și re-certificarea supapei sunt de obicei suficiente, cu condiția să se abordeze sursa din amonte a resturilor.

Temperatura este diagnosticul care leagă toate patru împreună. O supapă care funcționează mai fierbinte decât valoarea sa de tăiere se va deplasa, indiferent dacă ornamentul este din oțel crom 13% sau un aliaj întărit, iar fluajul apare ca un disc distorsionat sau un scaun care nu se mai potrivește cu axa de ghidare. Dacă citirile temperaturii corpului sugerează că supapa este în mod regulat peste intervalul nominal, răspunsul corect este o schimbare materială, nu un interval mai frecvent de recertificare.

Reparați, re-certificați sau înlocuiți? Un cadru de decizie

Cazan de căldură reziduală de sinterizare pe conducta principală de gaze arse Cazanul de căldură reziduală de sinterizare pe conducta principală de gaze de ardere este un dispozitiv de economisire a energiei instalat în coșul principal de ardere la capătul de coadă al mașinii de sinterizare pentru a recupera... Vizualizare produs →

Odată ce supapa este pe bancă, decizia este de obicei cu privire la cost și timpul de livrare, mai degrabă decât despre fezabilitatea tehnică. Cele mai multe deteriorări ale scaunelor pot fi reparate, majoritatea arcurilor pot fi înlocuite și majoritatea caroserii pot fi recertificate, cu condiția să fie disponibile datele originale ale echipamentului și capacității. Carcasele dure sunt supape fără documentație, supape ale căror corpuri prezintă fisuri sau coroziune severă și supape care au fost modificate în moduri care nu pot fi verificate.

Timpul de livrare este variabila care îi prinde pe cei mai mulți planificatori de întreținere. O tură de rutină și o recertificare pot fi schimbate în câteva zile la un atelier calificat. O înlocuire completă cu un scaun și un disc noi durează de obicei una până la trei săptămâni. O supapă nou-nouță, cu o garnitură specifică, un burduf și un test de capacitate certificat, durează în general patru până la douăsprezece săptămâni și mai mult dacă materialul este un aliaj pe bază de nichel. Pe o linie de sinterizare în care supapa de siguranță este ultima barieră a unui cazan de căldură reziduală care recuperează căldura din conducta principală de gaze arse, acel timp de livrare trebuie mai degrabă planificat decât descoperit în timpul unei întreruperi.

Există, de asemenea, o dimensiune de conformitate care înlocuiește costul în majoritatea jurisdicțiilor. O supapă de siguranță de pe un cazan face parte din limita de presiune protejată, iar capacitatea sa, presiunea stabilită și certificarea trebuie să fie urmăribile. O supapă care a fost reparată fără înregistrare de testare, sau al cărei arc a fost înlocuit cu o piesă neverificată, nu reprezintă doar un risc de întreținere; este o problemă de documentare care va apărea în timpul următoarei inspecții statutare.

Indiferent de decizie, o regulă merită respectată. Atunci când o fabrică păstrează o supapă de rezervă pe raft, cea de rezervă trebuie să fie identică în ceea ce privește presiunea stabilită, capacitatea și reglarea unității instalate și ar trebui să fie recertificată în același program ca și supapele instalate. O rezervă care a stat cinci ani într-un depozit cu un arc necunoscut nu este o rezervă; este o a doua problemă care așteaptă să fie instalată.

Trim, materiale și temperatură: de ce unele supape continuă să curgă

Economizor lipit pe bază de nichel Economizor lipit pe bază de nichels are advanced devices that significantly improve the economizer's corrosion resistance, wear resistance, ash accumulation resistance, an... Vizualizare produs →

Selectarea materialului este în cazul în care o problemă cu supapa de siguranță devine mai degrabă o problemă de inginerie decât o problemă de întreținere. O garnitură care este perfect adecvată pentru aburul saturat uscat la 200 de grade Celsius se va strecura, se va înghesui și se va scurge în abur supraîncălzit la 400 de grade Celsius, iar aceeași supapă instalată într-un mediu cu gaze de ardere se va coroda la ghidaj și la camera arcului cu mult înainte ca scaunul său să se uzeze.

