다음은 석유화학 기업의 밸브 누출 원인에 대해 Zhongda Consulting이 제공하는 내용입니다.
밸브는 석유화학 정제 장비에 없어서는 안 될 부품입니다. 다양한 유형과 수량의 밸브가 사용됩니다. 화학 생산에 사용되는 대부분의 매체는 부식성이 강하고 독성이 높거나 가연성이 높으며 밸브가 누출되면 폭발할 수 있습니다. 원자재, 에너지, 제품의 심각한 낭비를 초래할 뿐만 아니라, 환경에 심각한 영향을 미치며, 심각한 안전사고까지 초래하고 있습니다. 따라서 석유화학제품 생산과정에서 밸브의 누출 문제에 대한 주의가 필요하며 이에 대한 주의가 필요하다. 다음은 석유화학공장에서 밸브 누출이 발생하는 원인과 누출을 방지하고 제거하기 위한 대책 및 방법에 대해 중점적으로 설명합니다.
2 밸브 누출 원인 분석
2.1 밸브의 분류
밸브는 석유화학 생산설비에 있어 필수적인 제어장비이다. 밸브에는 다양한 유형이 있으며 다양한 완전한 장비 세트의 기술 프로세스가 지속적으로 개선됨에 따라 밸브 유형이 계속 증가하고 있습니다. 다양한 용도에 따라 다음 범주로 나눌 수 있습니다:
(1) 파이프라인의 매체를 차단하거나 연결하는 데 사용되는 게이트 밸브, 스톱 밸브, 플러그 밸브, 볼 밸브 및 버터플라이 밸브 ;
(2) 파이프라인에서 매체의 압력과 흐름을 조정하는 데 사용되는 조절 밸브(공압 및 전기 모두), 감압 밸브, 스로틀 밸브, 버터플라이 밸브, 밸런싱 밸브 등
(3) 매체 역류를 방지하고 매체의 일방향 흐름을 보장하는 데 사용되는 체크 밸브;
(4) 과열 및 과압 안전 보호에 사용되어 과잉 배출 온도와 압력이 규정을 초과하지 않도록 방지 장비 및 파이프라인 시스템의 안전한 작동을 보장하는 안전 밸브, 오버플로 밸브 등;
(5) 분배 밸브, 3개의 단방향 또는 4방향 플러그 밸브, 3방향 또는 4방향 볼 밸브 등;
(6) 매체 샘플링 및 분석에 사용되는 샘플링 밸브
(7) 기타 특수 용도의 소수성 배수구 밸브, 블로우다운 밸브, 벤트 밸브, 슬래그 배출 밸브 등
2.2 밸브 누출 원인 분석[1]
밸브 누출은 외부 누출과 내부 누출의 두 가지 유형으로 나누어진다. 대부분의 경우 외부 누출의 결과는 내부 누출보다 더 심각합니다. 산업생산에 있어서 밸브 누출은 원자재 및 에너지 낭비를 초래할 뿐만 아니라 환경을 직접적으로 오염시키고, 심지어 화재, 폭발, 중독 등 생명안전을 위협하는 대형사고를 발생시켜 국가경제에 심각한 손실을 초래합니다.
(1) 밸브 누출 원인 분석
누수는 밸브 몸체, 밸브 스템, 스터핑 박스 및 밸브 몸체의 연결 부분에서 흔히 발견됩니다.
1) 밸브 본체 누출 이유: 밸브 본체는 일반적으로 주조되며, 밸브 본체에 기포가 발생하면 일반적으로 매체 누출이 발생하기 쉽습니다. 누출로 나타나며 유량이 작을수록 정수압 테스트를 통해 발견할 수 있습니다.
2) 밸브 스템 누출 원인: 밸브 스템의 부적절한 설계 및 재질 선택으로 인해 밸브 스템이 특정 위치에 고착되어 밸브가 닫히지 않거나 단단히 닫히지 않아 매체가 발생할 수 있습니다. 누출. 이러한 종류의 누출은 유속이 큰 경우가 많으며 생산 장비와 주변 환경에 쉽게 심각한 해를 끼칠 수 있습니다.
3) 스터핑박스 누출 원인 스터핑박스는 스터핑박스, 스터핑, 스터핑패드, 스터핑 압축기구로 구성됩니다. 스터핑 박스는 패킹을 수용하기 위해 밸브 본체 또는 밸브 커버에 배치됩니다. 스터핑 패드는 스터핑 상자 하단에 배치되어 스터핑을 지지합니다. 필러에는 연질 밀봉 필러와 성형 필러의 두 가지 유형이 있습니다. 성형 필러는 탄성 재료로 만들어지며 성형 또는 회전을 통해 다양한 환형 밀봉 링으로 만들어집니다. 이에 비해 성형 필러는 구조가 작고 밀봉 성능이 우수하며 적용성이 뛰어납니다. 패킹 글랜드가 느슨하고, 밀봉 패킹이 단단하지 않고, 패킹 유형이나 품질이 요구 사항을 충족하지 않고, 패킹이 노후되었거나 밸브 스템에 의해 마모되었기 때문에 밀봉 패킹에서 매체가 누출됩니다.
