Характерные неисправности трубопроводной арматуры

Различные типы трубопроводной арматуры показаны на рис. 42 – 45. Каждый тип арматуры состоит из трех основных узлов: корпуса, рабочего органа и привода к рабочему органу. Корпус у большей части арматуры выполнен в форме тройника с фасонной внутренней полостью. Верхний патрубок служит для крепления на нем крышки.

Рабочим органом арматуры является клапан. Поверхности соприкосновения клапана с корпусом – уплотнительные поверхности образуют затвор. Место посадки клапана в корпусе называют седлом.

Клапаны имеют различную конструктивную форму: тарелки, диска, золотника, клина и т. п. Их выполняют из одной или нескольких деталей, закрепленных на шпинделе, или заодно со шпинделем.

Седла изготовляют в виде отдельной детали (кольца), закрепленной на корпусе, или в виде кольцевой наплавки на корпусе, на поверхность которой садится клапан.

У вентилей и клапанов затвор перемещается перпендикулярно уплотнительному кольцу в корпусе, у задвижек – параллельно уплотнительным кольцам в корпусе. У кранов пробка вращается вокруг своей продольной оси.

• По конструкции присоединительных концов арматура бывает фланцевая, муфтовая, цапфовая и с концами под приварку.
• По направлению движения среды арматура делится на проходную, в которой направление при выходе из корпуса не меняется, и угловую, изменяющую направление движения среды.
• Арматура может приводиться в движение вручную вращением штурвала либо при помощи электрического, пневматического, гидравлическогоприводов.

К неисправностям трубопроводной арматуры в первую очередь относится недостаточная плотность сальниковых уплотнений. Пропуск через сальник может быть вызван либо слабой затяжкой нажимной гайки, либо износом набивки.

Плохое запирание трубопровода может произойти при износе деталей затвора (седла и клапана). Замораживание арматуры часто приводит к появлению трещин в ее корпусе и крышке. Возможны  также повреждения резьбы на шпинделе, поломка штурвалов, выход из строя привода.

Ремонт арматуры, в зависимости от характера повреждений, может проводиться как без снятия ее с трубопроводов, так и после демонтажа. Не снимая арматуру с трубопровода, можно устранить пропуски через сальник, подтянув нажимную втулку либо заменив сальниковую набивку.

Такие неисправности арматуры, как износ уплотнительных поверхностей затвора, поломка шпинделя, кольца сальника, грундбуксы, втулки крышки, трещины в корпусе и крышке арматуры требуют частичного (крышка и затвор) либо полного демонтажа арматуры и доставки ее в мастерскую.

Перед снятием арматуры, чтобы знать, с какого места она снята, делают пометки на корпусе и на стыкуемых фланцах трубопровода.

Перед разборкой фланцевых соединений затвор арматуры плотно закрывают.

Доставленную в мастерскую арматуру устанавливают шпинделем вверх на специально очищенное место. Поворачивая штурвал против часовой стрелки, открывают затвор, затем отвертывают гайку и снимают штурвал со шпинделя.

Если на верхней части шпинделя есть и другие детали (приводная головка, шпонки, шарикоподшипники), их предварительно снимают. Далее, отвернув гайки со шпилек крышки, ее снимают.

Поднимают крышку строго вертикально, так как даже незначительный перекос может повредить шпиндель в месте посадки клапана. Поверхности разъема корпуса тщательно очищают от старой прокладки.

Детали затвора, вынутые с крышкой, разбирают. Отвернув гайки со шпилек грундбуксы, снимают нажимную планку, грундбуксу, удаляют сальниковую набивку и кольца.

Если необходимо снять тарелку, то отгибают предохранительную шайбу, отвертывают накидную гайку, которая крепит тарелкодержатель, или вывертывают шпиндель из обоймы и, осторожно придерживая верхний тарелкодержатель, вынимают тарелки и грибок (шарик) из места посадки.

Все детали тщательно промывают в керосине и насухо вытирают чистыми тряпками, после чего тщательно осматривают каждую деталь. Прежде всего, проверяют целостность корпуса и крышки арматуры.

Затем при помощи небольшого зеркала осматривают поверхности седла, выявляя на его поверхности задиры, царапины и другие повреждения. Также тщательно осматривают другие детали. Для обнаружения волосяных трещин применяют лупы с трехкратным, десятикратным увеличением.

Наиболее сложным при ремонте деталей арматуры является устранение дефектов на уплотнительной поверхности арматуры. Незначительные риски и царапины устраняют, обтачивая и шлифуя поверхность на станке с последующей притиркой.

Притирку производят вручную или используя различные механические приспособления. Ручная притирка уплотнительных поверхностей (седел и клапанов) трубопроводной арматуры ведется следующим образом.

Обрабатываемую поверхность и поверхность притира (плиты или оправки из более мягкого металла, по которым притираются детали арматуры) перед началом работы и при смене притирочного материала тщательно промывают бензином или керосином и насухо протирают ветошью, а при необходимости обдувают воздухом.

Затем на притир тонким равномерным слоем наносят притирочную пасту, разведенную керосином, или притирочный материал, смешанный с маслом. После этого начинается притирка. Притир плавно вращают по уплотнительной поверхности 6 – 7 раз попеременно вправо и влево на 90°.