Efectul temperaturii asupra izvoarelor este cel mai puțin vizibil și cel mai subestimat. Relaxarea arcului este un proces lent de fluare, iar rata sa se dublează aproximativ la fiecare cincisprezece până la douăzeci de grade de temperatură suplimentară în intervalul de funcționare al oțelurilor tipice pentru arc. O supapă care rulează cu douăzeci de grade mai fierbinte decât ipoteza de proiectare își va pierde punctul de referință într-o fracțiune din durata de viață estimată și va face acest lucru în liniște, fără niciun semn vizibil până când presiunea de explozie este măsurată.

Coroziunea urmează aceeași logică. Clorurile și compușii de sulf din gazul cuptorului de cocs și în unele fluxuri de gaz de sinterizare atacă garnitura din oțel inoxidabil la suprafețele de ghidare și la banda de contact a scaunului. Acolo unde se poate forma condens în timpul pornirii, aburul umed transportă acești compuși direct la scaun. Odată ce începe stropirea la banda scaunului, supapa nu se poate închide pe o linie de contact continuă și nicio cantitate de lepătură nu va restabili o suprafață care este atacată chimic în timp ce cazanul funcționează.

Aceeași disciplină de materiale care guvernează părțile sub presiune ale unui cazan de căldură reziduală guvernează garnitura supapei de siguranță. Echipamentele precum economizorul lipit pe bază de nichel sunt prevăzute cu o suprafață lipită, rezistentă la coroziune tocmai pentru că calea gazelor de ardere distruge materialele mai ieftine la temperatură. Supapa de siguranță pe aceeași cale de gaz merită același raționament: alegeți garnitura pentru chimie și temperatură, nu pentru prețul de achiziție.

Un burduf merită un comentariu anume, pentru că rezolvă două probleme deodată. Izolează arcul și capota de fluidul de proces, ceea ce protejează arcul de coroziune și previne ca capacul să devină un punct scăzut în care se acumulează condensul. De asemenea, echilibrează efectul contrapresiunii asupra discului, care contează pentru orice supapă cu o linie de refulare lungă. Compensația este că un burduf se poate defecta, iar un burduf defectat va elibera fluidul de proces în capotă. O conexiune de semnalizare pe capotă este modalitatea standard de a detecta acea defecțiune înainte de a deveni o scurgere la îmbinarea capotei.

Greșeli de instalare și de conducte care produc scurgeri repetate

Multe supape care sunt reparate perfect încă mai curg în câteva luni, iar motivul este aproape întotdeauna în conducte, mai degrabă decât în supapă. Două numere domină standardul de instalare: căderea presiunii de admisie nu trebuie să depășească trei procente din presiunea stabilită, iar contrapresiunea acumulată nu trebuie să depășească zece procente din presiunea setată. Aceste limite există deoarece o supapă de siguranță este proiectată pentru a detecta presiunea la intrarea sa și pentru a descărca într-o atmosferă pe care o poate depăși, iar ambele ipoteze se defectează atunci când conducta este greșită.

O țeavă de admisie cu o dimensiune mai mică decât admisia supapei este eroarea clasică. Este ales pentru a economisi spațiu pe un blat aglomerat al tamburului și produce exact căderea de presiune care face ca supapa să clănească. Chatter înseamnă că discul se ridică și trântește în mod repetat în succesiune rapidă, ceea ce deformează fața scaunului și slăbește ghidajul. Un cot ascuțit instalat la câteva diametre în amonte are un efect similar, deoarece turbulența pe care o creează produce o distribuție neuniformă a presiunii pe duza de admisie.

Pe partea de ieșire, erorile sunt și mai frecvente, deoarece sunt mai puțin vizibile. O linie de evacuare cu un buzunar colectează condensul, care se așează pe scaun și îl corodează. Un colector de descărcare lung împărtășit cu alte supape poate dezvolta contrapresiune cu mult peste limita de zece procente atunci când mai multe supape se ridică împreună. Iar o supapă de izolare instalată în amonte de supapa de siguranță fără dispozitiv blocat-deschis este o invitație pentru cineva să o închidă în timpul unei campanii de întreținere și să uite să o redeschidă.