4) 밸브 몸체 연결부 누출 원인 밸브 몸체 연결부 씰은 밸브 몸체와 밸브 커버 사이의 씰을 말합니다. 일반적으로 플랜지 연결 씰이며 밸브의 호칭 직경이 작은 경우 나사 연결 씰입니다. 개스킷의 유형, 재질 또는 크기가 요구 사항을 충족하지 않고, 플랜지 밀봉 표면의 가공 품질이 좋지 않으며, 연결 볼트가 부적절하게 조여지고, 불합리한 파이프라인 구성으로 인해 연결부에 과도한 추가 하중이 발생합니다.
(2) 밸브 내부 누출 원인 분석
밸브의 느슨한 닫힘으로 인한 누출은 내부 누출로 밸브 시트의 밀봉면에서 자주 발생합니다.
이유 분석:
1) 밸브의 설계 및 제조 공정에 문제가 있어 밸브가 느슨하게 밀봉되어 매체 누출로 이어지며, 대부분 누출되거나 작은 흐름이 지속적으로 배출됩니다. . 2) 밸브 플레이트 또는 밀봉 표면의 변형으로 인해 밀봉이 느슨해지며 일반적으로 작은 유속의 누출 또는 연속 배출 형태로 매체 누출이 발생합니다.
3) 밸브 제조, 운송, 검사, 설치 및 사용 과정에서 밸브의 밀봉면이 손상되어 밀봉이 헐거워져 밸브 누수의 원인이 됩니다. 이 누출은 저유량 누출로도 나타납니다.
4) 매체에는 밸브가 단단히 닫히지 않아 매체 누출을 일으키는 고체 불순물이 포함되어 있습니다. 이 누출은 작은 흐름 누출일 수도 있고 더 큰 흐름 누출일 수도 있습니다.
2.3 밸브 누수로 인한 손실
위의 상황으로 인해 발생하는 누수로 인한 경제적 손실과 환경오염은 매체의 특성에 따라 달라진다. 가스 매체인 경우 공기 중에 퍼지기 쉽고 오염 반경도 더 커집니다. 액체 매체는 땅 속으로 침투하여 오염을 일으키고 개방형 도랑이나 지하 도랑을 통해 홍수 배수구로 유입되어 강, 호수 및 기타 환경을 오염시킬 수도 있습니다. 1984년 12월 3일 이른 아침, 인도 인구밀도가 높은 도시 지역 보팔 농약공장에서 고독성 액체 메틸메틸식초 45톤이 담긴 저장탱크에 있던 고독성 액체가 밸브를 뚫고 새어나왔습니다. 보팔 독가스로 인해 단 며칠 만에 2,800명이 목숨을 잃었고, 52만 명 이상이 다양한 정도의 중독에 시달렸고, 그 중 10만 명 이상이 평생 장애를 입었습니다. 구소련의 체르노빌 원자력발전소는 밸브 문제로 전례 없는 재난을 일으켰고, 이로 인해 막대한 인명 피해가 발생했을 뿐만 아니라 직·간접적으로 헤아릴 수 없는 경제적 손실과 환경 피해를 입혔다. 통계에 따르면 산업용 장치의 밸브 중 약 20%에 누출 문제가 있으며 이로 인한 직접적인 경제적 손실은 석유화학 산업에서 5000kt/a 대기 및 진공 압력 장치 세트를 사용하여 전체 손실의 약 5%를 차지합니다. 예를 들어 일반적으로 밸브는 약 5,000개 정도인데, 그 중 20%가 누출되어 발생하는 경제적 손실과 환경오염은 석유화학산업 전체를 보면 상황은 더욱 심각하다.
3대책
3.1 설계 선택 최적화
밸브 누출 정도를 최소화하고 서비스 수명을 최대화할 수 있는지 여부는 밸브 설계 선택에 따라 달라집니다. 유형이 합리적인지 여부, 씰링 형태의 선택, 밸브의 제품 품질, 설치 구성 및 생산 작업이 표준을 준수하는지 여부 등은 모두 밸브 설계 및 선택의 최적화에 크게 좌우됩니다. .
