进口蝶阀密封面修复的工艺探讨.pdf

2 0 0 9 年 第 4 期 炼 油 与 化 工 RE FI NI NG AND CHEMI CAL I NDUS T RY 51 进口蝶阀密封面修复的工艺探讨 孔 祥宇 大庆石化公司质量安全环保处， 黑龙江 大庆 1 6 3 7 1 4 某炼油厂 1 ． 8 x l 0 6 t ／ a 重催装置的 4个意大利进 口蝶阀 阀座密封面出现泄露 ， 需要立刻修复。其阀座基体为 3 0 4 L ， 规格分别为 D N 5 0 0和 D N 4 0 0 ， 基体上面堆焊材质为司太立 合金 s t e l l i t e 2 1 的密封面， 操作介质为油浆及搀杂少量催化 剂颗粒。 蝶阀的密封面经过长期冲蚀 ， 阀座密封面被严重冲 蚀出沟痕，其中 1 个蝶阀阀座密封面的 2侧有 3 ／ 4圆周被 冲蚀掉。如果整体更新该蝶阀， 造价高且工期无法保证， 为 此决定采用堆焊方法对其密封面进行修复，而司太立合金 焊接性能较差， 且堆焊工艺复杂， 如何正确选择堆焊工艺参 数及规范是保证蝶阀阀座密封面质量的关键。 1 司太立合金的特点 司太立合金属硬质合金，以c o c 卜w合金元素为主， 其常温下力学性能 极限抗拉强度 6 9 4 M P a ； 0 ． 1 ％屈服强度 4 9 4 M P a ； 延伸率 9 ％； 弹性模数 2 0 7 G Ma ， 属低碳合金， 并以 钼 、 镍和铌等元素强化基体， 它们的室温硬度虽低 ， 但冷却 后硬度略有提高， 具有极其 良好的耐高温腐蚀、 耐热冲击 、 高温强度及最好的延展性能， 可进行机械加工[ i i。 2 焊接性能分析 司太立合金金相组织为富铬 含镍、 钼 在钴中固溶体 ， 晶粒中弥散着少量细微的金属碳化物颗粒，由于其合金元 素含量较高， 该材料淬硬倾向很大， 焊接性也较差。 因此， 焊 接该合金时主要应防止焊后冷裂纹 ，而影响冷裂纹的 3大 因素是 1 淬硬倾向大， 有组织上的敏感性 ； 2 由于氢以 饱和状态聚集残留于组织中并部分结合成氢分子，促使该 区域进一步脆化 ； 3 由于焊后组织相变受周围金属的拘束 而应力增大，当氢聚集处局部应力集中超过允许值时导致 微裂并逐渐扩展成为冷裂纹。 3 堆焊的工艺措施 以D N 5 0 0蝶阀阀座密封面修复堆焊为例进行分析。焊 接方法选择手工钨极氩弧焊，焊丝为焊条 D 8 0 2的焊芯， 规 3 分程控制方案在运行中的改进 1 控制方案的改进方法 分程控制的特点是先开 A阀后开 B阀，在生产波动 时， A阀要经常打开进行调节， 因此盘根磨损严重、 振动较 大， 容易引起泄漏。 但 B阀则相对比较稳定， 一般情况下， 打 开 A阀就可以满足生产调整的需要，因此 B阀动作很少， 振动小， 阀状态良好。 根据实际情况 ，由于 A阀与 B阀的各项参数完全一 样， 决定在运行中将 P I C 1 3的分程控制调节方案进行调整， 将 A、 B阀逻辑上对换， 即在减压调节过程中先于 B阀后于 A阀， 这样即可以保证设备正常工作 ， 又可以实现对生产波 动的正常调节， 确保了长周期安全生产。 2 控制方案的实施 P I C 1 3 A ／ B执行机构是专用的定位器[ 2 1 ， 其输入信号不 一 致，量程不可调，零点很难调。又由于其它原因，现用 P I C 1 3 A定位器是全行程定位器 ，即定位器输入信号为 0 ． 0 2 0 ． 1 0 MP a 。 由于 P I C1 3 A ／ B调节阀定位器不方便 无法 互换， 采用 电气转换器分程，在 A、 B阀各自的转换器上进行调整， 以达到 A、 B阀在逻辑上的互换。