化工機(jī)械承壓設(shè)備常見(jiàn)故障及處理措施

劉 博

（山東華魯恒升化工股份有限公司，山東 德州 253000）

引言

承壓設(shè)備是化工機(jī)械設(shè)備中的重要組成部分，對(duì)于機(jī)械的正常運(yùn)行有重要作用。在化工生產(chǎn)環(huán)境中，由于高溫、高壓及腐蝕等因素的影響，導(dǎo)致化工機(jī)械承壓設(shè)備易發(fā)生故障，如果檢修不及時(shí)還會(huì)引發(fā)生產(chǎn)事故。因此，需要對(duì)化工機(jī)械承壓設(shè)備常見(jiàn)的故障進(jìn)行匯總，并采取相關(guān)的措施降低承壓設(shè)備的故障發(fā)生率，確?；C(jī)械承壓設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行。

1 化工機(jī)械承壓設(shè)備常見(jiàn)故障

1.1 承壓設(shè)備腐蝕

由于化工生產(chǎn)環(huán)境的特殊性，化工產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中，需要用到多種化學(xué)原料，很容易腐蝕承壓設(shè)備。在實(shí)際生產(chǎn)中，常見(jiàn)的腐蝕主要是承壓設(shè)備局部的腐蝕，比如，點(diǎn)腐蝕、縫隙腐蝕、應(yīng)力腐蝕等。其中，點(diǎn)腐蝕又稱為孔蝕，是最常見(jiàn)的一種腐蝕形態(tài)，腐蝕孔一般比較分散，多分布在設(shè)備的缺陷處或含雜質(zhì)處，而且孔徑大都在1 mm 以下，不易被發(fā)現(xiàn)，如果處理不及時(shí)，蝕孔會(huì)逐漸擴(kuò)大，導(dǎo)致設(shè)備穿孔破壞[1]?？p隙腐蝕是在承壓設(shè)備的搭接縫內(nèi)、墊片接觸面以及緊固件縫隙內(nèi)等部位產(chǎn)生的腐蝕現(xiàn)象。很多化工機(jī)械承壓設(shè)備材質(zhì)是鋼、鐵等金屬，設(shè)備表層也做了相應(yīng)的防腐蝕處理，但是在設(shè)備的一些連接部位，防腐蝕材料噴涂不均勻，加上設(shè)備長(zhǎng)期在高溫高濕環(huán)境下運(yùn)行，一些腐蝕性的氣體、液體等容易對(duì)設(shè)備的縫隙部位造成腐蝕。應(yīng)力腐蝕是承壓設(shè)備在材料應(yīng)力和腐蝕共同作用下出現(xiàn)的一種腐蝕現(xiàn)象。在實(shí)際生產(chǎn)中，通常是設(shè)備進(jìn)行焊接、冷加工等操作后的殘留應(yīng)力處理不當(dāng)，加上生產(chǎn)環(huán)境中的腐蝕因素，導(dǎo)致設(shè)備損壞，一般會(huì)使零部件發(fā)生脆性斷裂，先是設(shè)備表面的蝕孔處產(chǎn)生裂紋，如果處理不及時(shí)，會(huì)逐漸導(dǎo)致零部件斷裂。