После этого поворачивают его на 180° и снова из нового положения поворачивают попеременно 6 – 7 раз вправо и влево на 90°. Поворачивают притир на 180° 5 – 8 раз, после чего притир вынимают, обрабатываемую поверхность промывают бензином и протирают чистой ветошью. Затем притирку повторяют вновь в том же порядке, пока поверхность не станет светло-матовой или блестящей по замкнутому кольцу.

После притирки пастой следует продолжать притирку в течение 5 – 10 мин минеральным маслом. Притирку обрабатываемой поверхности ведут под давлением, создаваемым собственным весом притирки или деталей: при грубой притирке не более 1,5 кгс/см2; при средней притирке 1 кгс/см2; при окончательной притирке или доводке 0,5 кгс/см2. Качество притирки проверяют на карандаш или «на краску».

Наиболее распространенным притирочным материалом является паста Государственного оптического института (ГОИ). Паста ГОИ выпускается трех сортов. Грубую пасту (1-й сорт) применяют для удаления следов обточки. Среднюю пасту (2-й сорт) используют после обработки детали грубой пастой для получения полузеркальной блестящей поверхности. Для окончательной доводки применяют 3-й сорт – тонкую пасту.

Глубокие (более 0,5 мм) раковины, выбоины устраняют путем наплавки нового металла на уплотнительную поверхность с последующей обточкой и притиркой.

Наилучшим материалом для наплавки являются твердые сплавы: стеллит и сормайт.

Технология наплавки довольно сложна, требует специального оборудования и точного соблюдения температурного режима, поэтому может проводиться только в ремонтно-механических цехах завода специально подготовленными рабочими.

Основные операции, осуществляемые при восстановлении уплотнительных поверхностей путем наплавки, следующие: очистка детали от грязи и ржавчины металлическими щетками, напильниками; выточка кольцевых канавок, разделка фасок и т.п.

на толщину, равную толщине наплавляемого слоя; подогрев детали и наплавка (наплавку ведут в четыре слоя одинаковой толщины в пределах 1,5–2 мм); отпуск и охлаждение наплавленной детали; механическая обработка наплавленной поверхности.

Принимая отремонтированную деталь, необходимо убедиться в отсутствии таких дефектов, как наличие трещин слоя сплава, переходящих в основной металл, выкрашивание и отслаивание наплавленного слоя, раковин, шлаковых включений, трещин на наплавленном слое и на границе основного металла.

Ремонт корпусов, крышек и других кованых и литых деталей арматуры заключается в устранении трещин или свищей путем вырубки дефектного места с последующей заваркой и термической обработкой (отжигом). Для выявления дефектов применяют так называемую цветную дефектоскопию, заключающуюся в следующем.

Детали предварительно протирают ветошью, смоченной в бензине, промывают в содовом растворе, потом в чистой воде и просушивают.

После просушки поверхность деталей смазывают раствором, состоящим из 80% керосина, 15% трансформаторного масла, 5% скипидара и 15 – 20 г краски (судана-3 или жирового оранжа) на каждый литр этого раствора.

По истечении 30 – 60 мин детали промывают холодной водой до полного удаления следов раствора и на мокрую поверхность наносят тонким слоем раствор в воде порошка мела. Имеющиеся на поверхности дефекты выявляются на просохшем покрытии в виде ярко выраженных пятен или полос, причем более глубокие трещины образуют более широкие полосы.

1. Ремонт шпинделя, проводимый в прицеховой мастерской, состоит в правке незначительного искривления шпинделя, удалении царапин и рисок, шлифовке и притирке уплотнительной поверхности.
2. На чугунных задвижках марки 31ч6нж обе плашки отлиты из чугуна и соединены между собой стержнем диаметром 15 мм, который при закрывании задвижек часто ломается и задвижка выходит из строя.
3. Для увеличения срока службы задвижек можно просверлить отверстие в стержне, соединяющем плашки, и впрессовать в него стальной палец диаметром 8 мм, после чего оба конца обварить.
4. Сборку отремонтированной арматуры ведут в порядке, обратном разборке: детали собирают согласно отметкам, сделанным кернером, или разборке.

Ремонт задвижек

Такие устройства запорной арматуры, как задвижки, присутствуют в большинстве трубопроводных систем и во многом определяют их надёжную и безопасную эксплуатацию. По этой причине регулярное обслуживание и ремонт задвижек существенно важны для обеспечения эксплуатационной пригодности трубопроводных систем.

Рис. 1

Неисправности задвижек

Типовая конструкция задвижек с выдвижным Шпинделем показаны: дисковой на Рис. 1, клиновой на Рис. 2.
 

• Перечислим наиболее часто встречающиеся неисправности задвижек:
• 1) Течь в соединении корпус-трубопровод или течь из-под крышки;
  2) Течь из сальника по шпинделю;
  3) Неполное перекрытие потока;
  4) Маховик невозможно повернуть штатно (вручную);
• 5) Вращение саховика не приводит к открытию потока.

Рис. 2

Ремонт чугунной задвижки

Техническое обслуживание задвижки или её ремонт возможны только при полном отключении трубопровода от тока рабочей жидкости, в котором она установлена.

При этом давление внутри этого трубопровода должно быть выравнено с давлением окружающей среды. К проведению таких работ может быть допущен только опытный персонал, имеющий соответствующую квалификацию и допуски.

Можно рекомендовать следующую методику проведения технического обслуживания задвижки:

1. 1) Раз в месяц полностью закрывать и открывать задвижку с целью очистки трущихся поверхностей от возможных загрязнений;
   2) Обеспечить постоянное наличие смазки на выдвижном шпинделе;
   3) Раз в неделю проверять отсутствие течи сальникового уплотнения шпинделя;
2. 4) Не допускать при эксплуатации задвижки промежуточного положения затвора.