具体调整要求见表 1 。 4 结束语 锅炉的控制系统经改进后，彻底解决了多年来压力控 制误差较大的问题。 该系统至今运行比较稳定， 在多次生产 波动调整过程中， 既满足了生产调节 ， 又确保了设备完好。 解决了分程调节阀振动磨损不平均的问题，确保合成氨装 置大负荷安全生产。 表 1 调整方案数据 mA 分程控制方案具有可调比高的特点，能够满足生产负 荷大幅度波动的控制要求， 但由于分程控制的原因， 调节阀 动作不一致 ，先动作的调节阀一直处在先动作的装置， 因 此， 先动作的调节阀故障率相对就很高。 可以有意识的对类 似 P I C 1 3的分程调节系统进行上述处理 ， 1 个阀运行而另 1 个阀相当于备用。 因此， 既可以保证分程功能的实现又可以 充分利用不同设备的有效使用期， 从而提高设备运转率， 实 现长周期大负荷安全生产。 参考文献 [ 1 ]廖正军， 薛心喜． 单片机控制系统在阀门定位器中的应用[ J ] ． 电子技术 ， 2 0 0 2 1 1 1 8 2 1 ． [ 2 ]李学斌， 唐明新， 袁爱进， 等． 新型压力 P I D分程控制方法及其 应用[ J ] ． 自 动化与仪表， 2 0 0 3 2 3 2 3 5 ． 52 炼 油 与 化 工 R E F I N I N G A N D C HE MI C A L I N D U S T R Y 第 2 O卷 格 3 ． 2 mm。 3 ． 1 工艺措施及分析 3 ． 1 ． 1 焊件表面清理的控制焊前彻底清理堆焊表面是获 得优质焊接接头的重要措施之一。s 、 P 、 P h 、 s n等低熔点元 素会促使高温合金焊缝形成热裂纹。另外 ， 氧化物、 油污等 杂质也会增加热裂纹倾向。 由于该蝶阀为旧阀， 阀座密封面 的油污较多， 焊前先用蒸汽将阀座密封面的油污清除掉， 然 后再用毛刷沾丙酮擦拭堆焊部位的表面，尤其是冲蚀的沟 槽内， 使其露出金属光泽。 3 ． 1 ． 2预热温度的确定焊前预热温度是控制和防止司太 立合金产生裂纹的有效途径。 因该合金的淬硬倾向大， 则预 热温度也应较高，因此只有提高预热温度才可减少裂纹产 生， 其焊接工艺参数见表 1 。 表 l 堆焊工艺参数 采用多层多道焊时 ，由于后层对前层既能起到消氢作 用， 又能改善前层焊缝的淬硬组织， 因此预热温度可比单层 时适当降低， 但不能低于裂纹产生所必须的最小预热温度。 焊前预热温度可选择在 3 5 0 ～ 4 0 0℃，但最高不得超过 4 5 0℃， 否则将引起蝶阀阀座密封面基体材质 3 0 4 L的敏化 效应， 从而降低其基体的耐蚀性口 I。由于该蝶阀规格较大， 其 阀座密封面修复部位又很长，其预热方式采用箱式加热炉 进行， 该方法既可保证阀座整体预热温度的均匀性， 又可以 保证预热温度满足工艺要求。 3 ． 1 ． 3层间温度的控制 由于该工件结构大， 需严格控制层 间温度。堆焊时， 在箱式加热炉的台车上进行 ， 并用手提式 测温仪随时测量阀座密封面的温度 ， 若温度低于 3 5 0℃， 立 即进入炉内重新预热， 待温度达到要求后再出炉堆焊。 3 ． 1 ． 4后期热处理 由于该材质合金焊后淬硬倾向较大， 为 防止其冷裂纹的产生， 因此， 该蝶阀阀座密封面堆焊后立即 进入炉内， 并将炉温升至 3 5 0 ～ 4 0 0 o C， 保温 1 h ， 随炉冷却至 室温 。 