1.2 承壓設(shè)備磨損

化工機(jī)械承壓設(shè)備的磨損主要有黏著磨損、腐蝕磨損和磨料磨損等。黏著磨損是在摩擦副表面發(fā)生了金屬黏著，在滑動(dòng)摩擦中，黏著部位的金屬粒被摩擦下來(lái)，導(dǎo)致零部件表面出現(xiàn)磨損的現(xiàn)象，這種磨損主要發(fā)生在風(fēng)機(jī)、離心機(jī)的主軸及活塞環(huán)之間。摩擦部件雖經(jīng)過(guò)拋光處理，但接觸面并不是完全平滑的，在實(shí)際運(yùn)行中，兩個(gè)摩擦部件的接觸面不是完全接觸，而是局部接觸，局部接觸產(chǎn)生的局部應(yīng)力引起部件塑性變形，破壞掉接觸面上的氧化膜，導(dǎo)致部件的金屬面直接接觸，就會(huì)出現(xiàn)黏著磨損。腐蝕磨損是比較常見(jiàn)的一種磨損故障，主要分為氧化磨損和腐蝕介質(zhì)磨損，而這兩種磨損形式通常不是獨(dú)立出現(xiàn)的[2]。氧化磨損是設(shè)備表面的氧化膜老化時(shí)容易被磨掉，氧化膜磨掉后，設(shè)備表面還會(huì)生成新的氧化膜，再發(fā)生磨損，這種磨損速度慢，長(zhǎng)期的運(yùn)行才會(huì)對(duì)設(shè)備造成損壞。但是在化工生產(chǎn)過(guò)程中，由于生產(chǎn)環(huán)境中的腐蝕物較多，往往氧化磨損過(guò)程中伴隨著腐蝕磨損，腐蝕產(chǎn)物在設(shè)備的表面附著，腐蝕物被磨去后，又有新的腐蝕物再附著在設(shè)備上，如此反復(fù)進(jìn)行，會(huì)加劇設(shè)備的磨損速度。磨料磨損在實(shí)際生產(chǎn)中也比較常見(jiàn)，是承壓設(shè)備表面與硬顆粒（通常為金屬粒）產(chǎn)生摩擦后出現(xiàn)的磨損。這種磨損屬于物理?yè)p傷，磨料的硬度、形狀等會(huì)導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)不同程度的磨損，設(shè)備的載荷及運(yùn)動(dòng)速率等也會(huì)影響設(shè)備的磨損程度。結(jié)合工作實(shí)際綜合來(lái)看，承壓設(shè)備的磨損通常都是多種原因造成的，往往是機(jī)械磨損伴隨著腐蝕磨損，導(dǎo)致設(shè)備發(fā)生故障。

1.3 異常振動(dòng)和噪聲

承壓設(shè)備在正常運(yùn)行過(guò)程中，振動(dòng)是不能避免的，正常的振動(dòng)不影響設(shè)備的運(yùn)行，但如果零部件磨損、腐蝕、壓力沖擊等造成的異常振動(dòng)就會(huì)影響設(shè)備的正常運(yùn)行，而且振動(dòng)往往伴隨著噪聲出現(xiàn)，長(zhǎng)期運(yùn)行會(huì)導(dǎo)致設(shè)備的零部件損壞。異常振動(dòng)是承壓設(shè)備運(yùn)行中常見(jiàn)的故障之一，處理不及時(shí)會(huì)導(dǎo)致設(shè)備的零部件受到擠壓而變形，零部件之間的配合間隙增大，影響設(shè)備的安全性[3]。產(chǎn)生噪聲的原因一是設(shè)備長(zhǎng)期運(yùn)行維護(hù)不當(dāng)或設(shè)備老化導(dǎo)致的，二是設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)，由于零部件間的非正常磨損導(dǎo)致的噪聲。異常振動(dòng)和噪聲都是設(shè)備故障的一種預(yù)警，在設(shè)備正常運(yùn)行中，突發(fā)的異常振動(dòng)和噪聲都表明設(shè)備運(yùn)行異常，需及時(shí)停機(jī)檢查，查找故障點(diǎn)，及時(shí)排除。