Un alt punct de instalare merită o propoziție, deoarece este atât de des ratat în timpul lucrărilor de modernizare. Atunci când un cazan de căldură reziduală este adăugat la un sistem de abur existent, presiunea de reglare a supapei de siguranță este uneori transferată din vechiul tambur fără a-l verifica din nou față de noua presiune de lucru maximă admisă și noua bandă de presiune de funcționare. Rezultatul este o supapă care este corectă din punct de vedere tehnic pentru sistemul vechi și care fierbe cronic pe cel nou.

Planificarea întreținerii: cum crește riscul de scurgeri între revizii

Starea supapei de siguranță nu se deteriorează liniar și acest fapt are un efect direct asupra intervalelor de inspecție. În primele luni după o revizie, supapa este în cea mai bună stare, presiunea reglată este în limitele de toleranță și scaunul este proaspăt șters. Pe măsură ce trece timpul, trei procese se desfășoară în paralel: arcul se strecoară și își pierde lungimea liberă, banda de contact a scaunului acumulează depuneri, iar numărul de excursii de presiune se acumulează ca oboseală la linia de contact. Niciuna dintre acestea nu este vizibilă din exteriorul supapei, iar toate trei sunt accelerate de praf, temperatură și cicluri.

Curbele de mai jos reprezintă acea deteriorare combinată ca indice de severitate a scurgerilor, de la un serviciu de abur curat și stabil la capătul de jos până la un serviciu de cazan de căldură reziduală cu temperatură înaltă, coroziune ridicată, cu cicluri intense la nivelul superior. Indexul nu este o cerință de cod; este un instrument de planificare care arată de ce un singur interval pentru fiecare supapă de siguranță dintr-o fabrică este întotdeauna greșit într-o direcție sau alta. O supapă pe un tambur curat cu sarcină de bază și o supapă pe un cazan pe gaze arse de cuptor de cocs nu ar trebui să aibă un calendar de întreținere. Diferența se mărește brusc după primul an, iar până în al doilea an decalajul dintre cele două servicii este suficient de mare pentru a schimba întreaga strategie de inspecție. Citiți graficul ca o comparație a riscului relativ, nu ca o predicție absolută.

Prima observație din diagramă este că toate cele trei servicii încep aproape unul de altul. În primele trei luni, diferența dintre un tambur de abur curat și un cazan pe gaze de ardere a cuptorului de cocs este aproape invizibilă pe index, deoarece un scaun proaspăt șters și un nou arc se comportă bine indiferent de mediul înconjurător. Acesta este motivul pentru care un interval de întreținere ales imediat după o revizie tinde să arate adecvat și, de obicei, este prelungit prea mult.

A doua observație este locul în care curbele se separă. Între șase și douăsprezece luni, serviciul de curățare este încă confortabil sub o treime din indice, în timp ce serviciul fierbinte și coroziv a urcat deja peste patruzeci. Serviciul de praf ridicat se află între ei. Acesta este punctul în care majoritatea plantelor descoperă scurgerea, deoarece aceasta a devenit audibilă sau vizibilă.

A treia observație este forma curbei punctate. Nu se aplatizează. După optsprezece luni, se apropie de vârful scalei, ceea ce reflectă faptul că deteriorarea focilor, odată începută, se hrănește pe sine. Jetul de abur erodează scaunul, scaunul erodat trece mai mult abur, iar procesul se accelerează. Nu există un punct natural de recuperare, ceea ce înseamnă că o revizie amânată nu economisește muncă; transformă o lucrare de spărtură într-un înlocuitor de tăiere.

A patra observație se referă la decalajul dintre curbele de sus și de jos la douăzeci și patru de luni. Sunt mai mult de cincizeci de puncte index, ceea ce, în practică, este diferența dintre o supapă care poate fi lepată și recertificată și o supapă care are nevoie de un scaun și un disc nou. O fabrică care aplică un interval la ambele servicii fie va pierde bani pe revizii inutile ale supapelor de serviciu curat, fie va accepta defecțiuni repetate la supapele de serviciu agresiv.