Ремонт чугунной задвижки с выдвижным и невыдвижным шпинделем будет несколько отличаться по рекомендациям. Приведём эти рекомендации по каждому виду неисправности, перечисленному выше.

Течь в соединении корпус-трубопровод или течь из-под крышки

• Причиной течи могут быть:
• 1) Ослабление болтов или шпилек соединения фланцев корпуса задвижки с фланцами трубопровода или соединения фланцев крышки и корпуса;
  2) Износ уплотняющей прокладки;
• 3) Коррозионное изъязвление уплотняемой поверхности фланцев.

Для проведения ремонта необходимо разъединить фланцевое соединение. Осмотреть уплотняющую прокладку и при её износе заменить.

Если не обнаружено коррозионного изъязвления поверхности фланцев, то установить вновь соединительные болты или шпильки и равномерно затянуть их по периметру фланцев рекомендуемым по технической документации моментом затяжки. 

В случае обнаружения коррозионного изъязвления уплотняемой поверхности фланцевнеобходимо принять решение о замене корпуса или крышки, а может, и задвижки в целом.

Течь из сальника по шпинделю

1. Причиной течи могут быть:
2. 1) Ослабление болтов затяжки фланца сальника;
   2) Старение уплотнительного состава с потерей его пластичности;
3. 3) Образование на уплотняемой поверхности шпинделя коррозионного изъязвления или накипи.

Для проведения ремонта необходимо открутить гайки крепления фланца сальника и поднять его вверх по шпинделю. Убедиться в функциональном состоянии набивки сальника. Если она потеряла эластичность, высохла, имеет разрывы, задиры – заменить.

 
Для задвижек с выдвижным шпинделем необходимо также осмотреть уплотняемую поверхность шпинделя, для чего, возможно, придётся открутить гайки крепления крышки и поднять крышку вверх по шпинделю для обеспечения полного обзора его уплотняемой поверхности.

 При наличии накипи на уплотняемой поверхности – зачистить до чистого металла без повреждения последнего. При обнаружении коррозионных изъязвлений шпиндель заменить.

После выполнения указанных операций выполнить обратный монтаж отсоединённых и/или заменённых деталей с затягиванием гаек резьбовых соединений рекомендуемыми по технической документации моментами затяжки.

Неполное перекрытие потока

• Причиной неполного перекрытия потока могут быть:
• 1) Накипь на контактирующих поверхностях затвора и корпуса;
  2) Механические повреждения контактирующих поверхностей затвора и корпуса в виде царапин или коррозионных изъязвлений;
• 3) Износ контактирующих поверхностей затвора и корпуса (особенно это касается «обрезиненых» конструкций).

Для проведения ремонта необходимо произвести демонтаж задвижки для извлечения затвора (цельного или составного клина или диска) и провести осмотр контактирующих поверхностей затвора и седла корпуса. После очистки обнаруженной накипи и/или следов ржавчины необходимо оценить износ контактирующих поверхностей и величину механических и/или коррозионных повреждений. В случае возможности ремонта для «необрезиненных» конструкций произвести взаимную притирку контактирующих поверхностей затвора и седла алмазосодержащими пастами. Для повреждённых «обрезиненных» уплотняющих поверхностей лучше всего произвести замену деталей, т.к. их качественный ремонт возможен только в заводских условиях.

После ремонта произвести обратный монтаж задвижки с затягиванием гаек резьбовых соединений рекомендуемыми по технической документации моментами затяжки.

Маховик невозможно повернуть штатно (вручную)

Причиной невозможности проворачивания маховика является, как правило, заклинивание затвора образовавшейся накипью вследствие отсутствия регулярного обслуживания задвижки. Для устранения этой неисправности необходимо открутить гайки крепления крышки и снять её.

 Извлечь затвор и произвести очистку контактирующих поверхностей затвора и седла корпуса от накипи до чистого металла без повреждения последнего. При необходимости произвести притирку контактирующих поверхностей, как это было описано выше.

После ремонта произвести обратную сборку задвижки с затягиванием гаек резьбовых соединений рекомендуемыми по технической документации моментами затяжки.

Вращение маховика не приводит к открытию потока

1. Возможные причины:
2. 1) В задвижках с выдвижным шпинделем:
   а) износ или разрушение элементов соединения шпиндель-затвор;
   б) срыв или износ резьбы втулки (гайки) ходовой;
   в) срез или износ шпонки соединения маховик–втулка (гайка) ходовая.
3. 2) В задвижках с невыдвижным шпинделем – срыв или износ резьбы в ходовой гайке затвора.

Для проведения ремонта задвижки с выдвижным шпинделем сначала необходимо проверить подъём шпинделя при вращении маховика. Если шпиндель выдвигается, то значит соединение шпиндель-затвор изношено или разрушено. Наилучшей рекомендацией в этом случае будет демонтаж задвижки и замена изношенной или разрушенной детали.

В случае отсутствия подъёма шпинделя при вращении маховика необходимо снять маховик и убедиться, что шпонка соединения втулка (гайка) ходовая–маховик находится в функциональном состоянии. Если это так, то необходимо произвести дальнейший демонтаж и снять со шпинделя втулку (гайку) ходовую, убедиться в износе или разрушении её резьбы и произвести замену.

