化工機械失效的原因與相關(guān)措施研究

王林

（貴州開磷集團股份有限公司，貴州 貴陽 550302）

0 引言

結(jié)合工業(yè)領(lǐng)域發(fā)展趨勢，化工企業(yè)更加注重長期發(fā)展方向，因而強調(diào)企業(yè)應(yīng)以化工機械著手，結(jié)合時代發(fā)展，積極引進多元化管理方式，切實加強化工機械失效原因分析，做好相應(yīng)的維護管理工作，針對常見設(shè)備失效問題，工作人員集中引進各項科學(xué)技術(shù)，采取針對性處理措施，有效提高化工機械使用效果，為化工生產(chǎn)提供保障，進一步確保化工機械設(shè)備優(yōu)勢得到最大化發(fā)揮。

1 化工機械失效處理的重要性

結(jié)合化工生產(chǎn)作業(yè)，要求工作人員應(yīng)明確化工機械運行流程，做好控制工作。詳見圖1。企業(yè)需要做好原材料處理工作，借助系統(tǒng)，可生成相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)，確保最終成品順利生產(chǎn)完成。結(jié)合生產(chǎn)工藝，化工機械屬于基礎(chǔ)性設(shè)施，與整個化工生產(chǎn)環(huán)節(jié)進行密切相關(guān)。結(jié)合科學(xué)技術(shù)，近年來，化工機械系統(tǒng)性、智能化水平得到顯著提升。機械系統(tǒng)內(nèi)涉及多個環(huán)節(jié)，并且各環(huán)節(jié)之間存在一定的關(guān)聯(lián)性，能夠起到相互促進的作用。因此，一旦某個部分失效，將會引發(fā)整個系統(tǒng)運行失效，甚至出現(xiàn)機械癱瘓情況，對生產(chǎn)運行不利，導(dǎo)致企業(yè)經(jīng)濟損失嚴重。結(jié)合器機械運行，需要借助多種方式，完成能量轉(zhuǎn)換，而該項工作具有一定的復(fù)雜性，因為化工產(chǎn)品不同，使用工藝方案也存在明顯差別，內(nèi)部組成結(jié)構(gòu)也相對不同，不同工藝方案均具有特殊的復(fù)雜性。因此，化工機械失效問題往往無法得到有效規(guī)避，要求工作人員應(yīng)提高對機械失效問題的關(guān)注度，以實際情況出發(fā)，綜合考慮多方面因素，切實加強科學(xué)處理措施，通過在第一時間發(fā)現(xiàn)機械失效問題，及時進行處理，確保處理有效性，進而保障機械生產(chǎn)效率，提高整體化工生產(chǎn)運行水平。

圖1 化工機械運行流程

2 化工機械失效原因

2.1 承壓設(shè)備失效

結(jié)合化工機械，隨著使用時間延長，承壓設(shè)備多伴隨腐蝕點出現(xiàn)，進而引發(fā)設(shè)備點蝕破損，導(dǎo)致整體承壓能力下降，嚴重損害設(shè)備承壓水平。并且在長時間運行的情況下，腐蝕點范圍將會隨之擴大，進一步形成大面積腐蝕，導(dǎo)致設(shè)備使用壽命減少。該情況的出現(xiàn)主要與腐蝕性化學(xué)物質(zhì)儲存有關(guān)。受到高溫影響，該部分化學(xué)物質(zhì)將會產(chǎn)生汽化反應(yīng)，進而形成氣泡，由于氣泡破損，將會產(chǎn)生腐蝕性氣體，導(dǎo)致承壓設(shè)備被侵染，出現(xiàn)腐蝕情況，引發(fā)設(shè)備腐蝕脫落，對化工生產(chǎn)威脅嚴重。受到外力影響，承壓設(shè)備多伴隨磨損情況出現(xiàn)。針對設(shè)備運轉(zhuǎn)，在自然因素影響下，包括零件銹蝕、老化等，將會導(dǎo)致承壓設(shè)備被磨損，進而引發(fā)故障?；こ袎涸O(shè)備內(nèi)部零部件具有較高的精密度，一旦沒有做好零部件選擇工作，在尺寸不合理的情況下，加之沒有做好零部件質(zhì)量控制，將會引發(fā)裂縫、氣孔等現(xiàn)象，進而導(dǎo)致設(shè)備連接失誤，甚至還會出現(xiàn)腐蝕物質(zhì)泄漏情況，造成設(shè)備磨損泄漏，嚴重影響機械運行，詳見圖2?；C械疲勞裂紋主要由金屬材料受到交變載荷影響引發(fā)不均勻滑移產(chǎn)生，當保持低應(yīng)力情況下，在機械金屬表層中，交變荷載將會呈現(xiàn)細滑移線，進而形成加工硬化形態(tài)，嚴重影響機械后續(xù)使用。并且在出現(xiàn)交叉滑移的情況下，將會進一步形成滑移帶，導(dǎo)致空洞，最終出現(xiàn)裂紋核心，形成疲勞裂紋，詳見圖3。