1.4 機(jī)械密封泄露

機(jī)械密封是化工機(jī)械承壓設(shè)備中的端面密封，是一種防止液體泄漏的裝置，主要是一些密封圈、彈簧、推環(huán)等。導(dǎo)致機(jī)械密封泄露的主要原因是：安裝不當(dāng)、運(yùn)行溫度過(guò)高、長(zhǎng)期磨損或腐蝕等。安裝不當(dāng)主要是工作人員安裝機(jī)封時(shí)對(duì)機(jī)械密封的壓縮量過(guò)大，導(dǎo)致摩擦副磨損，或者是動(dòng)環(huán)的密封圈過(guò)緊、靜環(huán)的密封圈過(guò)松等都有可能引發(fā)密封泄露。在設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中，設(shè)備部件之間干摩擦或者冷卻系統(tǒng)故障等都會(huì)導(dǎo)致零部件局部溫度過(guò)高，導(dǎo)致密封副變形。磨損會(huì)破壞密封副的正常配合間隙，設(shè)備的端面出現(xiàn)磨損后，密封件就會(huì)出現(xiàn)軸向位移，配合間隙就會(huì)發(fā)生變化，出現(xiàn)泄漏[4]?；C(jī)械設(shè)備的密封件多是用耐腐蝕材料制作成的，但由于設(shè)備運(yùn)行中的溫度、壓力等經(jīng)常變化，加上生產(chǎn)環(huán)境中的腐蝕物質(zhì)影響，密封件的被腐蝕率會(huì)提高，尤其是在高溫環(huán)境下，密封件更容易被腐蝕。此外，輔助密封圈失效也是機(jī)械密封泄露的一個(gè)主要原因，多數(shù)的輔助密封圈是橡膠材料，運(yùn)行過(guò)程中易出現(xiàn)老化、變形、扭曲等現(xiàn)象，導(dǎo)致機(jī)械密封泄露。

1.5 超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)

超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)導(dǎo)致的承壓設(shè)備故障是在化工生產(chǎn)中占比很高的一類故障。很多企業(yè)為了提高企業(yè)效益，常常讓設(shè)備超負(fù)荷運(yùn)行，不注重日常檢修。承壓設(shè)備的荷載能力是一定的，在其荷載能力范圍內(nèi)，設(shè)備可以正常運(yùn)行，如果長(zhǎng)期的超負(fù)荷運(yùn)行就會(huì)導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)故障。承壓設(shè)備在正常運(yùn)行負(fù)荷內(nèi)的彈性變化量是有限的，如果外力作用導(dǎo)致設(shè)備的彈性變化量長(zhǎng)期大幅度的發(fā)生變化，就使得設(shè)備處于超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下，損壞承壓設(shè)備[5]。

2 減少化工機(jī)械承壓設(shè)備故障的措施

2.1 加強(qiáng)日常檢修

注重承壓設(shè)備的日常檢修工作，可以延長(zhǎng)設(shè)備運(yùn)行周期，大大降低設(shè)備故障發(fā)生率，做到防患于未然。按照承壓設(shè)備的使用說(shuō)明書(shū)對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢修，日常的檢修重點(diǎn)主要是對(duì)一些易磨損、易腐蝕的部位進(jìn)行檢查，查看零部件是否有非正常磨損現(xiàn)象；零部件之間的配合間隙是不是在正常范圍內(nèi)；設(shè)備表面及部件連接部位是否存在點(diǎn)蝕情況；是否存在介質(zhì)泄露情況等。加強(qiáng)對(duì)易損壞、易腐蝕部件的檢修，及時(shí)處理小的故障點(diǎn)，降低故障發(fā)生率。定期在承壓設(shè)備表面涂抹防腐材料，尤其是要對(duì)設(shè)備的部件連接處、凹槽處等易存留腐蝕物質(zhì)的部位進(jìn)行重點(diǎn)防腐處理，防腐材料的噴涂要均勻，更好的提高設(shè)備的抗腐蝕性能。在一些易殘留腐蝕物的設(shè)備中，選擇合適的位置開(kāi)排水孔，排除設(shè)備內(nèi)的殘留腐蝕物[6]。定期更換易磨損的零部件，由于化工生產(chǎn)環(huán)境的復(fù)雜，零部件的更換周期可以適當(dāng)縮短，盡量減少設(shè)備運(yùn)行期間的故障發(fā)生率。定期潤(rùn)滑需要潤(rùn)滑的部位，潤(rùn)滑油的油牌號(hào)以及用量等要符合使用要求。

