刘 博

（山东华鲁恒升化工股份有限公司，山东 德州 253000）

引言

承压设备是化工机械设备中的重要组成部分，对于机械的正常运行有重要作用。在化工生产环境中，由于高温、高压及腐蚀等因素的影响，导致化工机械承压设备易发生故障，如果检修不及时还会引发生产事故。因此，需要对化工机械承压设备常见的故障进行汇总，并采取相关的措施降低承压设备的故障发生率，确保化工机械承压设备安全稳定运行。

1 化工机械承压设备常见故障

1.1 承压设备腐蚀

由于化工生产环境的特殊性，化工产品生产过程中，需要用到多种化学原料，很容易腐蚀承压设备。在实际生产中，常见的腐蚀主要是承压设备局部的腐蚀，比如，点腐蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀等。其中，点腐蚀又称为孔蚀，是最常见的一种腐蚀形态，腐蚀孔一般比较分散，多分布在设备的缺陷处或含杂质处，而且孔径大都在1 mm 以下，不易被发现，如果处理不及时，蚀孔会逐渐扩大，导致设备穿孔破坏[1]。缝隙腐蚀是在承压设备的搭接缝内、垫片接触面以及紧固件缝隙内等部位产生的腐蚀现象。很多化工机械承压设备材质是钢、铁等金属，设备表层也做了相应的防腐蚀处理，但是在设备的一些连接部位，防腐蚀材料喷涂不均匀，加上设备长期在高温高湿环境下运行，一些腐蚀性的气体、液体等容易对设备的缝隙部位造成腐蚀。应力腐蚀是承压设备在材料应力和腐蚀共同作用下出现的一种腐蚀现象。在实际生产中，通常是设备进行焊接、冷加工等操作后的残留应力处理不当，加上生产环境中的腐蚀因素，导致设备损坏，一般会使零部件发生脆性断裂，先是设备表面的蚀孔处产生裂纹，如果处理不及时，会逐渐导致零部件断裂。

1.2 承压设备磨损

化工机械承压设备的磨损主要有黏着磨损、腐蚀磨损和磨料磨损等。黏着磨损是在摩擦副表面发生了金属黏着，在滑动摩擦中，黏着部位的金属粒被摩擦下来，导致零部件表面出现磨损的现象，这种磨损主要发生在风机、离心机的主轴及活塞环之间。摩擦部件虽经过抛光处理，但接触面并不是完全平滑的，在实际运行中，两个摩擦部件的接触面不是完全接触，而是局部接触，局部接触产生的局部应力引起部件塑性变形，破坏掉接触面上的氧化膜，导致部件的金属面直接接触，就会出现黏着磨损。腐蚀磨损是比较常见的一种磨损故障，主要分为氧化磨损和腐蚀介质磨损，而这两种磨损形式通常不是独立出现的[2]。氧化磨损是设备表面的氧化膜老化时容易被磨掉，氧化膜磨掉后，设备表面还会生成新的氧化膜，再发生磨损，这种磨损速度慢，长期的运行才会对设备造成损坏。但是在化工生产过程中，由于生产环境中的腐蚀物较多，往往氧化磨损过程中伴随着腐蚀磨损，腐蚀产物在设备的表面附着，腐蚀物被磨去后，又有新的腐蚀物再附着在设备上，如此反复进行，会加剧设备的磨损速度。磨料磨损在实际生产中也比较常见，是承压设备表面与硬颗粒（通常为金属粒）产生摩擦后出现的磨损。这种磨损属于物理损伤，磨料的硬度、形状等会导致设备出现不同程度的磨损，设备的载荷及运动速率等也会影响设备的磨损程度。结合工作实际综合来看，承压设备的磨损通常都是多种原因造成的，往往是机械磨损伴随着腐蚀磨损，导致设备发生故障。

1.3 异常振动和噪声

承压设备在正常运行过程中，振动是不能避免的，正常的振动不影响设备的运行，但如果零部件磨损、腐蚀、压力冲击等造成的异常振动就会影响设备的正常运行，而且振动往往伴随着噪声出现，长期运行会导致设备的零部件损坏。异常振动是承压设备运行中常见的故障之一，处理不及时会导致设备的零部件受到挤压而变形，零部件之间的配合间隙增大，影响设备的安全性[3]。产生噪声的原因一是设备长期运行维护不当或设备老化导致的，二是设备正常运转，由于零部件间的非正常磨损导致的噪声。异常振动和噪声都是设备故障的一种预警，在设备正常运行中，突发的异常振动和噪声都表明设备运行异常，需及时停机检查，查找故障点，及时排除。