圖2 化工機械腐蝕泄漏

圖3 化工機械疲勞裂紋

2.2 密封失效

化工機械生產(chǎn)多涉及化學(xué)介質(zhì)使用，由于該類化學(xué)介質(zhì)具有腐蝕性，將會在很大程度上增加設(shè)備密封失效風險，詳見圖4。具體而言，受到化學(xué)介質(zhì)影響，將會對密封表面造成腐蝕，并且一旦腐蝕時間延長，將會導(dǎo)致密封部件被穿透，進而形成密封失效。在溫度過高的情況下，同樣會引發(fā)設(shè)備密封失效。針對化工機械而言，如果雜質(zhì)與密封面相混合，在冷卻液中斷的情況下，將會引發(fā)密封面裂紋。同時，碳-石墨環(huán)屬于設(shè)備密封部件，其對于溫度要求較高，多需要控制在-105～250℃，一旦溫度控制不當，碳-石墨環(huán)將會產(chǎn)生樹脂，存在于表面之中，受到高溫影響，樹脂碳化，與粘結(jié)劑相混合，將會出現(xiàn)軟化、發(fā)泡現(xiàn)象，進而引發(fā)密封失效。另外，設(shè)備內(nèi)部多配備橡膠部件，該類部件同樣對溫度要求較高，無論溫度過高或者過低，均會導(dǎo)致部件老化，進而導(dǎo)致部件零件彈性喪失，在嚴重的情況下，還會出現(xiàn)部件龜裂。密封失效與密封面磨損密切相關(guān)。受到擠壓應(yīng)力影響，在長時間滑動摩擦的情況下，密封表面將會出現(xiàn)蝕坑。同時，在設(shè)計環(huán)節(jié)，如果沒有做好密封面粗糙度控制，由于密封面表面存在空隙，在粗糙度提升的情況下，將會進一步增加密封面磨損度。另外，在溫度均勻度下降的情況下，加之密封環(huán)未得到均勻的作用力，將會導(dǎo)致縫隙變形，增加磨損情況出現(xiàn)，進而造成密封面失效[1]。

圖4 化工機械密封失效

2.3 潤滑失效

針對化工機械潤滑，失效情況較為常見，具體原因相對復(fù)雜。其中，設(shè)備自身故障問題具有較高的常見度。由于設(shè)備內(nèi)部零件未做好規(guī)劃，將會導(dǎo)致接觸面銜接不順暢，進而影響潤滑液使用，導(dǎo)致整體效果下降。同時，一旦沒有做好設(shè)備組裝工作，也會引發(fā)潤滑失效，導(dǎo)致機械生產(chǎn)效率下降。在實際潤滑操作過程中，如果工作人員沒有對整個操作進行細致處理，在工作人員專業(yè)素養(yǎng)不足的情況下，將會導(dǎo)致操作規(guī)范性降低，進而影響整體潤滑效果。

3 化工機械失效的處理措施

3.1 承壓設(shè)備處理

以提升承壓設(shè)備使用效果作為重點，結(jié)合安裝環(huán)節(jié)，工作人員應(yīng)切實加強質(zhì)量控制，并以冶金、軋制兩個步驟著手，有效提升材料質(zhì)量，確保材料均勻性，以免受到材料缺陷影響，導(dǎo)致設(shè)備安裝不當。同時，在安裝完成后，工作人員應(yīng)對設(shè)備表面進行檢查。如果發(fā)現(xiàn)設(shè)備表面出現(xiàn)碰撞、腐蝕等情況，應(yīng)第一時間進行處理，確?？p隙焊接質(zhì)量。在安裝前，應(yīng)對設(shè)備進行無損檢測，強化設(shè)備質(zhì)量控制。針對承壓設(shè)備，無論哪一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)失效，均會影響最終機械使用效果，甚至還會引發(fā)安全事故。因此，要求工作人員應(yīng)切實提高管理意識，以承壓設(shè)備著手，明確常見機械失效原因，做好相應(yīng)的預(yù)案，進一步建立緊急預(yù)案，確保在機械失效的情況下，工作人員能夠第一時間對失效情況進行檢查，并做好相應(yīng)的處理方式，將安全事故控制在合理范圍內(nèi)。同時，針對承重設(shè)備易出現(xiàn)失效的部分，應(yīng)定期安排專業(yè)人員做好相應(yīng)的檢修工作，堅持具體問題具體分析的原則，切實提出有效解決方案。企業(yè)內(nèi)部應(yīng)加強檢修監(jiān)管工作，以免出現(xiàn)檢修遺漏情況。針對復(fù)雜結(jié)構(gòu)，工作人員應(yīng)重點進行檢測，在提高對設(shè)備特殊性認識的情況下，進一步強化自身安全管理意識，有效提高設(shè)備使用安全性，降低機械失效風險。當前承壓設(shè)備失效多為疲勞失效，與反復(fù)交叉荷載密切相關(guān)，并且在應(yīng)力過高的情況下，也會引發(fā)疲勞失效[2]。因此，要求工作人員應(yīng)禁止頻繁加壓、卸壓操作，將壓力波動情況考慮在內(nèi)，做好設(shè)備運行溫度控制。在日常管理過程中，應(yīng)做好承壓設(shè)備失效防治工作，集中對應(yīng)力情況進行解決，有效確保設(shè)備使用效果。工作人員可以承壓設(shè)備維護作為重點，配套相應(yīng)的專業(yè)檢修設(shè)備，由專業(yè)人員在定期內(nèi)完成設(shè)備檢修工作，并借助檢修設(shè)備有效提升檢修完整度，確保設(shè)備每一個環(huán)節(jié)均得到良好的檢查。因為化工企業(yè)涉及多種腐蝕性材料，工作人員應(yīng)密切觀察零件連接情況，以免受到零件老化、銹蝕影響，導(dǎo)致裂縫出現(xiàn)，進而引發(fā)腐蝕性材料泄漏，對生產(chǎn)人員安全產(chǎn)生危險。同時，建立在有效保養(yǎng)維護的基礎(chǔ)上，能夠在最大程度上降低安全事故出現(xiàn)風險，有利于提高設(shè)備使用壽命。

