Каковы основные причины отказов трубопроводной арматуры

Существует целый ряд причин, по которым трубопроводная арматура выходит из строя. Все их условно можно разделить на три группы:

• Производственные;
• Конструкционные;
• Эксплуатационные.

Производственные причины и виды неисправностей запорной арматуры связаны с недостаточным техническим уровнем технологических процессов, используемых на предприятии, производящем изготовление отдельных деталей и сборку арматуры.

Снизить количество брака запорной арматуры позволяет технический контроль всех производственных этапов и повсеместная технологическая дисциплина.

 Услуги промышленная безопасность это предупреждение опасных чрезвычайных ситуаций на предприятии абсолютно любого рода деятельности и залог уверенной работы.

Положительно сказывается и использование стандартных узлов и деталей: сальников, электроприводов, редукторов, крепежных деталей, штоков и т.д.

Конструкционные (структурные) причины отказов и неисправностей запорной арматуры связаны непосредственно с конструкцией самой арматуры. От того насколько она грамотно выполнена и насколько продумана ее конструкция для проведения технического обслуживания, зависит своевременность и быстрота выполнения ремонтных работ.

Эксплуатационные причины отказа запорной арматуры связаны со способностью арматуры сохранять свои эксплуатационные качества во время работы в пределах, указанных в технической документации. Эксплуатационными параметрами арматуры являются:

• крутящий момент маховика, либо усилие на рукоятку управления;
• герметичность прокладок, сальников, затворов;
• пропускная способность предохранительного клапана;
• иные характеристики;

Если один из параметров начинает не соответствовать определенной для него норме, то наступает параметрический отказ. Гидравлическое испытание запорной арматуры и стенды для испытания запорной арматуры способны предупредить и снизить риск дальнейшего отказа запорной арматуры в процессе её эксплуатации на предприятии.

Отказ запорной арматуры — выход ее из строя в связи с поломкой одного или целой группы элементов. Отказ может быть частичный, при котором возможно дальнейшая эксплуатация, и полный, в случае которого требуется срочное выполнение ремонтных работ.

Полный отказ может быть следующего характера:

1) в запорной арматуре.  Отсутствие возможности поднять или отпустить запорный орган для ее открытия или закрытия. В связи с этим становится невозможной регулировка потока рабочей среды и отказ от эксплуатации оборудования, на котором установлена запорная арматура.

Протекание жидкости через неплотности соединения или свищи в корпусе. В данном случае значительно повышается износ оборудования и появляется опасность травмирования сотрудников обслуживающего персонала.

2) в предохранительной арматуре. Не работоспобность запорного клапана: не срабатывает при повышении или понижении давления в установленных пределах. В результате этого появляется опасность поломки основного оборудования, вследствие отсутствия должной защиты от негативных факторов. Возникает повышенный износ, обслуживающий персонал рискует получить травмы.

3) в регулирующей арматуре. Любая неисправность, приводящая к невозможности выполнения регулировки, соответственно полной потери контроля за расходными характеристиками. Потеря герметичности вследствие разрушения уплотнительных материалов и появления свищей на корпусе.

Частичный отказ запорной арматуры может быть следующего характера:

В предохранительной и запорной арматуре — частичный пропуск рабочей среды через запорное устройство, который позволяет эксплуатировать оборудование, но приводит к снижению экономичности и качества функционирования объектов.

В регулируемой арматуре — любые неисправности, которые приводят к частичному изменению параметров регулирования. Потеря плавности хода и возникновение люфта в местах сочленения становятся причиной снижения экономичности работы.

С характерными неисправностями, возникающими в трубопроводной арматуре и электроприводах можно ознакомиться в следующей таблице.

