水素化ユニットでは、e オービットゲートバルブ lo往復コンプレッサーの出口に取り付けられる重要な制御装置です。これらのバルブに障害が発生すると、輸入スペアパーツの調達サイクルが長くなりコストが高くなることが多く、ユニットの長期的な安定した動作に直接影響します。-これらの輸入バルブの「詰まり」や「破損」などの一般的な故障の場合、多くの場合、材料のアップグレードと組み合わせた国内での改修が最も効果的な解決策となります。次の分析は典型的な障害ケースに基づいており、根本原因と修復戦略を詳しく説明しています。
1. 故障の背景と現象
水素化ユニットの往復コンプレッサーの出口にあるオービット ゲート バルブを例にとると、故障はユニット起動の負荷アップ段階で発生しました。{0}第 2 段出口の安全弁が突然上昇し、強制的に停止しました。-過去の圧力傾向を確認したところ、第 2 段出口で異常な圧力スパイクが確認されました。-事故前のバルブステムポジションインジケーターの異常表示と合わせて、バルブが開かずにシステムの過圧が発生したことが事前に判断されました。
故障したバルブを分解して検査したところ、重大な機械的損傷が観察されました。
ボール トラック ステムには亀裂、潰れたエッジ、およびひどい引っかき傷が見られました。
ガイドシャフトとトラックの接触部に変形が見られました。
ガイド ブッシュの内面にはひどい凹みと傷が見られました。
最も重大な点は、ステムピンが切断されていることです。
スペクトル分析と硬度試験により、損傷したコンポーネントの材質が元の SS410 仕様を満たしていることが確認され、原材料の欠陥が排除されました。
2. 根本原因の分析
オービット ゲート バルブは、ボンネットのガイド ピンとステムのトラック間の相互作用を利用してステムを持ち上げることで動作し、ボールの「持ち上げて回転」運動を実現します。--分解の結果と動作条件に基づいて、故障の原因は機械的な組み立ての問題、中程度の腐食、水素脆化という 3 つの主な要因であると考えられました。
機械の組み立てと摩耗
カムステム軌道の変形痕を観察したところ、ガイドピンが螺旋溝内でスムーズにスライドせず、特に曲線部で引っかかっていることが判明した。この詰まりにより通常の回転が制限され、頻繁なサイクリングでトラックの摩耗や変形が発生しました。さらに、折れたリテーニングピンの破片がカムステムとブッシュの間に挟まり、作動トルクが大幅に増加しました。複数の機械的応力が重なり合うと、応力集中が最も高くなる箇所でステムが破損しました。
塩化物イオン腐食
このバルブは、炭化水素と微量塩化物を含む媒体では 13.0 MPa で動作します。コンプレッサー出口からのスラッジ不純物を分析したところ、塩化物イオン含有量が 3.10% もの高いことが判明しました。 SS410 マルテンサイト系ステンレス鋼は塩化物に対してある程度の耐性がありますが、高濃度では不動態皮膜が破壊され、孔食や隙間腐食が促進される可能性があります。長期にわたる腐食により、コンポーネントの有効断面積と強度が低下しました。-
水素脆化とピン折損
高い水素分圧環境では、水素原子が鋼中に拡散して蓄積し、延性と靭性の低下を特徴とする水素脆化を引き起こします。ステム ピンの材質 (SUH660) は優れた耐応力腐食性を備えていますが、水素脆化と機械的噛み込みによる高トルクの組み合わせにより、手動操作トルクが臨界限界を超えるとピンが脆性破壊を非常に起こしやすくなります。
3. 改修計画と資材のアップグレード
根本原因に対処するため、改修戦略は「寸法の修復、局所的な強化、構造の最適化」に焦点を当て、特に脆弱な部品の材料アップグレードに重点を置きました。
主要コンポーネントのレーザークラッディング
耐摩耗性を高め、変形を防ぐために、レーザークラッディング技術が導入されました。
ボール トラック ステム:ヘリカルトラック領域は、SS410 ベース上にステライト 12 合金で覆われていました。ステライト 12 は高硬度 (HRC 45 ～ 50) と優れた耐摩耗性を備え、トラックの変形に効果的に抵抗します。
ガイドピン:ピンは SS410 ベース上にステライト 6 合金で被覆されていました。 Stellite 6 は靭性と熱衝撃耐性が優れているため、摩擦ペアに最適です。
同時に、ガイド ブッシュと保持ピンが再加工され、正確にフィットするようになりました。{0}
シーリングシステムの国内改造
元のボンネット ガスケットはカスタムメイドの極薄輸入部品で、納期がかかりました。{0}{1}強度余裕を計算した後、ボンネットのシール面を機械加工して、グラファイト ウェーブツース複合ガスケット用の標準的な溝を作成しました。{3}この変更により、シールの問題が解決され、スペアパーツの自給自足が実現しました。-さらにパッキン部を輸入品GP-6と同等の国産フレキシブルグラファイトパッキンに交換しました。
4. 運用結果と結論
改修後、バルブは圧力テストに合格し、再度取り付けられました。現場での実践では、改良されたオービット ゲート バルブが優れたシール性能でスムーズに動作することがわかりました。現在まで、バルブは 3 年間、再発することなく安定して動作しています。
この事例は、同様の動作条件に直面している輸入オービット ゲート バルブについて、レーザー クラッディングなどの表面工学技術を使用した国内での改修と材料のアップグレードにより、スペアパーツ調達の課題を解決できるだけでなく、過酷な水素と塩化物を含む環境でのバルブの耐用年数を大幅に延長できることを示しています。{0}}このソリューションは、同様のユニットのバルブ メンテナンスにとって高いプロモーション価値を持っています。
