1 之前介紹自力式壓力調節(jié)閥在化工行業(yè)應用，現(xiàn)在介紹特材旋塞閥在醋酸工況故障維護前言
醋酸是一種非常重要的有機酸，是染料、制藥、纖維、農藥以及其他有機合成的重要原料。近十年，國內化工企業(yè)打破國外技術壟斷，先后利用自主工藝（甲醇羰基合成醋酸）建成了年產百萬余噸的醋酸生產能力，但由于甲醇羰基合成醋酸工藝的合成工段為130～185℃的甲烷及催化劑銠等混合介質；由于介質的特殊性，其裝置的設備均由特種合金材料制造。目前國內醋酸生產裝置的接觸高溫工藝介質的旋塞閥多為鋯702C、鋯705C合金，且大多為進口品牌，如福斯、蘇莫斯、AZ、弗洛賽爾的產品。旋塞閥是關閉件或柱塞形的旋轉閥，通過旋轉90度使閥塞上的通道口與閥體上的通道口相同或分開，實現(xiàn)開啟或關閉的一種閥門。
旋塞閥的閥塞的形狀可成圓柱形或圓錐形。在圓柱形閥塞中，通道一般成矩形;而在錐形閥塞中，通道成梯形。這些形狀使旋塞閥的結構變得輕巧，但同時也產生了一定的損失。旋塞閥適于作為切斷和接通介質以及分流適用，但是依據(jù)適用的性質和密封面的耐沖蝕性，有時也可用于節(jié)流。順時針方向旋轉塞子使溝槽與管道平行即為開啟，逆時針旋轉塞子90度使溝槽與管道垂直時即為關閉。 
特材旋塞閥在醋酸工況故障維護旋塞閥種類主要分為以下幾種：
一、緊定式旋塞閥
緊定式旋塞閥通常用于低壓直通管道，密封性能*取決于塞子和塞體之間的吻合度好壞，其密封面的壓緊是依靠擰緊下部的螺母來實現(xiàn)的。一般用于PN≤0.6Mpa。
二、填料式旋塞閥
填料式旋塞閥是通過壓緊填料來實現(xiàn)塞子和塞體密封的。由于有填料，因此密封性能較好。通常這種旋塞閥有填料壓蓋，塞子不用伸出閥體，因而減少了一個工作介質的泄漏途徑。這種旋塞閥大量用于PN≤1Mpa的壓力。
三、自封式旋塞閥
自封式旋塞閥是通過介質本身的壓力來實現(xiàn)塞子和塞體之間的壓緊密封的。塞子的小頭向上伸出體外，介質通過進口處的小孔進入塞子大頭，將塞子向上壓緊，此種結構一般用于空氣介質。
四、油封式旋塞閥
近年來旋塞閥的應用范圍不斷擴大，出現(xiàn)了帶有強制潤滑的油封式旋塞閥。由于強制潤滑使塞子和塞體的密封面間形成一層油膜。這樣密封性能更好，開閉省力，防止密封面受到損傷
上海申弘閥門有限公司主營閥門有：截止閥,電動截止閥由于醋酸裝置工藝介質腐蝕性很強，裝置開停車時溫差變化較大，裝置上旋塞閥頻繁出現(xiàn)內漏和外漏問題。導致國內醋酸裝置特材旋塞閥的維修、更換量很大，長期依賴國外公司提供維修服務，不但時間上沒有保障且費用特別昂貴。目前國內的特材旋塞閥生產廠家已有能力生產整閥，也有能力利用國外進口閥體進行維修改造。
本文對酸裝置中的特材旋塞閥的修復作了較為深入的探討，可為其他同行提供參考。
2 特材旋塞閥在醋酸工況故障維護旋塞閥的泄露及泄露原因分析
旋塞閥按結構形式可分為七大類（不再詳細介紹），對于以醋酸為基的介質，國內裝置大都采用材質為Zr702、Zr705的聚四氟乙烯（PTFE）套筒密封圓錐形旋塞閥［1］。見圖1。
旋塞閥主要由襯套及旋塞密封、頂部密封兩部分關鍵密封來組成。而襯套（見圖2）起到了關鍵密封的作用。當襯套損壞后，頂部密封就不可避免地產生一定量的泄露。