밸브 설계 및 선택의 최적화에는 밸브 형태 선택, 밸브 자체의 설계 및 제조, 밸브 재료 선택 등 여러 측면이 포함됩니다. 밸브 형태를 선택할 때 공정 조건 및 설계 사양 요구 사항을 종합적으로 최적화하고 고려해야 합니다. 밸브의 목적, 온도, 압력, 유량, 매체의 압력 강하, 매체의 부식성 등은 모두 밸브 제조에 사용되는 재료의 선택에 직접적인 영향을 미칩니다. 매체의 온도와 부식성을 기준으로 합니다. 건설 및 실제 작동 경험을 바탕으로 관련 프로세스 요구 사항 및 설계 사양을 충족하는 것 외에도 밸브 선택은 다양한 특정 상황을 충분히 고려하여 작동 조건과 최대한 일치하고 사용 요구 사항을 최대한 충족해야 합니다.
액체, 기체 또는 2상 유체의 경우 게이트 밸브 또는 글로브 밸브를 사용하는 효과는 볼 밸브를 사용하는 것과 크게 다릅니다. 볼 밸브의 기밀성은 게이트 밸브 및 글로브 밸브보다 기밀성이 우수하고 개폐 속도는 훨씬 빠르지만 작동 온도 범위는 게이트 밸브 및 글로브 밸브보다 훨씬 작습니다. 일반적으로 대부분의 볼 밸브는 고온에서 사용할 수 없습니다. 게이트 밸브와 글로브 밸브의 성능은 고온에서 비교적 안정적입니다. 볼 밸브의 압력 손실은 게이트 밸브 및 글로브 밸브의 압력 손실보다 적습니다. 반면, 글로브 밸브의 압력 손실은 게이트 밸브의 압력 손실보다 큽니다. 이는 밸브의 고유한 구조 형태에 의해 결정됩니다. 다양한 재료 유량과 유량 조정 효과의 경우 다양한 유형의 밸브를 사용하는 효과가 매우 다릅니다. 고속 흐름의 경우 일반적으로 스톱 밸브를 사용하는 것은 적합하지 않습니다. 왜냐하면 스톱 밸브의 압력 손실은 고속 흐름 조건에서 가장 크지만 스톱 밸브가 제어 효과에 미치는 영향이 크기 때문입니다. 게이트 밸브와 볼 밸브보다 흐름이 훨씬 좋습니다. 밸브 유형을 선택할 때 밸브를 만드는 데 사용되는 재료도 매체의 온도와 부식성을 기준으로 고려해야 합니다. 밸브에 사용되는 재료는 밸브 작동 지점의 공정 조건 요구 사항을 충족해야 합니다. 작업 지점의 공정 요구 사항에 따라 밸브 코어 및 밸브 본체의 재료를 합리적으로 선택하면 비용을 크게 늘리지 않고도 밸브의 수명을 연장할 수 있습니다.
단순히 고급 소재만을 추구하는 것은 불필요한 소재 낭비를 초래할 뿐입니다.
3.2 스터핑 박스 누수 대책
밸브 스터핑 박스 씰의 누수와 밸브 본체 연결 씰의 누수는 밸브 누수를 일으키는 핵심이므로 특별한 주의가 필요합니다.
기존의 소프트 패킹 씰은 패킹 글랜드의 축 방향 압력에 의존하여 밸브 스템과 패킹, 패킹과 밀봉된 스터핑 박스의 측벽 사이에 일정한 반경 방향 접촉 응력을 생성합니다. 따라서 글랜드의 축방향 힘이 상당히 커야 하며 이로 인해 패킹과 밸브 스템 사이의 마찰 토크가 증가하고 마모가 빨라집니다. 따라서 글랜드 볼트를 자주 조이거나 패킹을 조여야 합니다. 더 나은 밀봉 효과를 보장하기 위해 교체되었습니다.
적절한 패킹 씰과 패킹 씰 조합을 사용하면 밸브의 신뢰성이 향상되고 서비스 수명이 연장될 수 있습니다. 예를 들어 유연한 흑연 링 패킹을 함께 사용하면 유연한 흑연 링 패킹만 사용하는 것보다 밀봉 효과가 더 좋습니다. 현재 중국에서는 단일 유연성 흑연 링 필러가 주로 사용되는 반면, 해외에서는 유연성 흑연 링 필러의 조합이 널리 보급되어 좋은 결과를 얻었습니다.
3.3 밸브 본체 연결부 누수 방지
밸브 본체 연결부 씰은 씰링 특성상 정적 씰이며 다음 요구 사항을 충족해야 합니다.
(1) 온도와 압력의 급격한 변화에 적응할 수 있습니다.
(2) 밀봉 요소를 손상시키지 않고 여러 번 분해할 수 있습니다.
