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《石化企業(yè)承壓設(shè)備安全閥失效模式及失效原因》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、石化企業(yè)承壓設(shè)備安全閥 失效模式及失效原因劉匯源，陳學(xué)東，劉揚(yáng)合肥通用機(jī)械研究院石化企業(yè)承壓設(shè)備安全閥失效模式及失效原因1.前言安全閥作為承壓設(shè)備的超壓保護(hù)裝置，在使用中必須滿足準(zhǔn)確開啟、穩(wěn)定排放、及時(shí)關(guān)閉、密封可靠的要求。安全閥在使用過程中，除安全閥頻跳是由于安全閥進(jìn)口管路過長(zhǎng)、管路存在節(jié)流物或安全閥調(diào)節(jié)圈調(diào)整不當(dāng)引起的外，介質(zhì)溫度、壓力、物性對(duì)安全閥的準(zhǔn)確開啟、及時(shí)關(guān)閉、可靠密封產(chǎn)生影響，造成安全閥使用一段時(shí)間后性能達(dá)不到要求，安全閥失效。從安全閥開啟準(zhǔn)確性方面來看，安全閥在使用中，存在著三種可能的失效
2、模式：（1）安全閥由于運(yùn)動(dòng)件粘死，或進(jìn)出腔堵塞無法開啟；（2）安全閥超壓開啟——介質(zhì)壓力達(dá)到安全閥整定壓力而安全閥未開啟，超過整定壓力一定值后才開啟；（3）安全閥提前開啟——安全閥開啟壓力低于整定壓力。從安全閥穩(wěn)定排放方面來看，對(duì)于前后配管不合適，或安全閥調(diào)節(jié)圈調(diào)整有誤的安全閥存在著動(dòng)作時(shí)頻跳這種失效模式。從安全閥動(dòng)作后及時(shí)關(guān)閉性能來看，安全閥存在著彈簧斷裂，不能回座這一失效模式。從安全閥可靠密封性能來看，安全閥在使用中存在著泄漏這一失效模式?？砂焉鲜霭踩y在使用中可能的失效模式簡(jiǎn)化為6種形式：（1）安全閥
3、粘死、堵塞不能開啟；（2）安全閥超壓開啟；（3）安全閥提前開啟；（4）安全閥啟跳后彈簧斷裂無法關(guān)閉；（5）安全閥泄漏；（6）安全閥排放時(shí)頻跳不穩(wěn)定。石化企業(yè)生產(chǎn)裝置多，介質(zhì)參數(shù)廣（介質(zhì)壓力從低壓到高壓，溫度從低溫到常溫再到500多度高溫），介質(zhì)物性差異大（有腐蝕介質(zhì)、非腐蝕介質(zhì)；有環(huán)境溫度下可自流介質(zhì)，也有不可自流介質(zhì)；有環(huán)境溫度下易結(jié)晶、結(jié)焦、含雜質(zhì)介質(zhì)，也有潔凈介質(zhì)）。在上述6種安全閥可能的失效模式中，石化企業(yè)承壓設(shè)備用安全閥存在哪些失效模式，哪些因素造成了安全閥這些失效模式，需要做大量的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和試驗(yàn)
4、研究。2.現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和試驗(yàn)研究石化企業(yè)生產(chǎn)裝置從生產(chǎn)流程上來說可歸結(jié)為煉油裝置、化工裝置等。典型的煉油裝置有常減壓蒸餾裝置、催化裂化裝置；典型的化工裝置有乙烯裂解裝置、乙二醇裝置、苯乙烯裝置、聚丙烯裝置等，這些裝置介質(zhì)物性和參數(shù)有典型代表性，本文重點(diǎn)對(duì)這些裝置用安全閥進(jìn)行調(diào)查和試驗(yàn)研究。2.1常減壓蒸餾裝置常減壓蒸餾裝置承壓設(shè)備主要有電脫鹽罐、初餾塔、常壓塔、減壓塔、儲(chǔ)存容器等。安全閥介質(zhì)主要有：電脫鹽罐原油、塔頂油氣、氣包蒸汽、儲(chǔ)罐汽油、煤油、分液罐瓦斯等。介質(zhì)特點(diǎn)：（1）壓力、溫度不高（原油壓力1.72M