頂部密封主要由PTFE環(huán)及金屬密封環(huán)、楔形條等構成壓力密封系統(tǒng)。內部壓力越大，密封越嚴密。并由壓蓋螺栓來調節(jié)與限制旋塞的上下移動。見圖3。
常見的襯套損壞或失效有以下原因。
（1）當流體介質含有固體顆粒雜質時，輕微的顆粒滲入到襯套內，會導致襯套磨損起邊，旋塞在開關過程中切割襯套并產生極大摩擦力帶動襯套旋轉并撕裂襯套，導致泄露。
（2）對于目前大部分旋塞閥的結構來說，其旋塞下部是不固定的，當閥關閉時，閥閉前的壓力差很大，旋塞兩側長期處于高壓力差的狀態(tài)，容易造成旋塞的偏移（見圖4）。這時開啟閥門時，閥門內上游側的襯套被高壓帶動離開閥體暴露在管道內，隨著旋塞的轉動將突出的襯套撕裂。
（3）旋塞沒有開關到位，或作為調節(jié)閥使用時。當旋塞開在中間某一位置，因為襯套PTFE與Zr鋯材的熱線性膨脹系數(shù)相差10倍，導致裸露出來的PTFE會高于旋塞口，長時間就會產生一道痕跡。
旋塞開關時會帶動PTFE一同轉動并將PTFE襯套撕裂。見圖5。
（4）當介質溫度壓力波動過大。當系統(tǒng)遇到緊急停車狀況（特別是在溫度快速降低），由于PTFE比Zr鋯材收縮變形快［2］（兩者熱線性膨脹系數(shù)相差10倍），使得襯里環(huán)抱在旋塞上面，導致襯里與閥體之間產生空隙，介質隨即流入定密封處，由于頂部密封屬于壓力倒密封結構，當壓力降低時，壓力密封失效，從而產生泄漏。
3 特材旋塞閥在醋酸工況故障維護旋塞閥維修方案
我公司醋酸裝置在緊急停車時，裝置內XOMOX旋塞閥多臺出現(xiàn)內漏及外漏情況，致使關鍵泵不能切斷，不僅對現(xiàn)場操作人員構成危險，且對現(xiàn)場環(huán)境造成污染。
在檢修完成將泄露閥門替換后，我公司與浙江維都利閥門制造有限公司技術人員經(jīng)過討論，對閥門進行解體，發(fā)現(xiàn)目前我裝置內進口閥門普遍具有如下結構特點：
①旋塞和填料共用調節(jié)螺栓；
②旋塞下部與閥體的配合處于浮動狀態(tài)：閥門的結構比較簡單，一旦閥門遭遇高溫、高壓工況時，導致非金屬材料有較大的變形，容易引起閥門的泄露。
通過對進口閥門結構進行分析，結合我醋酸裝置的工況特點與維修能力，確定了以下維修方案。
（1）更換旋塞閥所有易損件，包括閥座、密封膜片、金屬環(huán)等，其中閥座、膜片材質均更換為PFA基復合物。因為PFA基復合物與PTFE相比，PFA基復合物適用的溫度范圍更大（－200～260℃），且擁有更的抗冷流性能及自潤滑性能，在抗變形能力上也優(yōu)于增強PTFE見圖6。PFA的優(yōu)良性能已經(jīng)在國內廠家成品閥門上得到了實際應用，且其優(yōu)良的使用效果也得到了驗證，所以這次對進口閥門的維修，用PFA對PTFE進行替代。
PFA基復合物與PTFE或增強PTFE相比另一個突出優(yōu)點是材料的表面光滑，自潤滑能力強。PFA基復合物的摩擦系數(shù)比PTFE低10%～30%，低摩擦系數(shù)帶來低扭矩，不僅可以減少在閥門執(zhí)行機構上的投入，也可大大降低閥門襯套的磨損，延長閥門的使用壽命。
（2）目前裝置上進口旋塞閥的密封結構比較簡單，在襯套出現(xiàn)泄露時，單靠上部膜片很難保證閥門不出現(xiàn)外漏情況。在維修時，改變其上密封結構，在閥桿上增加一處填料箱，使用增強PTFE作為填料，可以在閥門單靠調節(jié)旋塞不能阻止其外漏時發(fā)揮密封作用。