В случае среза или износа шпонки – шпонку заменить.
Для проведения ремонта задвижки с невыдвижным шпинделем необходимо снять крышку и убедиться, что резьба ходовой гайки затвора изношена или разрушена. Если возможна замена ходовой гайки – заменить, в противном случае заменить весь затвор в целом.

После этого, при необходимости, произвести притирку контактирующих поверхностей нового затвора и седла корпуса.

Ремонт клиновых задвижек

Ремонт клиновых задвижек имеет одну особенность. При повторных притирках контактирующих поверхностей клина и седла корпуса происходит «проседание» клина из-за уменьшения контактных габаритов клина и увеличения контактных габаритов седла корпуса.

Поэтому такой ремонт можно выполнить лишь несколько раз, после чего «просадка» клина не обеспечивает герметичного запирания потока.

В этом случае иногда применяют ремонтную технологию наплавки уплотнительных колец на седло корпуса с последующей расточкой и притиркой совместно с клином.

Испытание задвижек на герметичность необходимо производить после любого ремонта.При ремонтах в «полевых условиях», не связанных с полным демонтажом задвижки и выполнению работ в заводских условиях (притирка, «обрезинивание» уплотняющих поверхностей), перед вводом задвижки в эксплуатацию необходимо произвести несколько процедур:

Рис. 3 – Испытание задвижки на стенде.

1) Из задвижки необходимо удалить воздух, для чего ослабить болты обжима сальникаи при появления капель рабочей жидкости из-под сальника вновь зажать болты;
2) Протестировать устройство на герметичность. Для чего при рабочем давлении в системе закрыть задвижку. При этом течи по уплотнениям (сальник, фланцы) не допускаются.

Герметичность запирания задвижки необходимо контролировать по манометру, расположенному ниже по потоку после задвижки. Он должен зафиксировать падение давления в трубе после задвижки.При этом протечки через затвор допустимы и должны удовлетворять требованиям ГОСТ 9544—2005 «Арматура трубопроводная запорная.

Классы и нормы герметичности».

В случае ремонта задвижки в заводских условиях испытание задвижки на герметичность производится по методикам в соответствие с ГОСТ 53402-2009 «Арматура трубопроводная. Методы испытаний», ГОСТ 33257-2015 «Арматура трубопроводная.

Методы контроля и испытаний», ГОСТ 9544—2005 «Арматура трубопроводная запорная. Классыи нормы герметичности», эксплуатационной документацией на задвижку и технической документацией на стенд. Пример такого стенда показан на Рис. 3.

 

Ремонт арматуры и трубопроводов [1988 Зотов В.Н., Козлов А.Б., Сидоркин В.Ю. — Ремонт оборудования спиртовых заводов]

НОВОСТИ    КНИГИ    СПРАВОЧНИК    КАРТА САЙТА    ССЫЛКИ

Основными дефектами трубопроводов являются нарушение плотности во фланцевых, муфтовых и фитинговых соединениях. Устраняют протечку подтяжкой фланцев, фитингов. При продолжении течи соединение разбирают, проверяют уплотнительные поверхности, прокладки, уплотнения при необходимости заменяют, трещины в трубах. Устраняют неисправности наложением хомутов, накладок, завариванием электро- или газосваркой. Трещины в медных трубах заделывают пайкой.

При ремонте трубопроводов соединения тщательно очищают от грязи, смазки, остатков полупродуктов и промывают. Неровности уплотнительных поверхностей зачищают напильниками, надфилями, шаберами, притирают с помощью абразивных паст и порошков. Резьбовые соединения трубопроводов уплотняют льняной нитью, паклей, суриком, белилами и специальными пастами.

Ремонт трубопроводов (категории указаны в табл. 20) проводится с учетом требований Правил устройства и безопасной эксплуатации трубопроводов пара и горячей воды, утвержденных Госгортехнадзором 10.03.70.

Таблица 20. Категории трубопроводов

Под требование Правил не подпадают трубопроводы с параметрами 1 категории с наружным диаметром менее 51 мм и 2, 3 и 4 категорий с наружным диаметром менее 76 мм; сливные, продувочные и выхлопные, из неметаллических материалов; плавучих сооружений, АЭС и специальных установок.

Для ремонта трубопроводов, подпадающих под действие Правил, используются только материалы, разрешенные ими. Материалы, не имеющие паспортов или сертификатов, могут применяться только после испытания и контроля.

Изготовление, монтаж и ремонт трубопроводов и их элементов должны производиться предприятиями или организациями, располагающими необходимыми техническими средствами и подготовленным персоналом.

Изготовление и ремонт трубопроводов, подлежащих регистрации в органах Госгортехнадзора СССР, могут осуществляться только организациями, имеющими разрешение местных органов Госгортехнадзора регистрируются в местных органах технадзора трубопроводы 1 категории с условным проходом более 70 мм, а также 2 и 3 категорий с условным проходом более 100 мм. Другие трубопроводы регистрируются на предприятии — владельце трубопровода.

Разрешение на эксплуатацию на вновь смонтированный или отремонтированный трубопровод выдается участковым инспектором Госгортехнадзора СССР (для трубопровода, зарегистрированного в органах котлонадзора) и для трубопроводов, не зарегистрированных в котлонадзоре, — лицом на предприятии, ответственным за исправное состояние и безопасную эксплуатацию трубопроводов.

