V hidrogenacijskih enotah je the Zaporni ventili Orbit lona izhodu iz batnih kompresorjev so kritične krmilne naprave. Napake na teh ventilih pogosto povzročijo dolge cikle nabave uvoženih rezervnih delov in visoke stroške, kar neposredno vpliva na dolgoročno-stabilno delovanje enote. Za običajne okvare, kot sta "zagozditev" in "zlom" v teh uvoženih ventilih, je domača obnova v kombinaciji z nadgradnjami materiala pogosto najučinkovitejša rešitev. Naslednja analiza temelji na tipičnem primeru okvare in podrobno opisuje glavne vzroke in strategije popravila.
1. Ozadje napake in pojav
Če za primer vzamemo zaporni ventil Orbit na izstopu iz batnega kompresorja v hidrogenacijski enoti, se je okvara pojavila med fazo obremenitve-pri zagonu enote. Varnostni ventil na izhodu druge-stopnje se je nenadoma dvignil, zaradi česar se je sistem zaustavil. Pregled preteklih trendov tlaka je potrdil nenormalen skok tlaka na izstopu druge-stopnje. V kombinaciji z nenormalnim prikazom indikatorja položaja stebla ventila pred incidentom je bilo predhodno ugotovljeno, da se ventil ni odprl, kar je povzročilo nadtlak v sistemu.
Pri demontaži in pregledu okvarjenega ventila so bile ugotovljene znatne mehanske poškodbe:
Steblo kroglične steze je imelo razpoke, zdrobljene robove in močne praske.
Stična površina med vodilno gredjo in gosenico je pokazala deformacijo.
Notranja površina vodilne puše je pokazala močno vdolbino in zareze.
Najbolj kritično je, da se je zatič stebla odstrigel.
Spektralna analiza in testiranje trdote sta potrdila, da material poškodovanih komponent ustreza originalnim specifikacijam SS410, kar izključuje napake surovin.
2. Analiza temeljnega vzroka
Zaporni ventil Orbit deluje tako, da dvigne steblo, pri čemer uporablja interakcijo med vodilnim zatičem na pokrovu motorja in gosenico na steblu, da doseže "dvig-in-obračanje" gibanja krogle. Na podlagi ugotovitev razstavljanja in pogojev delovanja je bila okvara pripisana trem glavnim dejavnikom: težavam z mehanskim sestavljanjem, srednji koroziji in vodikovi krhkosti.
Mehanska montaža in obraba
Pregled oznak deformacije na stebru odmikača je pokazal, da vodilni zatič ni gladko drsel znotraj vijačnega utora, zlasti zagozditev na ukrivljenih delih. Ta zastoj je omejeval normalno vrtenje, kar je povzročilo obrabo gosenic in deformacijo pri pogostem kolesarjenju. Poleg tega so se drobci zlomljenega zadrževalnega zatiča zagozdili med steblo odmikača in pušo, kar je znatno povečalo delovni navor. Pod superpozicijo več mehanskih obremenitev se je steblo zlomilo na točki največje koncentracije obremenitev.
Korozija kloridnih ionov
Ventil deluje pri 13,0 MPa z medijem, ki vsebuje ogljikovodike in sledove kloridov. Analiza nečistoč blata iz izhoda kompresorja je pokazala vsebnost kloridnih ionov kar 3,10 %. Čeprav je martenzitno nerjavno jeklo SS410 nekoliko odporno na kloride, lahko visoke koncentracije uničijo pasivacijski film, kar spodbuja luknjičasto in razpokano korozijo. Dolgotrajna-korozija je zmanjšala učinkovit-prerez in trdnost komponent.
Vodikova krhkost in zlom čepa
V okolju z visokim parcialnim tlakom vodika vodikovi atomi difundirajo v jeklo in se kopičijo, kar povzroči vodikovo krhkost, za katero je značilna zmanjšana duktilnost in žilavost. Medtem ko ima material zatiča stebla (SUH660) dobro odpornost proti stresni koroziji, je kombinacija vodikove krhkosti in visokega navora, ki ga povzroči mehansko zagozditev, povzročila, da je zatič zelo dovzeten za krhek zlom, ko navor ročnega delovanja preseže kritično mejo.
3. Shema prenove in nadgradnja materiala
Ob obravnavi temeljnih vzrokov se je strategija prenove osredotočila na "dimenzionalno obnovo, lokalno ojačitev in strukturno optimizacijo," s posebnim poudarkom na nadgradnji materiala za ranljive dele.
Laserska obloga za ključne komponente
Da bi povečali odpornost proti obrabi in preprečili deformacijo, je bila uvedena tehnologija laserske obloge.
Steblo krogle:Območje vijačne proge je bilo obloženo z zlitino Stellite 12 na osnovi SS410. Stellite 12 ponuja visoko trdoto (HRC 45-50) in odlično odpornost proti obrabi ter se učinkovito upira deformaciji tirnice.
Vodilni žebljiček:Zatič je bil obložen z zlitino Stellite 6 na osnovi SS410. Stellite 6 ponuja boljšo žilavost in odpornost na toplotne udarce, zaradi česar je idealen za torne pare.
Hkrati sta bila vodilna puša in zadrževalni zatič ponovno-obdelana, da se zagotovi natančno prileganje.
Domača modifikacija tesnilnega sistema
Prvotno tesnilo pokrova motorja je bil po meri-izdelan, ultra-uvožen del z dolgim rokom dobave. Po izračunu meje trdnosti je bila tesnilna površina pokrova strojno obdelana, da se ustvari standardni utor za kompozitno tesnilo z grafitnimi valovi-zoba. Ta sprememba je rešila težavo s tesnjenjem in dosegla-samozadostnost z rezervnimi deli. Poleg tega je bil odsek embalaže nadomeščen z domačim upogljivim grafitnim tesnilom, enakovrednim uvoženemu GP-6.
4. Operativni rezultati in zaključek
Po prenovi je bil ventil prestal tlačni preizkus in je bil ponovno nameščen. Praksa na terenu je pokazala, da izboljšani zaporni ventil Orbit deluje brezhibno z odlično zmogljivostjo tesnjenja. Ventil do danes stabilno deluje tri leta brez ponavljajočih se okvar.
Ta primer dokazuje, da pri uvoženih zapornih ventilih Orbit, ki se soočajo s podobnimi delovnimi pogoji, domača obnova in nadgradnja materialov z uporabo tehnologij površinskega inženiringa, kot je lasersko oplaščenje, ne more le rešiti izzivov pri nabavi rezervnih delov, ampak tudi znatno podaljša življenjsko dobo ventilov v težkih okoljih,-ki vsebujejo vodik in klorid. Ta rešitev ima visoko promocijsko vrednost za vzdrževanje ventilov v podobnih enotah.