(3 ) 간단하고 컴팩트한 구조, 낮은 금속 소비량;
(4) 진동 및 충격 하중에 둔감함;
(5) 다양한 작업 매체의 요구 사항을 충족할 수 있습니다.
밸브 몸체의 연결 부분은 일반적으로 자작 나무 홈이나 오목하고 볼록한 평면 개스킷으로 밀봉됩니다. 최근에는 "O"링 씰도 널리 사용됩니다.
Zen 홈형 플랫 가스켓 씰은 닫힌 홈에 플랫 가스켓을 설치하는 것입니다. 이 구조는 씰링 표면에 매우 높은 씰링 비압을 생성할 수 있으며 이는 일반적으로 가스켓 재료보다 훨씬 높습니다. . 항복 한계는 안정적인 밀봉을 보장합니다. 4.0MPa 이상의 압력을 갖는 중압 및 고압 밸브에 적합합니다. 이 씰링 구조의 단점은 밸브를 분해할 때 가스켓을 씰링 홈에서 분리하기 어렵다는 점입니다. 세게 빼내면 가스켓이 손상되는 경우가 많습니다.
오목 및 볼록 플랫 가스켓 씰은 오목 및 볼록 플랜지의 씰링 표면에 플랫 가스켓을 설치하는 것입니다. 장뇌 홈 플랫 가스켓 씰링 구조에 비해 다음과 같은 장점이 있습니다.
(1) 밸브를 분해할 때 개스킷을 쉽게 제거할 수 있습니다.
(2) 밀봉 홈이 계단식이므로 가공 성능이 더 좋습니다.
플랫 개스킷의 재질은 공정 매개변수 및 유체 특성에 따라 알루미늄, 구리, 1Cr18Ni9Ti 및 고무 석면 보드를 사용할 수 있습니다. 불소수지는 일반적으로 사용되는 가스켓 밀봉 재료이지만 저온 흐름 특성으로 인해 밀봉 구조를 잘못 설계하면 부정적인 결과를 초래할 수 있습니다.
'O'자형 실링 링은 구조가 간단하고 제조가 용이합니다. 실링 구조를 합리적으로 설계하면 조립 후 충분한 방사형 압출 변형을 생성할 수 있으며, 실링을 달성할 수 있습니다. 따라서 플랜지 연결 씰로 사용하면 플랜지의 구조적 크기를 줄여 밸브의 무게를 줄일 수 있습니다.
저압 소구경 밸브의 경우 밸브 몸체의 구조적 크기와 무게를 줄이기 위해 밸브 몸체는 일반적으로 암나사로 연결되며 연결부의 밀봉 요소도 사용할 수 있습니다 평평한 개스킷 또는 "O" 모양의 씰이 잠겨 있습니다.
3.4 밸브 스템 누출 대책
밸브 스템은 밸브의 중요한 힘을 지탱하는 구성 요소입니다. 밸브 스템 재료는 충분한 강도와 인성을 갖고 있어야 하며 외부로 인한 부식을 견딜 수 있어야 합니다. 매체, 분위기 및 포장, 긁힘 방지 및 우수한 공정 성능. 밸브 스템 표면의 내식성과 내마모성을 향상시키기 위해서는 일반적으로 표면을 강화해야 합니다. 현재 국내 밸브스템 제조용 소재는 대부분 마르텐사이트계 스테인레스강을 사용하고 있으나, 이 스테인레스강은 산성물질의 작용으로 인해 틈새부식성이 약하여 표면의 부동태피막이 파괴되어 국부적인 부식이 발생하게 됩니다. 밸브 스템의 누출을 효과적으로 제어할 수 있도록 밸브 스템의 틈새 부식 저항 능력을 향상시킬 수 있는 오스테나이트-페라이트 이중 스테인리스강을 사용하는 것이 가장 좋습니다.
4 결론
요컨대, 석유화학 산업 생산에서 밸브 누출은 무시할 수 없는 문제이며, 이는 생산의 경제, 안전 및 환경에 심각한 결과를 가져올 것입니다. 상당한 영향을 미칩니다.
밸브 누출을 제거하는 핵심은 밸브 구조의 설계를 최적화하고, 다양한 공정 조건에 따라 밸브 재료를 합리적으로 선택하고, 생산 공정 중 밸브의 품질 관리 수준을 향상시키고, 공정 운영 시스템에 따라 밸브 선택을 최적화하는 것입니다. 과학과 기술의 발전, 특히 새로운 재료의 출현으로 인해 성능이 좋고 수명이 길며 생산 개발 요구를 충족할 수 있는 새로운 구조의 일부 밸브가 사용되었습니다.
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