При ремонте разрешено применение всех промышленных методов сварки, обеспечивающих необходимую эксплуатационную надежность сварных соединений трубопровода. К сварочным работам допускаются сварщики, имеющие удостоверение.

Сварочные работы проводят при температуре окружающего воздуха не ниже 0°С. При монтаже трубопровода допускается применение сварки при температуре минус 20°С (при толщине свариваемых элементов до 16 мм).

В непогоду сварщик и место сварки должны быть надежно защищены.

Неисправность арматуры. Наиболее часто встречающимися дефектами являются износ и повреждения сальниковых уплотнений; задиры поверхностей уплотнения; износ седла и тарелки клапана вентиля; износ резьбы шпинделя. Меры по их устранению указаны в табл. 21.

Таблица 21. Неисправности арматуры и методы их устранения

Ревизия запорной арматуры и выявление дефектов в процессе эксплуатации

Своевременное выявление дефектов запорной арматуры — важный этап процесса её эксплуатации. Причины выхода арматуры из строя могут быть разными: производственными, конструкционными, или эксплуатационными. Кроме производственного брака, причиной дефектов могут стать нарушения условий хранения арматуры на складе или в процессе транспортировки. Как бы то ни было, чтобы выявить и устранить любые неисправности, перед монтажом следует провести тщательную проверку запорной арматуры.

Что входит в ревизию запорной арматуры?

Комплекс работ и операций, проводимых с целью такой проверки, называется ревизией запорной арматуры. Состав работ ревизии запорной арматуры обычно таков:

• Внешний осмотр;
• Проверка наличия всех необходимых составных частей;
• Очистка от консервационной смазки;
• Промывка деталей;
• Гидравлические (пневматические) испытания в положениях «закрыто» и «открыто».

Во время осмотра внешнего состояния арматуры особое внимание уделяют качеству деталей, уплотнительных материалов, сальниковой набивки. На поверхности деталей не должно быть трещин, сколов, раковин и других подобных дефектов. Резьба должна иметь полный профиль, без заусенцев и сорванных витков.

Отдельно проверяют плавность хода запорных органов арматуры. Проводя ревизию задвижек, необходимо убедиться, что шпиндель отполирован.

Для проверки качества уплотнительных поверхностей на них в нескольких местах наносят мелом риски, после чего проворачивают на четверть оборота в обоих направлениях. Риски должны стираться равномерно, что говорит о хорошо притёртых уплотнительных поверхностях.

Действия, которые включает в себя ревизия запорной арматуры, могут разниться. Проводимые в процессе ревизии операции определяются следующими критериями:

• Категория трубопровода;
• Тип рабочей среды;
• Материал, из которого изготовлена арматура;
• Продолжительность её хранения;
• Наличие документации.

Так, например, запорная арматура, предназначенная для установки на трубопроводах I категории, подлежит обязательной ревизии перед монтажом, безотносительно срока хранения, материала и наличия документации. Но даже не подлежащая обязательной ревизии арматура должна быть тщательно осмотрена, проверена на комплектность и лёгкость открытия/закрытия.

• Местом проведения ревизии запорной арматуры служат либо специально приспособленные для этого помещения, либо непосредственно монтажная площадка, при условии наличия на ней необходимого оборудования и приспособлений.
• Задвижки, краны и вентили испытывают гидравлическим или пневматическим давлением.
• После проведения всех необходимых операций составляют Акт ревизии запорной арматуры* (пример бланка такого акта приведен в приложении к данной статье).

Дефектация запорной арматуры

Трубопроводная арматура в процессе эксплуатации подлежит периодическим проверкам.

Периодичность ревизии запорной арматуры технологических трубопроводов определяется технологическим регламентом предприятия, и зависит от категории трубопровода, условий его эксплуатации, скорости коррозионного износа, и других характеристик.

К примеру, периодичность ревизии запорной арматуры на трубопроводах I и II категорий составляет один раз в год, при скорости коррозии до 0,1 мм/год.

Указания по дефектации арматуры сформулированы в Стандарте ЦКБА СТ ЦКБА 099 (1 ред.-2011) Ремонт трубопроводной арматуры — Общее руководство по ремонту, п. 4.2. Также методы контроля и испытаний трубопроводной арматуры перечислены в ГОСТ Р 53402-2009.

Перед осмотром запорной арматуры необходимо отключить участок трубопровода (или оборудования), на котором она установлена. Осмотр проводят с целью проверки запорной арматуры на соответствие требованиям нормативной документации по:

• Деталям корпуса (в т.ч. сварным соединениям, наплавкам);
• Прокладочным соединениям;
• Сальниковым узлам.

По результатам осмотра заполняют журнал, где указывают наименование, обозначение и заводской номер арматуры, дату проведения дефектации, описание обнаруженных дефектов.

В справочном Приложении А к СТ ЦКБА 099 указан Перечень возможных дефектов, приводящих к отказам, и мероприятия по их устранению.

Отказ запорной арматуры

Отказ запорной арматуры может быть полным или частичным. Полный отказ заключается в невозможности изменения положения рабочего органа, или течи рабочей среды в окружающее пространство, приводящим к невозможности функционирования трубопровода.

Частичный отказ выражается в пропуске потока рабочей среды через арматуру в закрытом положении, который, всё же, не становится причиной выхода из строя участка трубопровода или объекта, на котором установлена неисправная арматура. Частичный отказ увеличивает расход рабочей среды, что ухудшает экономические показатели эксплуатации арматуры.

