U jedinicama za hidrogeniranje, the Orbit zasuni lopostavljeni na izlazu klipnih kompresora kritični su upravljački uređaji. Kvarovi na ovim ventilima često dovode do dugih ciklusa nabave uvezenih rezervnih dijelova i visokih troškova, izravno utječući na dugoročno-stabilan rad jedinice. Za uobičajene kvarove kao što su "zaglavljivanje" i "lom" u ovim uvezenim ventilima, domaća obnova u kombinaciji s nadogradnjom materijala često je najučinkovitije rješenje. Sljedeća analiza temelji se na tipičnom slučaju kvara, s detaljima temeljnih uzroka i strategija popravka.
1. Pozadina kvara i fenomen
Uzimajući za primjer Orbit zasunski ventil na izlazu iz klipnog kompresora u jedinici za hidrogenaciju, kvar se dogodio tijekom-faze učitavanja pri pokretanju jedinice. Sigurnosni ventil na izlazu druge-faze iznenada se podigao, prisiljavajući gašenje. Pregled povijesnih trendova tlaka potvrdio je abnormalni skok tlaka na izlazu drugog-stupnja. U kombinaciji s abnormalnom indikacijom indikatora položaja stabla ventila prije incidenta, preliminarno je utvrđeno da se ventil nije uspio otvoriti, uzrokujući nadtlak u sustavu.
Nakon rastavljanja i pregleda neispravnog ventila uočena su značajna mehanička oštećenja:
Nosač kuglične staze pokazao je pukotine, zgnječene rubove i teške ogrebotine.
Kontaktno područje između osovine vodilice i gusjenice pokazalo je deformaciju.
Unutarnja površina čahure vodilice pokazala je ozbiljno udubljenje i zareze.
Što je najkritičnije, klin stabljike se otkinuo.
Spektralna analiza i ispitivanje tvrdoće potvrdili su da materijal oštećenih komponenti zadovoljava izvorne specifikacije SS410, isključujući nedostatke sirovog materijala.
2. Analiza uzroka
Orbit zasunski ventil radi podizanjem vretena, koristeći interakciju između klina za vođenje na poklopcu motora i gusjenice na vretenu kako bi se postiglo "podizanje{0}}i-okretanje" loptice. Na temelju nalaza rastavljanja i radnih uvjeta, kvar je pripisan trima glavnim čimbenicima: problemi s mehaničkim sklapanjem, srednja korozija i vodikova krtost.
Mehanički sklop i trošenje
Ispitivanje tragova deformacije na stazi bregaste osovine otkrilo je da zatik za vođenje nije glatko klizio unutar zavojnog utora, osobito zaglavljivanje na zakrivljenim dijelovima. Ovo zaglavljivanje je ograničilo normalnu rotaciju, što je dovelo do trošenja i deformacije gusjenice pod čestim ciklusima. Nadalje, fragmenti slomljenog sigurnosnog klina zaglavili su se između osovine bregaste osovine i čahure, značajno povećavajući radni moment. Pod superpozicijom višestrukih mehaničkih naprezanja, deblo je puklo na mjestu najveće koncentracije naprezanja.
Korozija kloridnih iona
Ventil radi na 13,0 MPa s medijem koji sadrži ugljikovodike i kloride u tragovima. Analiza nečistoća mulja iz izlaza kompresora pokazala je sadržaj kloridnih iona čak 3,10%. Iako martenzitni nehrđajući čelik SS410 ima određenu otpornost na kloride, visoke koncentracije mogu uništiti pasivacijski film, potičući rupičastu i pukotinsku koroziju. Dugotrajna-korozija smanjila je efektivni-presjek i čvrstoću komponenti.
Vodikova krtost i lom igle
U okruženju s visokim parcijalnim tlakom vodika, atomi vodika difundiraju u čelik i nakupljaju se, uzrokujući vodikovu krtost, koju karakterizira smanjena duktilnost i žilavost. Dok materijal klina vretena (SUH660) ima dobru otpornost na koroziju, kombinacija vodikove krtosti i velikog zakretnog momenta uzrokovanog mehaničkim zaglavljivanjem učinila je klin vrlo osjetljivim na krti lom kada ručni radni moment prijeđe kritičnu granicu.
3. Shema obnove i nadogradnja materijala
Baveći se temeljnim uzrocima, strategija obnove usredotočila se na "obnavljanje dimenzija, lokalizirano ojačanje i strukturnu optimizaciju", s posebnim naglaskom na nadogradnju materijala za osjetljive dijelove.
Laserska obloga za ključne komponente
Kako bi se povećala otpornost na trošenje i spriječila deformacija, uvedena je tehnologija laserskog oblaganja.
Stabljika s kuglicom:Područje spiralne staze obloženo je legurom Stellite 12 na bazi SS410. Stellite 12 nudi visoku tvrdoću (HRC 45-50) i izvrsnu otpornost na trošenje, učinkovito se odupirući deformaciji tračnica.
Vodilica:Igla je presvučena legurom Stellite 6 na bazi SS410. Stellite 6 nudi bolju žilavost i otpornost na toplinski udar, što ga čini idealnim za tarne parove.
Istovremeno, čahura vodilice i pričvrsni klin ponovno su obrađeni -kako bi se osiguralo precizno pristajanje.
Domaća modifikacija sustava brtvljenja
Izvorna brtva poklopca motora bila je-izrađen po narudžbi, ultra-tanki uvezeni dio s dugim rokom isporuke. Nakon proračuna granica čvrstoće, brtvena površina poklopca strojno je obrađena kako bi se stvorio standardni utor za kompozitnu brtvu od grafitnog valovitog-zuba. Ova izmjena riješila je problem brtvljenja i postigla samo-dostatnost rezervnih dijelova. Dodatno, dio pakiranja zamijenjen je domaćim fleksibilnim grafitnim pakiranjem ekvivalentnim uvezenom GP-6.
4. Operativni rezultati i zaključak
Nakon obnove, ventil je prošao ispitivanje tlaka i ponovno je instaliran. Praksa na terenu pokazala je da je poboljšani zasun Orbit radio glatko s izvrsnim brtvljenjem. Do danas je ventil bio u stabilnom radu tri godine bez ponovljenih kvarova.
Ovaj slučaj pokazuje da za uvezene Orbit zasune koji se suočavaju sa sličnim radnim uvjetima, domaća obnova i nadogradnja materijala korištenjem tehnologija površinskog inženjeringa kao što je lasersko oblaganje ne samo da može riješiti izazove nabave rezervnih dijelova, već i značajno produžiti radni vijek ventila u surovim okruženjima -koji sadrže vodik i klorid. Ovo rješenje ima veliku promotivnu vrijednost za održavanje ventila u sličnim jedinicama.
