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加氢裂化装置高压阀门的特点与选用研究

2020-09-10董飞宇权刚

中国化工贸易·上旬刊 2020年7期
关键词:选用特点

董飞宇 权刚

摘 要:加氢裂化装置高压阀门属于加氢裂化装置中较为重要的部分,但是,目前在实际应用的过程中,经常会出现密封泄漏现象与连接处泄漏现象,不能保证使用的效果。这就需要在实际工作中,结合加氢裂化装置高压阀门的特点,合理选用材料,保证各种材料的应用效果,有效预防和规避高压阀门的应用问题,为加氢裂化装置的高效化应用提供帮助。

关键词:加氢裂化装置;高压阀门;特点;选用

加氢裂化装置高压阀门的选用,应该合理选择阀体材料、阀杆材料,保证阀门应用的密封性,有效预防加氢裂化装置高压阀门的应用问题,从根本上增强阀门的应用效果,增强阀门密封性与完整性的情况下,提升阀门的应用效果。

1 加氢裂化装置高压阀门特点分析

加氢裂化装置在运行的过程中具有高压特点、高温特点、临氢特点,通常情况下,压力会在14MPa到20MPa之间,反应系统的温度在400℃左右,高压阀门应用期间,具有高压性、高温性的特点,面临复杂的环境,需要充分发挥阀门的积极作用。当前我国的加氢裂化装置高压阀门在实际应用的过程中,具有阀体容易泄漏的特点,阀门密封面、阀盖部分和阀体部分的连接处、阀杆位置经常会出现泄漏问题,不能确保高压阀门的应用效果。而国外在加氢裂化装置高压阀门产品方面,工艺技术与原材料的应用效果较好,可以合理选用先进的工艺技术与原材料,能够确保高压阀门的应用效果和水平。

2 加氢裂化装置高压阀门的选用措施

为了确保加氢裂化装置中高压阀门的应用效果,应该注重材料的合理选用,確保高压阀门的高效化运行。具体的选用措施为:

2.1 合理选用阀体材料

高压阀门中阀体属于较为重要的承压部件,所以必须要合理选用阀体材料,以免出现高压阀门的质量问题。①可以选用WCB与WCC碳钢材料,属于标准性的材料,其中WCC材料中的碳含量要比WCB材料中的含量低,在400℃

之下的温度环境中,WCC材料许用应力会比其他材料高,在400℃到540℃的环境中,二者的许用应力处于相同状态。在选用相关阀体材料的过程中,使用WCB材料和管道焊接连接处理,碳含量在0.25%之内,在全面分析碳含量与相关的焊接热处理情况之后,可以保证阀体的硬度在22HRC范围之内,能够满足当前的防腐蚀、抗裂的规定标准。为了确保阀体的质量,在实际工作中选用WCB材料、WCC材料应该注意在焊接处理以后,做好消除应力的处理工作,在焊接之后合理开展热处理工作,满足当前的工作标准[1];②选用不锈钢347材料。通常情况下,347不锈钢材料在应用的过程中,具有一定抗高温性能与抗腐蚀性能,尤其是高温氢腐蚀的抵抗能力非常好,将其应用在加氢裂化装置中能够适应到高压环境、高温环境与硫化氢的环境中,所以在选用阀体材料的过程中,应该积极采用347不锈钢材料,保证阀体的质量符合要求。采用347不锈钢材料期间,可以使用ASIM A744标准的材料处理,不仅可以确保阀体的质量,还能在修复腐蚀介质表面以后,简化焊接之后的热处理形式,预防出现腐蚀性问题,同时价格也很低,可以降低阀体的制造成本,属于良好的阀体材料。

2.2 合理选用阀门阀杆材料

近年来在国外的加氢裂化装置高压阀门制造过程中,阀杆主要使用A638-660材料与A479-410CL3材料,在腐蚀环境中的应用效果较好,可以确保阀杆的制造质量和抗腐蚀性能,预防阀门的应用问题。在此期间我国在选用阀门阀杆材料的过程中,也必须要结合实际情况合理选用材料,确保阀杆的制造效果。根据相关的研究可以得知,马氏体不锈钢材料不适合应用在加氢裂化装置环境中,采用此类材料制作阀杆很容易出现腐蚀问题或是应力问题,不能确保阀杆的稳定性。而A638-660材料在应用期间,可以有效进行固溶、沉淀硬化处理,改善合金的力学性能。且在加氢裂化装置之内,阀杆的运行环境具有高温性、高硫化氢腐蚀性的特点,应该积极选用A638-660材料制作阀杆,改善理性性能与机械性能,保证其中化学成分符合要求,促使阀杆质量的提升[2]。