ТАБЛИЦА. ОСНОВНЫЕ НЕИСПРАВНОСТИ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ И ТРУБОПРОВОДНОЙ АРМАТУРЫ. МЕТОДЫ ИХ УСТРАНЕНИЯ

Неисправность	Возможная причина	Способ устранения
Рабочая среда протекает, несмотря на полностью опущенный запорный орган	Потеря герметичности вследствие износа уплотнительных поверхностей корпуса: появление трещин, вмятин задиров. или повреждения запорного органа (диска, клина, тарелки.	Произвести разборку, очистку, промывку и дефектацию. Различные механические повреждения (задиры, вмятины) отшлифовать и притереть. Более серьезные дефекты (отслоения, трещины, глубокие задиры) исправить путем наплавки нового уплотнительного слоя с последующей притиркой. Произвести замену уплотнительных колец с притиркой.
Приложено слишком малое усилие на маховик.	Усилие на маховик усилить до расчетного.
Электропривод запорного органа развивает недостаточный крутящий момент.	Произвести осмотр и настройку муфты, отвечающей за крутящий момент. Проверить работоспобность электродвигателя.
Через сальник протекает рабочая среда	Сальник набит недостаточно плотно	Ослабить болты, произвести дополнительную набивку с последующей равномерной подтяжкой болтов
Сальник износился	Удалить старую набивку и набить новую
Коррозионный износ поверхности шпинделя	Произвести шлифовку цилиндрической поверхности с последующим азотированием и шлифовкой.
Наблюдается потение или течь сквозь детали корпуса	Корпус имеет дефекты, возникшие в процессе литья. На его поверхности присутствуют пустоты, поры, раковины, свищи. Возможны трещины в местах изменения радиуса корпуса.	Путем шлифовки снять слой металла в месте протечки до обнаружения дефекта. При наличии трещин, для недопущения их дальнейшего расползания, произвести сверление на концах. Все дефектные места зачистить и заварить.
Протекает рабочая среда в точке сопряжения крышки с корпусом.	Недостаточная затяжка шпилечного соединения	Равномерно в последовательности, исключающей перекос фланца крышки относительно корпуса, затянуть гайки.
Износилась прокладка	Заменить прокладку.
Присутствуют повреждения на уплотнительных поверхностях крышки и фланца корпуса.	Произвести шлифовку поврежденных мест и наплавку нового уплотнительного слоя с последующей проточкой и шлифовкой.
Запорный орган перемещается со значительным задержками.	Изношены направляюще клиньев	Выполнить демонтаж направляющих клиньев с последующей заменой или ремонтом.
В резьбовой втулке или шпинделе повреждена трапецеидальная резьба.	Выполнить демонтаж и произвести замену дефектной втулки и или шпинделя.
На поверхности направляющих скопилась смола или осадок в виде твердых частиц	Разобрать корпус задвижки и произвести очистку.
Невозможно переместить запорный орган в любом из направлений.	Вышла из строя деталь или группа деталей привода управления: ходовой гайки, шпинделя, шестерни и др.	Разобрать корпус, выполнить ревизию деталей и произвести замену дефектных.
Рабочая среда проходит сквозь сильфонный узел	В сильфоне присутствуют повреждения	Произвести разборку вентиля или клапана с заменой сильфонной сборки.
В гидравлической характеристике регулирующего клапана наблюдаются изменения.	В регулирующем органе имеется эрозионный износ.	Разобрать клапан и произвести замену шибера (плунжера). Если износилось седло, то его необходимо заменить на другое с последующей притиркой.
Срабатывает предохранительный клапан при нормальный условиях эксплуатации.	В импульсном клапане нарушена герметичность.	1. Убедиться в правильности расположения груза на рычаге.2. Произвести разборку импульсного клапана и устранить обнаруженные дефекты уплотнительных поверхностей. При необходимости выполнить притирку дефектов корпуса.3.Убедиться в работоспособности электромагнитного клапана. Если его сердечник залипает, то необходимо заменить электромагнит, пружину, сердечник. Осмотреть ручной дублер.
Нарушена герметичность в главном предохранительном клапане.	1. Осмотреть пружину на наличие дефектов и правильность расположения.2. Произвести притирку уплотнительных поверхностей.
Не закрывается главный предохранительный клапан	Оборвало шток.Заклинило ходовую часть	Произвести замену штокаВыполнить разборку клапана с последующим осмотром и проверке качества сопряжения всех деталей. При обратной сборкеРазобрать клапан. Проверить сопряжения основных деталей ходовой части.При сборке особое внимание следует уделить сборке сальниковых уплотнении поршней и штока, с тем чтобы не сделать эти уплотнения чрезмерно тугими.
Пружинный пре-дохранительный клапан не закрывается.	Поломка пружины	Разобрать клапан и заменить пружину.
Происходит холостое вращение маховика при переходе в режим ручного управления.	Не происходит сцепление кулачков муфт в результате поломки.	Осмотреть узел ручного управления и устранить неисправность.
Усилие на маховик настолько велико, что нет возможности полностью закрыть или открыть арматуру	Заедает подвижные части в электроприводе или арматуре.	Попытаться устранить неисправность путем вращения в обратную сторону. Если проблема не решается, то разобрать узел и перебрать его.
Стрелка указателя во время хода не вращается.	Неисправна передача между приводным валом привода и кулачковым валиком путевого выключателя.	Осмотреть передачу и устранить неисправность
Винт, который останавливает диск со стрелкой, ослаб	Разобрать указатель и затянуть винт, отвечающий за стопор стрелки.
После нажатия на пусковую кнопку двигатель начинает работу в холостом режиме.	Не включен режим дистанционного управления	Перевести электропривод на дистанционное управление.
Изношена шпонка вала или червяка на электродвигателе	Изучить содержимое электропривода и устранить неисправность
Электропривод при этом стоит на месте.	В результате ослабления стопорного винта сдвинулась муфта электродвигателя.	Снять электродвигатель, поставить муфту на место и застопорить винтом. Демонтировать электродвигатель, установить муфту в рабочее положение и затянуть винтом.
Не запускается электродвигатель после нажатия на одну из управляющих кнопок	Неисправности в силовой цепиНе исправен пускатель.Нет напряжения на щите управления.	Осмотреть силовую цепь на наличие дефектов и исправить ихОтремонтировать или заменить пускательПроизвести диагностику системы питания и устранить проблему

