Trong các nhà máy sản xuất PTA trong ngành công nghiệp hóa chất, việc vận hành ổn định lâu dài của các van điều khiển hơi nước nhiệt độ cao và áp suất cao là rất quan trọng đối với sự an toàn và kinh tế của toàn bộ hệ thống quy trình. Một nhà máy PTA đã gặp sự cố rò rỉ trục van điều khiển trong hệ thống điều chỉnh hơi nước của mình. Vấn đề rò rỉ van này không chỉ dẫn đến lãng phí năng lượng mà còn gây ra mối đe dọa cho an toàn sản xuất. Nghiên cứu tình huống GRAT này sẽ phân tích một cách có hệ thống nguyên nhân của sự cố rò rỉ van này và cung cấp một giải pháp, đưa ra một tài liệu tham khảo cho việc lựa chọn và bảo trì van trong các điều kiện làm việc tương tự.
Thông số kỹ thuật
Ứng dụng: Hệ thống điều chỉnh hơi nước nhiệt độ cao, Nhà máy hóa chất PTA
Môi chất: Hơi nước quá nhiệt
Vật liệu thân: WCB
Kiểu kết nối: Mặt bích
Loại bộ truyền động: Khí nén
Nhiệt độ vận hành: 385℃
Áp suất vận hành: 4.3MPa
Ngày vận hành: Tháng 12 năm 2024
Vị trí lắp đặt: Đường ống chính hơi nước, Nhà máy PTA
Sau khoảng sáu tháng vận hành liên tục, hiện tượng rò rỉ hơi nước đáng kể đã được quan sát thấy tại vị trí trục van của van điều khiển này. Tốc độ rò rỉ van tăng dần theo thời gian, ảnh hưởng nghiêm trọng đến an toàn sản xuất và hiệu suất môi trường.
Khắc phục sự cố & Phân tích
Khi đến nơi, nhóm hỗ trợ kỹ thuật GRAT đã tháo rời van điều khiển bị lỗi để kiểm tra và xác định các vấn đề sau:
- Một đường rò rỉ nghiêm trọng đã xuất hiện trong khu vực hộp nhồi.
- Vật liệu chèn PTFE ban đầu cho thấy các dấu hiệu rõ ràng của lão hóa và cứng lại.
- Một số vòng đệm bị mòn nghiêm trọng và đã mất đi khả năng bịt kín đàn hồi.
Phân tích nguyên nhân gốc rễ:
Vật liệu chèn PTFE dễ bị cứng và lão hóa trong môi trường nhiệt độ cao. Hiệu suất bịt kín của nó giảm đáng kể khi nhiệt độ dao động lớn. Nhiệt độ hơi nước trong ứng dụng này đạt tới 385℃, vượt xa giới hạn nhiệt độ làm việc bình thường của vật liệu chèn PTFE (khoảng 200℃). Điều này gây ra sự cố vật liệu chèn nhanh chóng, dẫn đến rò rỉ van hơi nước được quan sát thấy.
Các yếu tố chính ảnh hưởng đến khả năng rò rỉ van bao gồm:
- Bu-lông cổ dê lỏng lẻo với lực siết không đủ (ví dụ, do rung động lâu dài)
- Bề mặt trục van bị mòn hoặc trầy xước (ví dụ, do các hạt rắn trong môi chất)
- Phương pháp lắp đặt vật liệu chèn không chính xác (ví dụ: các vết cắt vòng đệm không so le)
- Sử dụng vật liệu chèn không phù hợp với điều kiện làm việc (ví dụ: vật liệu chèn tiêu chuẩn trong các ứng dụng nhiệt độ cao)
Giải pháp & Triển khai
Dựa trên các điều kiện cụ thể tại hiện trường, nhân viên kỹ thuật của chúng tôi đã phát triển một giải pháp nhắm mục tiêu để ngăn chặn rò rỉ van:
Thay thế vật liệu chèn: Tất cả vật liệu chèn PTFE ban đầu đã được thay thế bằng vật liệu chèn than chì mềm dẻo. Vật liệu này cung cấp một dải nhiệt độ rộng (-200℃ đến +600℃), tuyệt vời tự bôi trơn, và độ ổn định nhiệt vượt trội, làm cho nó lý tưởng để ngăn chặn rò rỉ van nhiệt độ cao.
- Cấu trúc vật liệu chèn được tối ưu hóa: Sự kết hợp giữa các vòng than chì mềm dẻo nhiều lớp và các vòng gia cố trung gian đã được sử dụng. Cấu trúc này đảm bảo hiệu suất bịt kín đáng tin cậy đồng thời tăng cường độ bền tổng thể của bộ vật liệu chèn để chống rò rỉ van.
- Quy trình lắp đặt tiêu chuẩn hóa: Vật liệu chèn được lắp đặt theo từng lớp theo quy trình tiêu chuẩn, đảm bảo tất cả các vết cắt vòng được so le. Cờ lê lực được sử dụng để siết chặt các bu-lông cổ dê đều đến lực siết khuyến nghị.
Sau khi thay thế vật liệu chèn và tối ưu hóa quy trình lắp đặt, van điều khiển đã hoạt động ổn định trở lại. Sau 72 giờ giám sát liên tục bằng máy dò hợp chất hữu cơ dễ bay hơi cầm tay tại nhiều điểm xung quanh cổ dê, phớt trục van cho thấy không rò rỉ.
