A hidrogénező egységekben the Orbit tolózárak loa dugattyús kompresszorok kimenetén található kritikus vezérlőeszközök. Ezeknek a szelepeknek a meghibásodása gyakran hosszú beszerzési ciklusokhoz vezet az importált pótalkatrészek esetében és magas költségekhez vezet, ami közvetlenül befolyásolja az egység hosszú távú stabil működését{1}}. Az olyan gyakori meghibásodások esetén, mint az ilyen importált szelepek "elakadása" és "törése", gyakran a háztartási felújítás anyagcserével kombinálva a leghatékonyabb megoldás. A következő elemzés egy tipikus meghibásodási eseten alapul, részletezi a kiváltó okokat és a javítási stratégiákat.
1. Hiba háttér és jelenség
Példaként egy Orbit tolózárat veszünk a hidrogénező egység dugattyús kompresszorának kimeneténél, a hiba az egység indításának terhelési -feltöltési szakaszában történt. A biztonsági szelep a második-fokozat kimeneténél hirtelen felemelkedett, és leállásra kényszerült. A korábbi nyomástrendek áttekintése rendellenes nyomáscsúcsot igazolt a második-szakasz kimeneténél. A szelepszár helyzetjelző incidens előtti rendellenes jelzésével kombinálva előzetesen megállapították, hogy a szelep nem nyílt ki, ami túlnyomást okozott a rendszerben.
A hibás szelep szétszerelése és ellenőrzése során jelentős mechanikai sérüléseket észleltek:
A labdapálya szárán repedések, összetört élek és erős karcolások láthatók.
A vezetőtengely és a pálya érintkezési felülete deformációt mutatott.
A vezetőpersely belső felülete erős bemélyedéseket és horzsolásokat mutatott.
A legkritikusabb, hogy a szárcsap lenyíródott.
A spektrális elemzés és a keménységvizsgálat megerősítette, hogy a sérült alkatrészek anyaga megfelelt az eredeti SS410 specifikációnak, kizárva a nyersanyaghibákat.
2. Kiváltó ok elemzése
Az Orbit tolózár a szár felemelésével működik, a motorháztetőn lévő vezetőcsap és a száron lévő sín közötti kölcsönhatást használva a labda "emelő{0}}és-elfordítása" érdekében. A szétszerelési eredmények és az üzemi körülmények alapján a meghibásodást három fő tényezőnek tulajdonították: a mechanikai összeszerelési problémáknak, a közepes korróziónak és a hidrogén ridegségnek.
Mechanikai összeszerelés és kopás
A bütykös szár nyomvonalán lévő deformációs nyomok vizsgálata során kiderült, hogy a vezetőcsap nem csúszott simán a spirális horonyban, különösen az ívelt szakaszokon akadt el. Ez az elakadás korlátozta a normál forgást, ami a pálya kopásához és deformációjához vezetett gyakori kerékpározás során. Továbbá a törött rögzítőcsap töredékei beszorultak a bütykös szár és a persely közé, jelentősen növelve a működési nyomatékot. Többszörös mechanikai igénybevétel hatására a szár a legnagyobb feszültségkoncentráció pontján eltört.
Klorid-ion korrózió
A szelep 13,0 MPa nyomáson működik szénhidrogéneket és nyomokban kloridokat tartalmazó közeggel. A kompresszor kimenetéből származó iszapszennyeződések elemzése 3,10%-os kloridion-tartalmat mutatott. Bár az SS410 martenzites rozsdamentes acél bizonyos mértékben ellenáll a kloridoknak, a nagy koncentrációk tönkretehetik a passzivációs filmet, elősegítve a lyuk- és réskorróziót. A hosszan tartó-korrózió csökkentette az alkatrészek effektív-keresztmetszetét és szilárdságát.
Hidrogén ridegedés és csaptörés
Magas hidrogén parciális nyomású környezetben a hidrogénatomok bediffundálnak az acélba és felhalmozódnak, hidrogén ridegséget okozva, amelyet csökkent alakíthatóság és szívósság jellemez. Míg a szárcsap anyaga (SUH660) jó feszültség-korrózióállósággal rendelkezik, a hidrogén ridegség és a mechanikai elakadás okozta nagy nyomaték kombinációja miatt a csap nagyon érzékeny a törésre, amikor a kézi működtetésű nyomaték túllépte a kritikus határt.
3. Felújítási terv és anyagfelújítás
A kiváltó okokat kezelve a felújítási stratégia a "dimenziós helyreállításra, a lokalizált megerősítésre és a szerkezeti optimalizálásra" összpontosított, különös hangsúlyt fektetve a sérülékeny részek anyagcseréjére.
Lézeres burkolat a kulcsfontosságú alkatrészekhez
A kopásállóság növelése és a deformáció megakadályozása érdekében bevezették a lézeres burkoló technológiát.
Labdapálya szár:A spirális pálya területét Stellite 12 ötvözet borította SS410 alapon. A Stellite 12 nagy keménységet (HRC 45-50) és kiváló kopásállóságot kínál, hatékonyan ellenáll a sín deformációjának.
Vezetőtű:A tűt Stellite 6 ötvözet borította SS410 alapon. A Stellite 6 jobb szívósságot és hőütésállóságot kínál, így ideális súrlódási párokhoz.
Ezzel egyidejűleg a vezetőperselyt és a rögzítőcsapot újra{0}}megmunkálták a pontos illeszkedés érdekében.
A tömítőrendszer hazai módosítása
Az eredeti motorháztető-tömítés egyedi-gyártású, ultravékony{1}}importált alkatrész volt, hosszú átfutási idővel. A szilárdsági határok kiszámítása után a motorháztető tömítőfelületét megmunkálták, hogy szabványos hornyot hozzanak létre a grafithullámú{3}}fogkompozit tömítéshez. Ez a módosítás megoldotta a tömítési problémát, és elérte a pótalkatrészek{5}}önellátását. Ezen túlmenően a csomagoló részt az importált GP-6-nak megfelelő hazai rugalmas grafit csomagolásra cserélték.
4. Működési eredmények és következtetések
Felújítás után a szelep átment a nyomáspróbán, és visszaszerelték. A helyszíni gyakorlat azt mutatta, hogy a továbbfejlesztett Orbit tolózár zökkenőmentesen működött, kiváló tömítési teljesítménnyel. A mai napig a szelep három éve stabilan működik, ismétlődő meghibásodások nélkül.
Ez az eset azt bizonyítja, hogy a hasonló működési feltételekkel rendelkező, importált Orbit tolózárak esetében a hazai felújítások és a felületfejlesztési technológiákkal, például a lézeres burkolattal végzett anyagfelújítások nemcsak a pótalkatrész-beszerzési kihívásokat oldhatják meg, hanem jelentősen meghosszabbíthatják a szelepek élettartamát durva hidrogén- és kloridtartalmú környezetben. Ez a megoldás magas promóciós értéket képvisel a hasonló egységek szelepkarbantartásában.