Отказы ТПА и способы их устранения

Отказы трубопроводной арматуры могут возникать по множеству причин, например изменение размера фракции абразива в сырой нефти, или изменение температуры передаваемой рабочей среды, нарушение правил эксплуатации и обслуживания. Но, так или иначе, опыт накопленный годами эксплуатации позволяет выделить три группы основных причин отказов ТПА:

• Производственные
• Конструкционные
• Эксплуатационные

Как же они характеризуются?

Причины производственного характера находят свое место при низком уровне технологий применяемых при изготовлении арматуры, ее деталей и узлов.

Для того чтобы выпускаемая арматура имела надлежащий технический уровень, необходимо обеспечить строгую технологическую дисциплину и полномасштабный технический контроль на всех операциях и переходах.

Так, например система управления качеством применяемая в ARI-Armaturen, позволяет выпускать продукцию полностью соответствующую требованиям нормативной документации стран ЕС и Российской Федерации. Качество поставляемой продукции в полной мере удовлетворяет потребителей.

В ARI-Armaturen широко применяется система унификации деталей, а именно приводов, редукторов, сальниковых узлов и пр. Подобный подход позволил стать ARI-Armaturen, одним из лидеров в производстве и поставках ТПА.

Конструкция применяемой арматуры влияет на причины отказов в том плане, что если она должна обеспечить доступ обслуживающего персонала для проведения плановых осмотров и соответствующего обслуживания.

В случае если конструктивное исполнение арматуры не в состоянии обеспечить решение вышеназванных задач, то можно гарантировать, что ресурс работы этих элементов ТПА, чрезвычайно низок и системы, в которых применяются элементы ТПА с низким качеством конструктивного исполнения, всегда близки к возникновению нештатных ситуаций.

Отказы, возникающие в ходе эксплуатации, целиком зависят от возможностей арматуры удерживать заданные технологические параметры работы трубопроводной системы. К эксплуатационным параметрам относятся герметичность затворных устройств, необходимые условия на штурвалах управления задвижками, характеристики клапанов.

• На самом деле в независимости от типа неисправности возникшей в работе системы трубопровода, встает вопрос о замене неисправного узла и либо о его ремонте, либо утилизации.
• Отказы кроме причин происхождения характеризуются степенью ущерба:
• К полным отказам относятся:

Полный отказ запорной арматуры — отсутствие возможности обеспечения запорным органом своей главной функции – открытие или перекрытие потока. Нарушение герметичности в затворном узле, а также через уплотнения. Образование свищей, то есть утечка рабочей среды через корпус арматуры.

Полный отказ предохранительной арматуры — отсутствие реакции клапана на превышение установленного давления в системе, а так же на снижение давления до требуемых параметров. Нарушение герметичности в затворном узле, а также через уплотнения. Образование свищей, то есть утечка рабочей среды через корпус арматуры.