2.2 加強(qiáng)設(shè)備管理

根據(jù)實(shí)際的生產(chǎn)需要，制定一套完善的化工機(jī)械承壓設(shè)備維護(hù)管理制度，通過(guò)制度的落實(shí)提高承壓設(shè)備的安全管理水平。結(jié)合生產(chǎn)工藝要求及設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)，制定科學(xué)的管理制度，督促相關(guān)人員嚴(yán)格按照制度進(jìn)行維護(hù)檢修工作。要求工作人員平時(shí)做好維護(hù)檢修記錄，每次停機(jī)維護(hù)后，對(duì)于更換的零部件名稱及數(shù)量、打磨的零部件部位、潤(rùn)滑部位及潤(rùn)滑油使用量等作詳細(xì)記錄。設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中的故障排除后，要詳細(xì)記錄故障發(fā)生的部位、發(fā)生故障的原因、采用何種措施排除故障、后期檢修中需要加強(qiáng)哪些部位的維護(hù)減少此類故障等。通過(guò)設(shè)備檢修記錄，可以掌握設(shè)備易發(fā)生故障的部位及原因，便于日常的檢修和維護(hù)。定期對(duì)相關(guān)工作人員進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)，確保設(shè)備操作人員安全意識(shí)強(qiáng)，操作技能滿足實(shí)際工作要求。將檢修維護(hù)職責(zé)落實(shí)到個(gè)人，并加強(qiáng)對(duì)設(shè)備操作人員的考核，督促設(shè)備操作人員嚴(yán)格按照制度規(guī)定進(jìn)行日常的檢修維護(hù)工作。設(shè)備發(fā)生故障的原因如果是因?yàn)槠綍r(shí)維護(hù)不當(dāng)造成的，要追究相關(guān)工作人員的責(zé)任，督促相關(guān)工作人員嚴(yán)格落實(shí)設(shè)備的檢修維護(hù)規(guī)定。

2.3 做好故障診斷

在承壓設(shè)備的運(yùn)行過(guò)程中，一旦出現(xiàn)異常噪聲、介質(zhì)泄露或振動(dòng)等情況，要及時(shí)的進(jìn)行故障診斷。先從故障的易發(fā)部位入手認(rèn)真檢查，判斷出故障的大致部位，再進(jìn)行逐一的排查。如果出現(xiàn)由于零部件安裝不當(dāng)或磨損導(dǎo)致的摩擦異響或振動(dòng)時(shí)，要及時(shí)更換被磨損的零部件，一些不易更換的大的零部件的磨損部位要進(jìn)行精細(xì)打磨。如果有機(jī)械密封泄露情況，要查看是不是零部件間是否有異常摩擦、是否有被腐蝕的情況、是否存在輔助密封圈失效、冷卻系統(tǒng)工作異常等情況。要先排查常發(fā)生故障的部位，比如，零部件異常摩擦、腐蝕、輔助密封圈老化是比較常發(fā)生的故障，先檢查易發(fā)生這些故障的部位，排查易發(fā)生故障的部位后再查看冷卻系統(tǒng)運(yùn)行情況是否正常，這樣會(huì)節(jié)省診斷時(shí)間，便于檢修人員在較短的時(shí)間內(nèi)排除故障。

3 結(jié)語(yǔ)

在化工機(jī)械承壓設(shè)備的運(yùn)行中，故障不能完全消除，但是通過(guò)日?？茖W(xué)的檢修維護(hù)，可以大大降低設(shè)備運(yùn)行時(shí)的故障發(fā)生率。要落實(shí)好安全管理，通過(guò)嚴(yán)格的制度來(lái)加強(qiáng)對(duì)承壓設(shè)備的維護(hù)管理，延長(zhǎng)設(shè)備的安全運(yùn)行周期。當(dāng)故障發(fā)生時(shí)，要先檢查易發(fā)生故障的部位，逐一排查故障點(diǎn)，縮短故障排除時(shí)間，盡快讓設(shè)備安全運(yùn)行。