Существуют поломки и неисправности, при которых арматуру не ремонтируют, а заменяют. Разрыв корпуса, и другие подобные дефекты запорной арматуры, подлежащей замене, могут стать причиной серьёзных аварий.

Дефекты задвижек

Задвижки относятся к наиболее распространённым типам запорной арматуры. Таким образом, проверку работоспособности задвижек можно назвать основным видом работ в процессе ревизии состояния запорной арматуры.

К наиболее часто встречающимся поломкам и дефектам задвижек можно отнести:

• Задвижка пропускает поток рабочей среды в закрытом положении;
• Бронзовые кольца спадают с корпуса или дисков;
• Поломка стального хомута;
• Поломка крышки сальника и неисправность сальникового уплотнения.

Все поломки задвижек можно свести к двум случаям: невозможно (или затруднено) управление положением затворного механизма, или нарушена герметичность задвижки. Поэтому важным этапом ревизии является проверка запорной арматуры на герметичность.

Проверку арматуры на герметичность проводят после испытания на прочность. Проверка заключается в контроле качества притирки уплотнительных поверхностей деталей запорного органа, качества сборки разъёмных соединений.

Уровень требований, предъявляемых к герметичности запорной арматуры, зависит от условий её эксплуатации. Всего существует три класса герметичности: I — запорная арматуры для взрывоопасных и токсичных сред; II — для пожароопасных, и III — для всех прочих сред.

*Приложение: Акт ревизии запорной арматуры.

Дефекты запорной арматуры

В процессе эксплуатации запорная арматура подвергается интенсивному воздействию высокого давления, температуры, механических частиц, которые находятся в среде.

На объектах химической промышленности на арматуру воздействуют агрессивные рабочие среды. Наиболее распространенным дефектом запорной арматуры является утрата герметичности.

При чем это касается как положения «закрыто» внутри арматуры, так и негерметичность относительно окружающей среды.

Существуют полный и частичный отказ запорной арматуры. Рассмотрим каждый из них:

1. Полный отказ для различных видов арматуры заключается в:
• для запорной арматуры он состоит в неспособности запорного органа передвигаться между положения «закрыто», «открыто», что приводит к таковым пропускам среды сквозь затвор, которые делают невозможным нормальное функционирование обслуживаемой части трубопровода.

Вторым случаем полного отказа является течь среды в окружающее пространство сквозь дефекты запорной арматуры, в частности, сквозь сальники или свищи (трещины) в корпусе;
• для предохранительной арматуры – это не открытие клапана при достижении средой критических значений давления, не закрытие клапана при восстановлении давления.

А также течь среды в окружающее пространство;

• • для регулирующей арматуры – это неспособность нормального перемещения запорного органа и, как следствие, невозможность управления характеристиками среды.
• 2. Частичный отказ заключается в:
  • для предохранительной и запорной арматуры частичный отказ состоит в пропуске среды сквозь арматуру в положении «закрыто», что, тем не менее, не приводит к выходу из строя, объектов или участков трубопроводной системы, а лишь сказывается на экономичности арматуры (на увеличении расхода среды);

• для регулирующей арматуры – это нарушение плавности хода запорного элемента, что влечет за собой произвольное изменение параметров среды и ухудшение экономичности арматуры. Сюда также относятся люфты между ключевыми компонентами, а также неправильный выбор запорного элемента (клина, шибера) для седел.

Дефекты запорной арматуры и вышеописанные варианты отказа могут случаться по таким причинам:
• производственные. Несоблюдение изготовителем технологических норм и стандартов в процессе производства.

А также использование некачественных материалов производства, сальников;
• конструкционные. Ошибки в конструкции, несоблюдение высокой точности геометрических размеров компонентов.

К примеру, несоответствие величины угла клина и угла между седлами в клиновой задвижке является наиболее распространенной причиной заклинивания задвижек;

• эксплуатационные. Невозможность арматурой сохранять нормальную работоспособность при указанных диапазонах давления и температуры. При наработке указанного цикла «открытия/закрытия» рекомендуется проводить проверку, а лучше – гарантийный ремонт арматуры.

Чтобы свести к минимуму дефекты в запорной арматуре, необходимо подбирать под конкретную сферу (объект) применения наиболее подходящую разновидность запорной арматуры.

К примеру, если в среде присутствуют механические примеси и частицы, оптимальным вариантом является шиберная задвижка, которая призвана разрезать любые вкрапления, обеспечивая желаемую герметичность.

Тогда как клиновая задвижка в трубопроводах с абразивной средой нецелесообразна в виду высокой вероятности попадания частиц на место стыка запорного элемента и седла. Это приводит к утрате герметичности и даже к заклиниванию.

Установка запорной арматуры

Важным фактором нормальной эксплуатации является правильная установка. Здесь должное внимание необходимо уделять соблюдению соосности арматуры и соседних участков трубы. Это исключит механические напряжения. А значит, вероятность возникновения трещин, негерметичностей и связанных с ними дефектов запорной арматуры будет сведена к минимуму.

1. Основными способами установки являются:
   • фланцевый;
   • межфланцевый;
2. • под приварку.

Заводом «Адмирал» обеспечено производство запорной арматуры в соответствии с нормами и стандартами. В цехах предприятия обеспечена надлежащая производственная дисциплина, что исключает описанные выше производственные причины возникновения дефектов запорной арматуры в процессе эксплуатации.

Каждому этапу изготовления уделяется должное внимание.