5、Pa，溫度120℃；油氣0.3MPa，130℃；蒸汽1.88MPa、187℃）；（2）原油、油氣、瓦斯等有腐蝕。原油中含有氯元素、硫元素，雖然各油田原油氯、硫含量不同，但它們對(duì)安全閥內(nèi)件、閥體，尤其是彈簧（目前用的安全閥的彈簧材料為50CrVA）都有腐蝕，只是隨氯硫含量不同，腐蝕程度不同而已。在對(duì)天津石化、洛陽石化、安慶石化、九江石化、茂名石化常減壓裝置現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行情況進(jìn)行調(diào)查后，調(diào)查結(jié)果表明天津石化、洛陽石化、安慶石化、九江石化煉制低含硫原油的常減壓裝置在兩個(gè)運(yùn)行周期內(nèi)（2年）未發(fā)現(xiàn)安全閥啟跳后不能關(guān)閉事故；
6、九江石化常減裝置油氣、原油、汽油安全閥出現(xiàn)過啟跳后安全閥泄漏現(xiàn)象。對(duì)于安全閥在使用過程中是否出現(xiàn)進(jìn)出口堵塞、運(yùn)動(dòng)件粘死、開啟壓力降低等現(xiàn)象，現(xiàn)場(chǎng)目視檢查是無法做到的，必須從裝置上拆下來檢查和試驗(yàn)。為此，重點(diǎn)對(duì)茂名石化常減壓蒸餾裝置安全閥在校驗(yàn)期間進(jìn)行檢查和試驗(yàn)。在裝置檢修期間對(duì)一蒸餾裝置安全閥校驗(yàn)時(shí)進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)9臺(tái)重油、渣油安全閥內(nèi)件腐蝕粘死，腔體被腐蝕產(chǎn)物堵塞，對(duì)三蒸餾30臺(tái)安全閥中15臺(tái)典型介質(zhì)安全閥進(jìn)行開啟壓力試驗(yàn)，結(jié)果見表1。從表1試驗(yàn)結(jié)果來看，此常減壓蒸餾裝置經(jīng)過一年的在線運(yùn)行，原油、油氣、煤油
7、、柴油等介質(zhì)安全閥開啟壓力出現(xiàn)了不同程度的降低，由于這些介質(zhì)中不同程度地含有氯離子和硫化氫，對(duì)安全閥彈簧進(jìn)行了不同程度的腐蝕，使彈簧變軟（巧的是，開啟壓力偏差最大的那臺(tái)原油介質(zhì)安全閥，校驗(yàn)后重新安裝到裝置上運(yùn)行，半年后彈簧斷裂，使安全閥開啟無法關(guān)閉）。試驗(yàn)的三臺(tái)蒸汽安全閥銹蝕嚴(yán)重，二臺(tái)根本無法打上壓，一臺(tái)開啟壓力降低。雖然常減壓裝置用安全閥在使用中開啟壓力普遍降低，但由于介質(zhì)操作壓力遠(yuǎn)低于安全閥整定壓力（以茂名石化四蒸餾裝置為例，介質(zhì)操作壓力同安全閥整定壓力比較，最小偏差也達(dá)到-12.8%，最大達(dá)到-67%
8、），所以安全閥在運(yùn)行中并未提前開啟。從現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行調(diào)查、校驗(yàn)時(shí)檢查及開啟壓力試驗(yàn)結(jié)果來看，腐蝕和銹蝕是常減壓蒸餾裝置安全閥失效的主要原因，安全閥的失效模式主要表現(xiàn)為：（1）安全閥腐蝕粘死，腐蝕產(chǎn)物堵塞不能開啟；（2）安全閥開啟壓力降低（腐蝕使彈簧變軟）；（3）安全閥啟跳后無法關(guān)閉（彈簧腐蝕斷裂）。2.2催化裂化裝置從常減壓裝置過來的原料油中含有硫化物，硫化物在裂化反應(yīng)溫度下分解成H2S，原料油中的元素硫在這種條件下也