（3）保證不削弱閥體強度的情況下，將閥體進行改動，整改為旋塞固定式旋塞閥?？杀ＷC閥門在長期關閉時兩側壓力差過大，也會保證旋塞不發(fā)生偏移，在開關操作中與襯套實現(xiàn)較好配合，不刮傷襯套，實現(xiàn)閥門的有效密封。見圖7。
（4）填料箱及旋塞調節(jié)壓板連接螺栓用碟簧加載，以防止管道壓力和溫度異常變化，人工來不及調節(jié)，碟簧加載可實現(xiàn)自動補償密封的功能，時時保護襯套及填料的密封。
我方維修方案可對裝置上進口旋塞閥進行修復，且通過改變其上部密封結構，增加一處閥桿填料箱密封，可有效地防止異常或緊急情況下的閥門外漏，對現(xiàn)場操作人員、現(xiàn)場環(huán)境的安全性提供了更有力的保障。
4 特材旋塞閥在醋酸工況故障維護旋塞閥的存放和使用
旋塞閥泄露的原因比較多，除了閥門固有的結構決定其使用周期外，對閥門的存放及使用的不當，也會造成閥門性能的下降，甚至對閥門的破壞。
我們在存放、使用特材旋塞閥時，應注意以下問題：
①閥門應存放于干燥、干凈的環(huán)境中，應用隨閥供應的法蘭保護罩保護法蘭。閥體應水平放置，使旋塞垂直于地面；長期不用的閥門，每隔1～2月，進行2～3次開關操作；閥門存放時將閥位處于全開，位置以旋塞實際位置為準。
②閥門在線使用時，盡量避免長時間處于半開的位置，也盡量避免裝置溫度、壓力變化過快，這容易使閥門密封失效，出現(xiàn)泄露情況。當閥門出現(xiàn)外漏情況時，可進行以下調節(jié)：將旋塞處于全開位置，將所有閥蓋調節(jié)螺母按順時針方向各旋緊1/4～1/2轉，然后將閥門進行一次開關操作，使旋塞就位；觀察閥門是否密封，若還不密封，重復上述操作。但不可過多的調節(jié)螺母，這樣會使閥門的斷裂扭矩大大提高。
此辦法也可用于預防閥門外漏的操作，當遇到裝置的開停車階段，溫度和壓力變化較大時，將調節(jié)螺栓隨著溫度的變化進行擰緊或松動調整（溫度每升高或降低60℃就將調節(jié)螺栓松動或擰緊3/4圈），這樣調節(jié)可以緩解旋塞及襯套隨著溫度的變化而產生的體積變形，消除熱應力，機械地調整它們的配合狀態(tài)?？捎行У胤乐归y門外漏。
③閥門在維修時可在調節(jié)螺栓處增加蝶形彈簧或在旋塞軸上增加彈簧負載裝置，這兩種結構均可很好地抵消溫度變化時的熱應力，保持有效的密封。但也需要定期地對旋塞螺栓進行調節(jié)，因為不管是PTFE還是PFA襯套，都會隨著使用而產生冷流變形，旋塞會下降，需要將旋塞向下調整。
五 特材旋塞閥在醋酸工況故障維護結語
特材旋塞閥在醋酸、醋酐生產裝置作用非常重要，價格也比較昂貴。一旦發(fā)生泄露的情況，不僅會對生產造成影響，更有可能引發(fā)環(huán)境事故。所以合理的使用、維修這些閥門具有非常重要的意義，目前國內閥門廠已*有能力承擔這一職責，對使用單位來說，不僅節(jié)約了維修成本，在新閥采購中也都趨于國產化，已與國內特材閥門生產單位形成一個雙贏的局面。與本文相關的論文：自力式煤氣調壓閥組
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