4 结束语 1 蝶阀阀座密封面经堆焊修复后，经检验，符合 J B 4 7 3 0 9 4 ， I 级合格 ， 其表面无裂纹 ， 经最终密封面研磨后 打压 1 次合格。 2 司太立合金堆焊的焊接性虽较差， 但在合理 、 严格 的工艺指导下， 通过对焊件表面清理、 焊前预热温度、 层间 温度 、 后热处理等堆焊工艺参数的控制 ， 完全可以避免堆焊 裂纹的产生， 并获得优质焊缝。 3 司太立合蝶阀的成功修复， 对于同类型的蝶阀密 封面的修复提供有力的技术依据。 参考 文献 [ 1 ]中国 机械T程学会焊接学会． 焊接手册 第二卷材料的焊接 [ M] ． 北京 机械工业 出版社 ， 2 0 0 3 2 4 2 7 ． [ 2 ]张文钺．焊接冶金与金属焊接性[ M] ． 北京 机械工业出版社 ， 2 0 0 2 4 2 - 46 ． 石 化 信息 大庆石化公司焦化装置掺炼催化油浆效益显著 目前大庆石化公司焦化装置掺炼催化油浆成功， 装置稳定运行， 取得满意效果。经标定 ， 截止到 2 0 0 9年 1 0月 1 6日累 计加工油浆 4 0 6 9 t ， 效益 3 8 2万元， 掺炼比例达到 6 ％。 每加工 1 t 催化油浆可获效益 9 3 9万元， 按 目前加工 6 ． 3 x 1 0 t ／ a 计算， 创效可达 6 0 0 0万元／ a 。 为了防止重质原料在加工过程中结焦和结垢 以及维持装置的热平衡， 重油催化裂化装置必须甩出催化油浆， 数量约占 催化裂化处理量的 5 ％ 1 0 ％。 大庆石化公司的2套重油催化装置的油浆产量达 1 ． 2 x 1 0 s t ／ a 。 随着原料的不断重质化和 M I P改 造项 目的实施， 大庆石化公司的油浆产量不断增加。由于催化油浆含有大量的固体催化剂粉末， 容易造成设备磨损， 不能直 接加工利用， 只能作为燃料油调和油出售。 但这种方式效益低， 而且油浆中含有的固体颗粒 ， 易造成炉嘴结焦 ， 增加了锅炉的 安全隐患， 用户不得不频繁停炉检修。因此造成销售困难， 占用罐存。 为解决催化油浆的出路问题 ， 大庆石化公司专 门成立了技术攻关小组， 进行了广泛的调研和论证， 在汲取国内成熟经 验的基础上 ， 结合自身的油品质量实际 ， 提出了将催化油浆经净化后掺入 1 ．2 x 1 0 6 t ／ a新建延迟焦化装置进行回炼的优化方 案， 但是， 实施该方案也面临诸多困难。因为， 催化油浆固含量较高， 作为焦化装置的进料不但会使炉管结焦和设备的磨损， 影响装置长周期运转 ， 而且使石油焦的灰分升高， 降低石油焦的等级和价格。为了保证焦化装置掺炼油浆后的平稳正常运 转， 大庆石化公司投资 1 5 0万元建设了化学沉降设施， 采用化学沉降助剂法对催化油浆进行净化 ， 沉降后的油浆利用新增油 浆泵和油浆管线按掺炼比例经冷渣管线混合后送至焦化装置再加工；为严格控制油浆掺炼比例和催化油浆中的固体含量， 减少油浆掺炼对装置轻收和焦炭质量灰分的影响， 抑制催化剂颗粒对管线设备的磨损， 增设了流量控制阀门和质量流量计； 同时相应调整了焦化的生产操作参数， 加强对焦化辐射泵、 加热炉炉管等重点部位的实时监控， 并对炉管回弯头及加热炉至 焦炭塔管线等部位进行测厚监控。 掺炼催化油浆的成功 ， 很好地解决了催化油浆的出路问题。大庆石化公司正根据掺炼的运行工况， 以及存在的问题， 进 行认真细致的理论分析， 为下一步提高掺炼比到 1 0 ％、 将 2套催化装置的油浆全部给焦化掺炼奠定基础。 标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载