A cincea observație se referă la efectul unei singure excursii de presiune. Curbele sunt netede, deoarece reprezintă un comportament mediu pe mai multe supape, dar supapele individuale arată schimbări în trepte după o tulburare chimică a apei, o campanie de suflare de funingine sau o schimbare a sarcinii. O supapă care se află la douăzeci pe index poate sări la patruzeci într-o singură săptămână. Acesta este motivul pentru care intervalul trebuie tratat ca maxim și combinat cu o regulă de inspecție declanșată de eveniment.

În termeni practici, graficul sprijină trei decizii de planificare. Setați intervalul de la starea de service și nu de la anul calendaristic. Tratați orice eveniment chimic, de sarcină sau de pornire ca un declanșator pentru o inspecție anterioară a supapelor afectate. Și păstrați cel puțin o piesă de schimb complet certificată care se potrivește cu supapele de serviciu agresiv, pentru că acestea sunt cele care nu vă vor oferi cele patru până la douăsprezece săptămâni de care are nevoie o supapă nouă.

Lista de verificare pentru achiziții pentru proprietarii de fabrici și echipele EPC

Majoritatea supapelor de siguranță care au scurgeri pot fi urmărite până la o decizie de specificație luată cu ani înainte de prima scurgere. Supapa a fost dimensionată pentru cazul greșit, garnitura a fost selectată dintr-o listă de prețuri, mai degrabă decât din compoziția gazului, sau conducta de admisie a fost desenată de cineva care nu a văzut niciodată fișa tehnică a supapei. Un set scurt de întrebări în faza de achiziție împiedică majoritatea acestora.

Întrebările se împart în mod firesc în două grupuri. Un grup aparține producătorului cazanului sau contractantului EPC care furnizează cazanul de căldură reziduală și părțile sale sub presiune, deoarece acestea controlează dispunerea tamburului, puritatea aburului și conductele din jurul supapei. Celălalt grup aparține furnizorului de supape de siguranță, deoarece controlează trim-ul, certificarea și testarea capacității. Ambele grupuri trebuie să răspundă, iar răspunsurile trebuie să fie de acord între ele înainte ca echipamentul să fie construit.

Două dintre aceste întrebări au mai multă greutate decât celelalte. Marja de presiune setată determină dacă supapa va fierbe, iar selecția trimului determină dacă se va coroda sau se va curge. Dacă răspunsurile la cele două sunt vagi, merită să întrebați din nou înainte de semnarea comenzii de cumpărare, deoarece corectarea fiecăreia dintre ele după punerea în funcțiune înseamnă plata unei supape noi și o întrerupere neplanificată în același timp.

De asemenea, merită stabilit, în faza de achiziție, care parte este responsabilă de calculul supapei de siguranță. În multe proiecte, producătorul cazanului furnizează tamburul, iar furnizorul supapei de siguranță furnizează supapa și niciuna dintre părți nu deține calculul care leagă cele două. Acest decalaj este de unde provin admisiile supradimensionate, liniile de refulare subdimensionate și presiunile de reglare nepotrivite.

Conformitate, documentare și urmă de hârtie care te salvează mai târziu

O supapă de siguranță pe un cazan este o componentă de presiune certificată, iar documentele fac parte din componentă. Plăcuța de identificare poartă presiunea setată, capacitatea certificată, denumirea trimului și ștampila de cod. Certificatul de testare înregistrează presiunea reală de explozie și presiunea de reașezare înainte ca supapa să părăsească atelierul. Fișa de reparație arată cine a lucrat la el, ce a fost înlocuit și când a fost re-certificat. Atunci când oricare dintre aceste documente lipsește, supapa devine o răspundere, indiferent de cât de bine funcționează.

Consecința practică este că lucrările de reparație ar trebui să meargă la un atelier care poate emite un certificat de urmărire, iar arcurile, discurile și scaunele trebuie înlocuite cu piese care pot fi identificate față de specificația originală. Un arc cumpărat dintr-o sursă necunoscută și instalat pentru că se potrivește cu capota este o schimbare de presiune setată pe care nimeni nu a înregistrat-o. În timpul următoarei inspecții statutare, acest decalaj este ceea ce inspectorii găsesc mai întâi.