С особенной тщательностью арматура подвергается испытаниям, в ходе которых проверяются и подтверждаются эксплуатационные характеристики, а также выявляются дефекты запорной арматуры. Дефекты по завершению испытаний устраняются.

Вероятность попадания брака к потребителю минимальна. При выявлении оного потребитель имеет право обратиться на предприятие «Адмирал» или в одно из представительств для замены.

Условия работы и основные повреждения арматуры

Предупреждение АВАРИЙ ПАРОВЫХ КОТЛОВ

Условия работы пароводяной арматуры в тепловых схе­мах разнообразны.

С помощью арматуры производятся включение и отключение котлов, отдельных элементов и уз­лов, регулирование протекающих теплотехнических процес­сов, а также осуществляется защита оборудования.

Так как арматура является неотъемлемой частью оборудования, она оказывает определенное влияние на уровень его надежно­сти, что зависит от ряда факторов: конструкции, места уста­новки, рабочих параметров среды и т. д.

Особо важными являются требования по прочности, гер­метичности, безотказности и долговечности конструкции арматуры.

Повреждения арматуры котла возникают из-за дефек­тов конструкции, нарушения технологии монтажа, низкого качества изготовления и ремонта й нарушения правил экс­плуатации.

До настоящего времени дефекты конструкции арматуры сокращают межремонтный период эксплуатации котлов. Из — за пропуска через уплотнительные поверхности продувоч­ная и дренажная арматура работает еще ненадежно. Ре­гулирующие питательные клапаны имеют значительный пропуск воды между седлами и стаканом, а также большие зазоры в шарнирных соединениях.

Дефекты уплотнительных поверхностей, а также попа­дание между ними при закрытии арматуры посторонних
предметов ведут к пропуску рабочей среды, и при больших скоростях среды быстро изнашиваются поверхности.

Износ (эрозия) нерегулирующей арматуры уплотнитель — ных поверхностей особенно велик и резко усиливается при увеличении глубины регулирования, т. е. разницы давлений до и после арматуры.

• Если после монтажа не обеспечивается тщательная про­мывка котлов, коллекторов и камер, трубопроводов, то за­грязнения из них уносятся паром и водой в арматуру, на­нося повреждения уплотнительным поверхностям.
• Неплотности сальников арматуры могут возникать из — за: низкого качества или несоответствия набивки условиям работы; неправильного производства навивки; плохого со­стояния поверхности, а также овальности сечения или ко­нусности шпинделя.
• Затрудненное движение шпинделя вызывается при слиш­ком сильной затяжке сальника, перекосе шпинделя, смятии резьбы его или втулки, а также при чрезмерном зажатии при закрытии клапана или задвижки.

При обслуживании арматуры повреждения ее могут быть от: гидравлических ударов, загрязнения и прикипання шпинделей, применения удлиненных ключей при открыва­нии и закрывании ее, нерегулярной продувки предохрани­тельных клапанов и т. д. '

1. Отказы арматуры могут быть частичными, при которых оборудование может частично работать, и полными, исклю­чающими возможность работы оборудования до их устра­нения.
2. К частичным отказам арматуры относятся: по запорной и предохранительной арма­туре — пропуски рабочей среды через затвор, снижающие экономичность работы, но не препятствующие функциони­рованию оборудования, на которых они установлены;
3. По регулирующей арматуре — неисправности, вызывающие частичное изменение параметров регулируе­мого оборудования с ухудшением экономичности вследствие нарушения плавности хода, увеличения люфтов в сочлене­ниях привода, несоответствия площади проходного сечения клапана расходу питательной воды, неправильного выбора шибера или седла в зависимости от расхода воды, несоот­ветствия графиков теоретического расхода воды факти­ческим;
4. По всей арматуре — пропуски среды через наруж­ные уплотнения (фланцы, сальники) или через основной металл (свищи), которые не представляют опасности для обслуживающего персонала и не приводят к ^восстанавли­ваемому износу оборудования.
5. К полным отказам запорной арматуры относятся: пропуски среды через затвор, делающие невозможным функционирование оборудования, для управления работой которого она установлена;
6. Невозможность перемещения запорного органа между положениями «Закрыто» — «Открыто»;
7. Пропуски рабочей среды через наружные уплотнения (фланцы, сальники) или основной металл (свищи), которые представляют опасность для обслуживающего персонала

Таблица 12.2. Возможные дефекты и повреждения арматуры, выявляемые при предмонтажной ревизии Наименование Состояние проверяемого узла и возможные дефекты Литые корпуса задвижек Раковины, трещины в местах резких переходов сечений, пустоты, вмятины, рыхлоты, песочные и шлаковые включения. Нарушена чистота уплот- нительной поверхности седла. Несоответствие марки металла условию работы арматуры (пар, вода). Низкая ударная вязкость. Состояние свар­ного шва соединения седла с корпусом Шпиндели клапа­нов, задвижек Коррозионное повреждение уплотнительных по­верхностей. Наличие рисок, вмятин на уплотни — тельной поверхности. Повреждения резьбы Т-об­разного паза Регулирующие клапаны Отсутствие в выходных патрубках защитной тру­бы из аустенитной стали или наплавки эрозион — ностойкими сплавами (электроды типа ЭА-395/ 19). Низкий класс чистоты уплотнителы-юй по­верхности седла и шибера. Повреждение резьбы гайки пітока Клапаны впрыска Профиль регулирующей иглы или шибера не со­ответствует чертежу. Нарушение резьбы гайки штока. Несоответствие маркировки Арматура Отсутствие паспорта и сопроводительной докумен­тации, сборочного чертежа и спецификации тех­нического описания и инструкции по эксплуата­ции, упаковочного листа. Отсутствие заглушек. Разбитые приводы (маховики). Неплотность за­порной арматуры