2.3 合理选用阀门密封材料

为了确保高压阀门的密封性能符合要求,在实际工作中应该合理选用阀门密封材料,确保阀门的密封性能。在此期间,应该选用钴基合金材料制作阀门的密封面结构,改善机械性能与化学性能,增强结构的硬度比,在加工硬化之后可以增强耐冲击性能与耐腐蚀性能,延长密封结构的使用寿命。一般情况下,在高压阀门应用一段时间以后,密封面很容易受到现场补焊因素与研磨因素的影响出现开裂现象,为了预防补焊与研磨因素的影响,应该选用钴基合金材料制作密封部件,保证密封性能。在此期间还需要合理设置压力自密封系统,在阀门之内设置流体压力,使得阀体还有阀杆都能紧紧密封。目前国外已经开始采用组合类型的压力自密封系统,将垫片和阀杆、阀体之间相互整合,虽然能够取得一定的密封效果,但是也可能会出现泄漏现象,在此情况下,我国在设置压力自密封系统的过程中,就必须要积极改进相关结构,合理设计密封面,保证可以达到线密封的标准,增加垫片的压力,保证密封的成效。与此同时,在设置压力自密封系统期间,还可以使用金属垫材料、柔性石墨复合垫材料开展处理工作,保证垫片性能,有效预防出现密封的问题[3]。

3 加氢裂化装置高压阀门选用的注意事项

在选用加氢裂化装置高压阀门的过程中,必须要明确注意事项,保证材料选用的科学性与合理性。具体的注意事项为:

3.1 改进工艺技术

当前我国在高压阀门方面,对进口产品的依赖性较高,主要因为我国在制造高压阀门期间的生产工艺技术落后,不能在加氢裂化装置的运行环境中保证高压阀门的稳定性和安全性。这就需要在生产制造的过程中,积极和国外的厂家相互沟通交流,借鉴先进的生产技术,全面分析和调查目前先进的生产技术与产品,并且和客户、设计单位之间相互沟通交流,及时反映高压阀门的应用状况,一旦发现其中存在问题,就必须要提出问题的解决对策,改善高压阀门的生产现状,促使相关阀门产品的良好应用[4]。

3.2 注意细节的管理

在选用高压阀门材料过程中,必须要注意细节的管理,按照加氢裂化装置高压阀门运行环境的高压特点、高温特点、硫化氢含量高特点等,合理选择阀体材料、阀杆材料、密封材料等等,注意其中的细节,合理设计结构选择工艺技术,保证材料的合理应用,从根本上提升相关阀门的制造质量和水平,满足当前的时代发展需求。与此同时还需要注意的是,提升阀杆类型的单阀座球目前已经应用在加氢裂化装置中,设计具有一定的独特性,可以确保阀门的应用效果,在此情况下,我国在选用相关材料的过程中,必须要归纳总结丰富经验,按照单阀座球的实际情况,合理开展各方面的设计分析工作,从根本上提升各方面的产品设计科学性与合理性[5]。

4 结语

综上所述,加氢裂化装置高压阀门在应用的过程中,应用环境具有高压特点、高温特点与硫化氢含量多的特点,如果不能合理选用相关的材料,将会诱发阀门的问题,很容易诱发阀门泄漏现象与稳定性问题,不能确保工作效果。这就需要在实际工作中,按照加氢裂化装置高压阀门的应用特点,合理选用相关的阀体材料、阀杆材料、密封材料,有效预防出现阀门的应用问题,合理选用材料开展设计工作,保证高压阀门材料的高效化应用,从根本上预防出现阀门问题。

参考文献:

[1]张飞.加氢裂化装置反应系统压力降增大及处理措施[J].石油化工腐蚀与防护,2018,35(2):26-29.

[2]乐精华,张琳,李晓刚,等.茂名石化240×104t/a加氢裂化CL2500 DN400 CF8C T型止回阀国产化报告[C]//第十四届中国铸造协会年会论文集,2018,23(11)122-124.

[3]呼立红,金聚慧,杨阳,等.加氢裂化装置高压注水线阀门阀体开裂原因分析[J].石油化工腐蚀与防护,2016,33 (5):58-60.

[4]李立权.加氢裂化装置事故案例及分析[J].炼油技术与工程,2016,46(12):77-98.

[5]柯松林.加氢裂化装置用高压轨道球阀的研制[J].阀门,2018,1(2):7-8.

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