Producătorii care construiesc cazane, recipiente sub presiune și echipamente de recuperare a căldurii conform standardelor ASME și pentru recipiente sub presiune interne operează în cadrul acestei discipline de documentare ca o chestiune de rutină, iar procedurile de control al calității din spatele echipamentelor sub presiune sunt de obicei vizibile în cât de bine sunt transmise cu echipamentul presiunii, reglajului și capacității setate. Atunci când o echipă de proiect selectează un producător sau furnizor de cazane, dorința de a furniza calculul supapei de siguranță, specificațiile de reglare și înregistrările de certificare este unul dintre cei mai fiabil indicatori ai modului în care a fost construit restul limitei de presiune.

Există, de asemenea, o dimensiune de antrenament care nu costă aproape nimic și previne multe daune. Operatorii trebuie să știe că pârghia de ridicare este un dispozitiv de testare, nu un aerisire și că o supapă care a fost ridicată manual în funcționare murdară poate să nu se poată restabili. Echipele de întreținere ar trebui să știe că o supapă de fierbere este mai degrabă un avertisment decât o pacoste. Și toată lumea ar trebui să știe că acoperirea, astuparea sau obturarea unei supape de siguranță nu este niciodată o măsură temporară acceptabilă, în orice fabrică, sub orice presiune de producție.

Un plan practic de prevenire pentru următoarele douăsprezece luni

Rezolvarea unei probleme de scurgere a supapei de siguranță a cazanului este simplă odată ce secvența este clară, iar secvența se schimbă rareori între instalații. Începeți cu numerele, apoi cu supapa, apoi cu sistemul. O plantă care urmează pașii de mai jos va descoperi de obicei că a doua scurgere este mult mai puțin probabilă decât prima.

1. Înregistrați banda de presiune de funcționare și presiunea de reglare a fiecărei supape de siguranță de pe sistemul de abur și calculați marja pentru fiecare. Orice sub zece la sută este un risc fierbinte.
2. Măsurați sau calculați căderea de presiune la intrare și contrapresiunea acumulată pentru supape în serviciu agresiv. Corectați orice în afara de trei procente și zece procente din presiunea setată.
3. Examinați chimia aburului și datele de puritate a aburului pentru ultimele douăsprezece luni și verificați dacă vreo excursie coincide cu prima apariție a unei scurgeri.
4. Trageți supapa care curge, inspectați scaunul și discul sub mărire și măsurați lungimea liberă a arcului înainte de a decide reparația.
5. Alegeți reparația din starea, nu din calendar: suprapuneți semne superficiale, înlocuiți ornamentele erodate, înlocuiți arcurile relaxate și re-certificați fiecare supapă înainte de a reveni în funcțiune.
6. Setați intervale diferite de inspecție pentru diferite condiții de service și tratați tulburările chimice, campaniile de suflare a funinginei și schimbările majore de sarcină ca declanșatori de inspecție.
7. Păstrați o piesă de schimb certificată care se potrivește cu supapele de serviciu agresiv și re-certificați-o în același program ca și unitățile instalate.
8. Scrieți marja de presiune stabilită, garanția de puritate a aburului și specificațiile de tăiere în următoarea comandă de achiziție și numiți partea responsabilă pentru calculul dimensionării supapei de siguranță.

Lecția mai largă este că o supapă de siguranță este o oglindă a sistemului pe care îl protejează. O supapă care are scurgeri în mod repetat vă spune ceva despre calitatea aburului, designul conductelor, controlul presiunii sau selecția materialului și toate acestea sunt decizii luate cu mult înainte ca supapa să fie instalată. Repară supapa și rezolvi problema de azi. Remediați condițiile din jurul ei și le rezolvați în următorii cinci ani.

Pentru instalațiile care rulează cazane de căldură reziduală pe gaz de cocs, gaze de ardere de sinterizare, gaz de convertizor sau alte fluxuri dificile, același principiu se aplică la nivelul echipamentului. Un cazan proiectat în funcție de compoziția reală a gazului, încărcarea reală a prafului și profilul real de încărcare, cu o specificație a supapei de siguranță derivate din aceiași parametri, își va menține supapele mai strânse mult mai mult decât o unitate standard cu o supapă standard fixată pe tambur.