一起线上安全阀阀芯密封面贯穿性裂纹修复探讨

李明杰

摘要：针对某乙烯装置余热锅炉5#炉主蒸汽管弹簧式安全阀位号PSV05910，在线上检修时发现阀芯密封面贯穿性裂纹导致阀面泄漏的实例，从安全阀的材料选型、研磨及车削等方式来修复并进行缺陷分析。

关键词：安全阀、贯穿性裂纹、研磨、车削、缺陷分析

前言

安全阀是承压类特种设备的安全附件之一，对设备系统的安全运行起到至关重要的作用。安全阀在日常使用中，除了保证在超压能正常起跳之外，还应保证在非超压时段能达到密封要求，不得有泄漏现象。安全阀泄漏一方面造成使用介质和能量的损耗，特别是易燃易爆有毒介质的泄漏更是污染环境危害人民生命财产安全。本文通过某企业乙烯装置余热锅炉的安全阀阀芯贯穿性裂纹在线修复案例来探讨。

1  缺陷阐述及分析

某化工企业乙烯装置5#炉主蒸汽安全阀，位号为PSV05910，型号：3L26 HCIRW98C12AC，DN80，整定壓力12.62MPa。现已安全运行4年有余，在对该设备进行线上维修检测时发现该阀密封接触面出现贯穿性裂纹。如图1所示。

安全阀密封面损伤的原因有很多，如结构设计、材料及制作的精度、安装位置及使用方法出现的偏差。根据该设备的实际使用情况，造成该缺陷的原因：第一，阀芯是弹性阀瓣，密封面很薄，起跳后如遇有杂质粘在阀芯或阀座，安全阀回座后极有可能压裂阀瓣密封面;第二，遇到系统压力不稳，造成安全阀频繁起跳，也有可能压裂阀芯密封面。

2 拆卸及修复过程

为了保证修复后的阀芯密封面能与阀座配合完好，密封性能达到相关标准，且材质符合相关工艺生产要求。本文就修复过程作方案论述。

2.1拆卸前的准备

因进行线上拆阀维修作业，根据使用单位相关规定开具作业许可票，且应有使用单位设备管理人员全程跟踪。前后手阀用盲板封死且挂上“禁止开启”标签。拆卸工作应由持证专业人员进行，且着防护器具装备，携带气体报警仪。

2.2拆卸过程

拆卸全过程应仔细认真，拆卸下来的阀体零部件整齐有序摆放做好相应记号。拆卸下来的阀芯密封面应朝上放置，且不与其他部件放在一起，以防新的损伤产生。

2.3修复前的准备

查询安全阀技术资料并利用全定量光谱仪分别对阀芯与密封面进行材质分析。经过检测得知该阀阀芯材料为WC9，密封面材料为25Cr2MoV。

其次，安全阀密封面的结构有平面、锥面、球面等形式。本文论述修复的阀结构为平面型，此类应用最为广泛且较易于加工。根据该密封面的损伤程度，采用车削-堆焊-车削-研磨的步骤方法加以修复

2.4修复过程

1.利用千分游标尺测得阀芯密封面的内外径尺寸、高度并书面记录。经测量后，阀芯密封面内径为60.52mm，外径67.4mm，密封面高出阀芯0.54mm;

2.利用车床工具车削平整阀密封面;

3.对阀芯进行预热后利用堆焊工艺使用材质为25Cr2MoV的焊条进行堆焊密封面，根据工艺要求，堆焊高度约为2mm;

4.保温冷却;

5.根据步骤一测录的尺寸数据利用车床工具车削阀芯与密封面。阀芯在机械车削时配合微型百分表，一定要确保阀芯内、外径的同轴度及水平度与车床的同轴度及水平度一致。

2.5研磨

2.5.1研磨工具

安全阀密封面的修复一般是利用研磨工具配合研磨膏研磨，但此种方法对工具的选材及光洁度要求较高，技术难度高，较易造成偏磨或者形成台阶等，从而密封效果。以此经过探索，改用砂纸替代研磨膏辅以研磨工具。如图2所示。

2.5.2研磨方法

研磨分粗磨、半静磨、精磨三个步骤。粗磨时应根据密封面的损伤程度，一般先采用400目以下的砂纸;精磨时一般选用1500以上的砂纸。经过试验探索，经过高目数的砂纸研磨过后能达到较好的密封效果。

研磨方式一般在平台砂纸上移动走“8”字形、仿“8”字形、或者螺旋形运动轨迹研磨。通常阀芯采用动研磨，阀座采用静研磨。经过研磨后能达到较良好的平整度。[1]研磨阀座时，应双手同时握住手柄，向下施加力，且作用于手柄的力应适中，以防研磨中歪斜摆动，同时应不停变换位置、角度研磨以防偏磨。

安全阀的密封性是否合格，取决于密封面的平整度与表面粗糙度，即关键在于密封面的精度等级。

3 结语

安全阀是防止锅炉运行中超压，避免引起设备重大恶性事件的重要安全部件。以往安全阀密封件出现磨损时，都是“带病”工作。密封面的修复是一项精细的工作，在修理过程中应注意每一环节对修复质量的影响。在此次车削修复实践中，我们发现，阀芯阀座内外径尺寸偏磨是修复成功与否的关键，而这往往主要靠施工人员经验手法。所以我们应该不断总结经验，提出改进和解决的措施。安全阀密封面的修理不仅可以降低使用单位的生产成本，提高循环使用率，同时也保障了承压特种设备的安全运行。

参考文献

[1] 曹峰，黄用科，汤巍.安全阀密封面损伤的分析与修复.阀门，2016，（5）