Клапаны играют жизненно важную роль в современном производстве и повседневной жизни, обслуживая все: от мягких условий эксплуатации до экстремальных промышленных условий. Криогенные клапаны в основном используются в таких приложениях, как заводы по производству этилена, предприятия по производству сжиженного природного газа (СПГ), резервуары для хранения природного газа/СУГ/СПГ и приемные терминалы, воздухоразделительные установки и нефтехимическое оборудование для разделения хвостовых газов.
Однако криогенные среды, такие как этилен, жидкий кислород, жидкий водород, СПГ и сжиженные нефтепродукты, не только горючи и взрывоопасны, но и склонны к испарению при нагревании, вызывая почти мгновенное увеличение их объема в сотни раз. Использование криогенных клапанов позволяет эффективно контролировать температуру, тем самым предотвращая такие угрозы безопасности, как взрывы и утечки.
Техническое обслуживание клапана имеет первостепенное значение независимо от условий эксплуатации. В криогенных средах техническое обслуживание гораздо сложнее, чем при температуре окружающей среды, из-за таких факторов, как охрупчивание материала, замерзание или засорение, вызванное средой, а также деформация уплотнения. Даже незначительные оплошности могут привести к утечке носителя, повреждению оборудования или серьезным несчастным случаям. Соблюдение научно обоснованной процедуры технического обслуживания является фундаментальной предпосылкой для обеспечения долгосрочной и стабильной работы клапанов при криогенной эксплуатации.
Первым шагом является выбор инструментов для обслуживания. Стандартные инструменты из углеродистой стали склонны к хрупкому разрушению при температуре ниже -20°C; поэтому их необходимо заменить инструментами, такими как гаечные ключи и монтировки, изготовленными из низкотемпературной легированной стали. Что касается прокладок, следует отдавать предпочтение материалам, устойчивым к низким температурам, таким как ПТФЭ (политетрафторэтилен) или спиральнонавитым металлическим прокладкам, чтобы избежать потери эффективности уплотнения, вызванной затвердеванием резиновых прокладок на холоде. Дополнительно подготовьте промышленные антифризы, безводный этанол и запасные уплотнения, подходящие для конкретных условий эксплуатации.
Во-вторых, перед началом технического обслуживания необходимо соблюдать строгие процедуры энергетической изоляции. Незамедлительно закройте запорные клапаны перед и после целевого клапана и используйте выпускной клапан для слива остатков криогенной среды из полости клапана. Прежде чем приступить к разборке, дайте температуре корпуса клапана естественным образом подняться выше 0°C. Если среда легковоспламеняющаяся, взрывоопасная или коррозионная, полость клапана необходимо продуть и вытеснить инертным газом, а перед началом работы необходимо успешно выполнить проверку безопасности. Наконец, что наиболее важно, персонал должен носить морозостойкую спецодежду и противоскользящую защитную обувь, а также перчатки, предназначенные для работы в условиях низких температур, во избежание обморожения от брызг криогенных сред. В рабочей зоне должны быть размещены предупреждающие знаки, препятствующие скольжению, а скопившаяся на земле вода или лед должны быть незамедлительно удалены, чтобы персонал не поскользнулся.
Сначала осмотрите корпус клапана снаружи на наличие трещин или деформаций, вызванных хладноломкостью, уделяя особое внимание точкам концентрации напряжений, таким как сварные швы и фланцевые соединения. При обнаружении трещин немедленно провести неразрушающий контроль (NDT); Если повреждение превышает допустимые пределы, замените непосредственно корпус клапана. После демонтажа плунжера и штока клапана проверьте поверхности на наличие признаков криогенной коррозии или износа. Если изгиб штока превышает 0,1 мм/м, его необходимо выправить или заменить; если глубина повреждения уплотнительной поверхности плунжера клапана превышает 0,5 мм, его необходимо переточить или заменить.
Все снятые прокладки подлежат замене. Перед установкой нанесите на уплотняемые поверхности равномерный слой низкотемпературной уплотнительной смазки. Затягивайте фланцевые болты поэтапно, используя диагональную схему, чтобы обеспечить равномерное распределение нагрузки и предотвратить утечки, вызванные неравномерным давлением уплотнения при низких температурах. Полностью удалить старую набивку из сальника и установить новую набивку кольцо за кольцом, смещая стыки соседних колец не менее чем на 120°. При затяжке сальника оставляйте запас 1–2 мм, чтобы компенсировать усадку или деформацию набивки при низких температурах.
После сборки выполните тест на открытие и закрытие без нагрузки (3–5 раз прокрутите клапан), чтобы подтвердить плавность работы без заеданий и убедиться, что клапан достигает правильных положений открытия/закрытия. Если позволяют возможности, проведите испытание на утечку с использованием сжатого воздуха; клапан проходит, если падение давления не превышает 1% от расчетного значения в течение 30-минутного периода выдержки.
Если после технического обслуживания проблем не обнаружено, клапан можно вернуть в эксплуатацию. Однако избегайте внезапного контакта с криогенной средой при повторном вводе клапана в эксплуатацию. Вместо этого слегка откройте верхний клапан, чтобы ввести небольшое количество криогенной среды, и предварительно охладите корпус клапана в течение как минимум 30 минут. Как только температура корпуса клапана приблизится к рабочей температуре, постепенно полностью откройте клапан, чтобы предотвратить растрескивание под напряжением, вызванное быстрыми колебаниями температуры. Назначьте выделенный персонал для проведения проверок в течение 24 часов после ввода в эксплуатацию, уделяя особое внимание проверке герметичности фланцевых соединений и сальников, а также проверке правильности работы клапана. Увеличить частоту проверок в периоды низких зимних температур; Если клапаны не эксплуатируются в течение длительного времени, слейте внутреннюю среду и, при необходимости, введите обогреватель для предотвращения замерзания и закупорки.