3.2 密封處理

工作人員應(yīng)切實提高對機械密封檢查工作的重視度，可以密封安裝著手，通過增加試運行環(huán)節(jié)，建立在有效檢測基礎(chǔ)上，確保密封技術(shù)與工藝流程相符合，確保各項密封措施有效開展，進一步提升密封性能。同時，工作人員應(yīng)考慮到系統(tǒng)環(huán)境復(fù)雜性以及不確定性，做好惡劣條件分析工作，加強工藝檢查，有效保障密封水平[3]。具體而言，工作人員應(yīng)結(jié)合外部特征，完成相應(yīng)的檢查工作，觀察密封噴氣、泄漏情況，可借助輔助設(shè)備，對整個系統(tǒng)運行通暢性進行檢測?？蓡用芊猓^察整個運行過程中振動情況，檢查機械運行正常性，對各元件熱度進行判斷，注意聽密封異常響聲情況，如果發(fā)現(xiàn)密封存在運行存在響聲，應(yīng)第一時間尋找聲音來源以及產(chǎn)生部位原因，對密封位置、形狀變化進行觀察，判斷系統(tǒng)性能。除檢查密封外，還應(yīng)進一步加強輔助系統(tǒng)檢查，確保各管路通暢性、元件完整性。觀察密封件是否出現(xiàn)缺陷、磨損現(xiàn)象，對驅(qū)動件完整度進行檢查，確保元件彈性與行業(yè)技術(shù)要求相一致。針對化工機械而言，泄漏失效屬于常見故障。因此，以保障密封效果作為重點，工作人員應(yīng)切實加強密封泄漏處理措施，合理控制密封部位。針對具有較強腐蝕性的化學(xué)物質(zhì)，在密封點增加的情況下，泄漏可能性也會隨之增長。因此，工作人員應(yīng)明確密封部位，做好密封點數(shù)量控制。同時，當發(fā)現(xiàn)泄漏問題時，應(yīng)第一時間尋找泄漏通道，并進行隔離阻斷。通過應(yīng)用高密封介質(zhì)流體能夠改變泄漏方向。

3.3 潤滑處理

以提高潤滑失效處理效果作為重點，工作人員應(yīng)切實制定潤滑策略，可結(jié)合機械實際情況，明確內(nèi)部潤滑區(qū)域，借助現(xiàn)有檢測方法對潤滑基礎(chǔ)效果進行測試，在明確潤滑應(yīng)用要求的基礎(chǔ)上，加強各項潤滑操作，有效提升處理效果。同時，工作人員應(yīng)以機械關(guān)鍵位置作為重點，評估潤滑失效風險，做好處理工作，確保機械潤滑效果。受到振動因素影響，將會引發(fā)溫度上升情況，一旦沒有做好潤滑工作，將會進一步引發(fā)異常高溫，因此，要求工作人員應(yīng)切實做好溫度控制，及時對潤滑劑進行補充，擴大潤滑影響范圍，確保機器運轉(zhuǎn)質(zhì)量[4]。

4 結(jié)語

在化工領(lǐng)域，化工機械屬于生產(chǎn)基礎(chǔ)，將會直接關(guān)系到化工生產(chǎn)水平。因此，強調(diào)工作人員應(yīng)以日常管理著手，切實加強化工機械失效分析工作，深入了解化工機械常見失效問題，并以問題出發(fā)，落實有效處理措施，建立在專業(yè)維護管理的基礎(chǔ)上，有效提升化工機械功能性，進而保障其運行水平，促進行業(yè)整體發(fā)展。