Причины выхода из строя седел и дисков паровых клапанов: эрозия, заедание, растрескивание и утечка.

Утечку из парового клапана часто рассматривают как проблему технического обслуживания. Во многих случаях это на самом деле проблема, требующая анализа причин отказа.

Если один и тот же клапан протекает после многократной притирки, шлифовки или замены деталей, ключевой вопрос заключается не только в том, «какой материал следует использовать?», а в том, какой механизм разрушения повреждает уплотнительную поверхность?

В этой статье рассматриваются распространенные механизмы отказов седел и дисков паровых клапанов, а также то, какая информация помогает определить первопричину эрозии, заедания, растрескивания и протечек.

Типичные симптомы неисправности седла и диска парового клапана

Ремонтные бригады обычно замечают проблему раньше, чем понимают её причину. К распространённым симптомам относятся:

• Клапан не закрывается плотно.

• Утечка усиливается после короткого периода эксплуатации.

• На уплотнительной поверхности видны бороздки или царапины.

• Поверхность диска или клина выглядит поцарапанной или порванной.

• На посадочном кольце имеются локальные следы эрозии.

• Отремонтированная поверхность трескается или отслаивается.

• Тот же самый клапан снова выходит из строя перед следующим плановым отключением.

Перед ремонтом эти симптомы следует задокументировать фотографиями. После шлифовки или притирки поверхности следы первоначального повреждения могут быть утрачены.

Механизм разрушения 1: Паровая эрозия

Паровая эрозия возникает, когда высокоскоростной пар удаляет материал с уплотнительной поверхности. Она может начинаться с небольшой канавки, шероховатого участка или узкого канала для потока. По мере продолжения утечки поток может увеличивать поврежденный участок.

Эрозия более вероятна в следующих случаях:

• Падение давления на клапане высокое.

• Клапан работает в частично открытом состоянии.

• Вблизи сиденья увеличивается локальная скорость потока.

• Поток неустойчивый или турбулентный.

• На уплотнительной поверхности уже имеется небольшой путь утечки.

Паровая эрозия обусловлена ​​энергией и скоростью потока, а не простыми коррозионными эффектами.

Механизм разрушения 2: Задиры и адгезионный износ

Задиры — это разрушение контактной поверхности, вызванное скольжением металла по металлу под воздействием нагрузки, температуры и давления.

В паровых клапанах заедание может проявляться в следующих местах:

• Зоны контакта диска с сиденьем

• Клиновые уплотнительные поверхности

• Уплотнительные поверхности кольца седла

• Зоны контакта вилки и седла

Задиры отличаются от эрозии. Эрозия обусловлена ​​потоком жидкости, тогда как задиры — контактом. В неисправном клапане могут одновременно проявляться оба механизма.

Если преобладает заедание, необходимо проверить соответствие материалов, качество поверхности и контактные напряжения.

Механизм разрушения 3: Термическая усталость и растрескивание

Паровые клапаны на электростанциях подвергаются многократному нагреву и охлаждению во время запуска, остановки и изменения нагрузки. Эти термические циклы создают напряжение в уплотнительных поверхностях или упрочненных слоях.

Типичные признаки включают:

• Мелкие трещины на герметизирующих поверхностях

• Трещины вдоль отремонтированных слоев

• Локальное отслаивание или расслоение поверхности

• Растрескивание вблизи зон термического воздействия

Образование трещин может быть связано не только с маркой материала, но и с термическим шоком, качеством ремонта или несоответствием материала.

Механизм отказа 4: Несоответствие материала, ремонта или условий эксплуатации.

Утечка из парового клапана не всегда является критической проблемой. Другие возможные причины включают:

• Неправильная притирка

• Несоосность

• Проблемы с приводом или усилием закрытия

• Посторонние частицы, застрявшие на сиденье

• Ограничения конструкции клапана

• Некачественные процедуры ремонта

• несоответствие качества обработки поверхности

• Неправильные методы эксплуатации

Анализ причин отказа всегда следует начинать с поврежденной поверхности, а не только с выбора материала.

Как определить, необходима ли модернизация материалов

Усовершенствование материалов становится актуальным в случаях многократного повреждения поверхности при суровых условиях эксплуатации.

Ключевые вопросы для оценки включают:

• Происходит ли поломка в одном и том же месте уплотнения?

• Утечка возобновится до начала планового технического обслуживания?

• Имеются ли видимые следы эрозии или задиры?

• Данная деталь ремонтировалась несколько раз?

• Сокращается ли интервал между ремонтами со временем?

• Влияет ли утечка на эффективность или безопасность?

• Документированы ли текущие эксплуатационные характеристики материалов?

Если на несколько вопросов дан положительный ответ, возможно, стоит рассмотреть вариант сиденья или диска из кобальтового сплава.

Какая информация помогает выявить первопричину?

Для качественного технического анализа требуется нечто большее, чем просто название детали. Полезными данными могут служить следующие сведения:

• Тип клапана

• Рисунок или образцы фотографий

• Фотографии поверхности до ремонта

• Температура и давление пара

• Условия падения давления

• Рабочий цикл

• Срок службы до отказа

• Текущая спецификация материалов

• История ремонтов

• История утечек

Четкие фотографии поверхности особенно важны для различения механизмов эрозии, заедания и растрескивания.

Начать анализ причин сбоя

Если седла или диски ваших паровых клапанов выходят из строя неоднократно, предоставьте фотографии поврежденных поверхностей, тип клапана, чертежи и условия эксплуатации для оценки.

Контакты SYTOP: +86 130 0924 9727 (WhatsApp / WeChat)

Электронная почта: inquiry@sytop.cn

Часто задаваемые вопросы

Всегда ли утечка парового клапана вызвана повреждением материала?

Нет. Утечка также может быть вызвана качеством притирки, проблемами с соосностью, регулировкой привода, посторонними частицами или ограничениями конструкции клапана.

Как можно различить эрозию и образование галлов?

Эрозия обычно происходит в направлении потока и образует бороздки, тогда как заедание проявляется в виде разрывов или переноса материала на контактные поверхности.

Следует ли заменить все протекающие паровые клапаны на клапаны из кобальтового сплава?

Нет. Модернизация материала целесообразна только в том случае, если в качестве основного механизма отказа подтвержден износ, эрозия, заедание или термическое повреждение поверхности.

Что следует сфотографировать перед ремонтом?

Перед шлифованием или притиркой необходимо зафиксировать состояние посадочного кольца, поверхностей диска или клина, путей утечки, трещин, канавок и неровных следов контакта.