Продолжение табл. 12.2 Наименование Состояние проверяемого узла и возможные дефекты Импульсный кла­пан Горизонтальное положение рычага. Неправильная масса груза Клапаны Несоответствие маркировки условию работы кла­пана (пар, вода). Неплотность клапана Фланцевая арма — тура Разбитые фланцы. Гнутые шпильки, поврежден­ная резьба, поврежденные гайки. Несоответст­вие материала шпилек условию работы арматуры (пар, вода) Обратные клапа­ны Легкость хода тарелки. Неплотность. Состояние сварного соединения седла с корпусом. Чистота уплотиительной»поверхности Главные предохра­нительные клапа­ны Легкость хода. Состояние Т-образного соедине­ния штоков. Чистота уплотнительных поверхно­стей. Неплотность. Ход клапана

• Или приводят к невосстановительному износу оборудова­ния;
• По регулировочной арматуре — неисправности, вызывающие невозможность изменения параметров регули­руемого оборудования в результате несоответствия расход­ных характеристик условиям регулирования и перемещения регулирующего органа;
• По предохранительной арматуре — незакры­тие клапанов в случае снижения давления до допустимых пределов; несрабатывание клапанов при повышении давле­ния выше установленных величин; пропуски рабочей среды через затвор, в результате которых невозможно функциони­рование защищаемого оборудования.

Перечень наиболее часто встречающихся повреждений арматуры, выявленных при предмонтажной ревизии, при­веден в табл. 12.2.

Примеры повреждений арматуры

На Криворожской ГРЭС из-за повреждения клапана ВЗК-2А на нитке Б был остановлен корпус блока 300 МВт. На боковой поверх­ности вблизи радиусного перехода на усиление толщины стенки под шпильки была обнаружена трещина длиной 460 мм, а наибольшее рас­крытие f фланца было 25—30 мм.

Излом по кромкам трещины — све­жий, межкристаллический, крупнозернистый, пепельного цвета. Уста­новлено, что образование трещины началось с внутренней поверхности задвижки, откуда и началось ее разрушение.

Кроме того, обнаружен ряд мелких трещин на внутренней поверхности, направление и харак­тер которых аналогичны основной трещине [26].

На Тюменской ТЭЦ из-за резкого подъема давления пара произо­шло срабатывание предохранительного клапана паросборной камеры, который после снижения давления не закрылся.

Обслуживающему пер­соналу не удалось закрыть клапан путем воздействия на ключ дистан­ционного закрытия.

Уровень воды в барабане снизился и котел был от­ключен срабатыванием защиты по уровню и остановлен с полным сбро­сом нагрузки.

Расследованием установлено, что импульсный предохранительный клапан не закрылся вследствие заклинивания штока соленоидов на­правляющей втулки (сгорела катушка соленоида). Подобное положе­ние было на клапане другого котла.

На Рефтинской ГРЭС имело место повышение давления в трубо­проводах напора питательных насосов, что привело к частичному по­вреждению фланцевых соединений, появлению большого пропуска го­рячей воды и задержке пуска блока 300 МВт.

Причинами повышения давления явились зависание в открытом положении обратного клапана (изготовленного ЧЗЭМ), установленного на напоре питательного турбо­насоса, и появление обратного потока питательной воды с высоким дав­лением и температурой. После вскрытия и осмотра обратного клапана установлено, что.

гайка закрепления оси тарелки при открытом положе­нии тарелки упирается в корпус клапана.

Малая величина зазора (а=1ч-2 мм) между втулкой рычага та­релки и корпусом обратного клапана приводит к заеданиям тарелки при открытии и закрытии клапана.

Для предупреждения возможного заедания (заклинивания) обратного клапана в открытом положении было сделано следующее: увеличен зазор а до 4 мм снятием металла в корпусе; выполнен проточкой корпуса и гаек крепления тарелки за­зор 4 мм между корпусом и тарелкой при полностью открытом поло­жении тарелки клапана; ограничен ход тарелки при открывании кла­пана путем приварки дополнительного упора на рычаге тарелки.

Проводимый ПО «Союзтехэиерго» анализ причин вы­нужденных остановов энергетических блоков из-за повреж­дений арматуры показывает, что наиболее часто (до 80 %) блоки останавливаются из-за повреждений сальниковых уплотнений, особенно в регулирующей арматуре.

При эксплуатации котлов типа ПТВМ основными при­чинами неполадок и отказов в работе являются: Нарушения правил технической эксплуатации (работа с отключенными технологическими защитами, без режим­ных карт, с поврежденной обмуровкой и со …

На котле ТП-30 с шахтной топкой при сжигании под­московного угля воздухоподогреватель систематически за­бивался летучей золой и уносом. При этом сопротивление его по газу резко увеличивалось. Из-за плохой работы воз­духоподогревателя температура …

Аварии котлов из-за отложения внутритрубных образо­ваний, как правило, возникают при существенных повреж­дениях элементов котлов. Кроме того, внутритрубные отло­жения на стенках поверхностей нагрева вызывают большой пережог топлива. В период освоения энергоблока …