Полный отказ регулирующей арматуры — наличие неисправностей и дефектов, блокирующих изменения параметров регулировки объекта, перемещения регулирующего органа. Нарушение герметичности в затворном узле, а также через уплотнения. Образование свищей, то есть утечка рабочей среды через корпус арматуры.

1. Частичные отказы у запорной и предохранительной арматуры это, как правило, нарушение герметичности, которое, однако, не сказывается на функционировании трубопроводных систем, на которых они смонтированы.
2. Частичные отказы регулирующей арматуры – это тип неисправностей, которые влекут за собой непринципиальные изменения технологических параметров из-за наличия люфтов или частичного износа, например шибера и седла.
3. В дальнейших материалах, мы планируем более детально раскрывать причины возникновения неполадок в работе ТПА и способах их устранения.

У Вас остались вопросы или есть дополнения, напишите комментарий к статье. По вопросам оборудования можно обратиться к нашим специалистам через сайт или по телефону 8 (495) 268-0-242.

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.

Неисправная запорная арматура нередко приводит к трагедии

Потеря герметичности арматуры является причиной более 80% отказов трубопроводной арматуры.

Потеря герметичности в затворе может являться следствием конструктивных недостатков арматуры, проявляющихся в нарушении взаимного расположения уплотнительных поверхностей затвора вследствие недостаточной жесткости корпусных деталей; качества изготовления уплотнительных поверхностей деталей затвора и их сборки; абразивного или коррозионного повреждения деталей затвора; задержки инородных включений или отложений из рабочей среды на уплотнительных поверхностях. Неработоспособное состояние, вызванное негерметичностью затворов арматуры, часто приводило к трагедиям. Сегодня мы расскажем об этих несчастных случаях, в надежде, что больше подобного никогда не произойдет.

Согласно определению, приведенному в «ГОСТ 24856-2014. Межгосударственный стандарт. Арматура трубопроводная. Термины и определения» (введен в действие Приказом Росстандарта от 26.11.2014 № 1902-ст), запорная арматура – это арматура, предназначенная для перекрытия потока рабочей среды с определенной герметичностью. Она, в свою очередь, бывает следующих типов:

• задвижка – тип арматуры, у которой запирающий или регулирующий элемент перемещается перпендикулярно к оси потока рабочей среды;
• клапан (вентиль): тип арматуры, у которой запирающий или регулирующий элемент перемещается параллельно оси потока рабочей среды;
• кран: тип арматуры, у которой запирающий или регулирующий элемент, имеющий форму тела вращения или его части, поворачивается вокруг собственной оси, произвольно расположенной по отношению к направлению потока рабочей среды;
• дисковый затвор (заслонка; поворотный затвор, поворотно-дисковый затвор): тип арматуры, у которой запирающий или регулирующий элемент имеет форму диска, поворачивающегося вокруг оси, перпендикулярной или расположенной под углом к направлению потока рабочей среды.

Нормы герметичности затворов установлены в одноименном «ГОСТ 9544-2015. Межгосударственный стандарт. Арматура трубопроводная. Нормы герметичности затворов» (введен в действие Приказом Росстандарта от 26.05.2015 № 440-ст).

Он, в свою очередь, входит в Перечень международных и региональных (межгосударственных) стандартов, а в случае их отсутствия – национальных (государственных) стандартов, в результате применения которых на добровольной основе обеспечивается соблюдение требований технического регламента Таможенного союза «О безопасности оборудования, работающего под избыточным давлением» (ТР ТС 032/2013)».

Давайте подробно рассмотрим, какие несчастные случаи происходили из-за негерметичности затворов арматуры, и что именно приводило к трагедиям.

Аварийность из-за потери герметичности в затворе

Читать бесплатно

Получите доступ к журналу на 24 часа сразу после регистрации на сайте

Войти

Уже есть учетная запись? Тогда просто войдите в нее

Подписаться

Оформите подписку на печатный журнал или онлайн-версию

О журнале

Узнайте больше причин подписаться на журнал «Культура безопасности труда»

• ‹ Предыдущая статья
• Следующая статья ›

Условия работы и основные повреждения арматуры

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.