1.4 机械密封泄露

机械密封是化工机械承压设备中的端面密封，是一种防止液体泄漏的装置，主要是一些密封圈、弹簧、推环等。导致机械密封泄露的主要原因是：安装不当、运行温度过高、长期磨损或腐蚀等。安装不当主要是工作人员安装机封时对机械密封的压缩量过大，导致摩擦副磨损，或者是动环的密封圈过紧、静环的密封圈过松等都有可能引发密封泄露。在设备运行过程中，设备部件之间干摩擦或者冷却系统故障等都会导致零部件局部温度过高，导致密封副变形。磨损会破坏密封副的正常配合间隙，设备的端面出现磨损后，密封件就会出现轴向位移，配合间隙就会发生变化，出现泄漏[4]。化工机械设备的密封件多是用耐腐蚀材料制作成的，但由于设备运行中的温度、压力等经常变化，加上生产环境中的腐蚀物质影响，密封件的被腐蚀率会提高，尤其是在高温环境下，密封件更容易被腐蚀。此外，辅助密封圈失效也是机械密封泄露的一个主要原因，多数的辅助密封圈是橡胶材料，运行过程中易出现老化、变形、扭曲等现象，导致机械密封泄露。

1.5 超负荷运转

超负荷运转导致的承压设备故障是在化工生产中占比很高的一类故障。很多企业为了提高企业效益，常常让设备超负荷运行，不注重日常检修。承压设备的荷载能力是一定的，在其荷载能力范围内，设备可以正常运行，如果长期的超负荷运行就会导致设备出现故障。承压设备在正常运行负荷内的弹性变化量是有限的，如果外力作用导致设备的弹性变化量长期大幅度的发生变化，就使得设备处于超负荷运转状态下，损坏承压设备[5]。

2 减少化工机械承压设备故障的措施

2.1 加强日常检修

注重承压设备的日常检修工作，可以延长设备运行周期，大大降低设备故障发生率，做到防患于未然。按照承压设备的使用说明书对设备进行检修，日常的检修重点主要是对一些易磨损、易腐蚀的部位进行检查，查看零部件是否有非正常磨损现象；零部件之间的配合间隙是不是在正常范围内；设备表面及部件连接部位是否存在点蚀情况；是否存在介质泄露情况等。加强对易损坏、易腐蚀部件的检修，及时处理小的故障点，降低故障发生率。定期在承压设备表面涂抹防腐材料，尤其是要对设备的部件连接处、凹槽处等易存留腐蚀物质的部位进行重点防腐处理，防腐材料的喷涂要均匀，更好的提高设备的抗腐蚀性能。在一些易残留腐蚀物的设备中，选择合适的位置开排水孔，排除设备内的残留腐蚀物[6]。定期更换易磨损的零部件，由于化工生产环境的复杂，零部件的更换周期可以适当缩短，尽量减少设备运行期间的故障发生率。定期润滑需要润滑的部位，润滑油的油牌号以及用量等要符合使用要求。

2.2 加强设备管理

根据实际的生产需要，制定一套完善的化工机械承压设备维护管理制度，通过制度的落实提高承压设备的安全管理水平。结合生产工艺要求及设备的运行参数，制定科学的管理制度，督促相关人员严格按照制度进行维护检修工作。要求工作人员平时做好维护检修记录，每次停机维护后，对于更换的零部件名称及数量、打磨的零部件部位、润滑部位及润滑油使用量等作详细记录。设备运行过程中的故障排除后，要详细记录故障发生的部位、发生故障的原因、采用何种措施排除故障、后期检修中需要加强哪些部位的维护减少此类故障等。通过设备检修记录，可以掌握设备易发生故障的部位及原因，便于日常的检修和维护。定期对相关工作人员进行技术培训，确保设备操作人员安全意识强，操作技能满足实际工作要求。将检修维护职责落实到个人，并加强对设备操作人员的考核，督促设备操作人员严格按照制度规定进行日常的检修维护工作。设备发生故障的原因如果是因为平时维护不当造成的，要追究相关工作人员的责任，督促相关工作人员严格落实设备的检修维护规定。

2.3 做好故障诊断

在承压设备的运行过程中，一旦出现异常噪声、介质泄露或振动等情况，要及时的进行故障诊断。先从故障的易发部位入手认真检查，判断出故障的大致部位，再进行逐一的排查。如果出现由于零部件安装不当或磨损导致的摩擦异响或振动时，要及时更换被磨损的零部件，一些不易更换的大的零部件的磨损部位要进行精细打磨。如果有机械密封泄露情况，要查看是不是零部件间是否有异常摩擦、是否有被腐蚀的情况、是否存在辅助密封圈失效、冷却系统工作异常等情况。要先排查常发生故障的部位，比如，零部件异常摩擦、腐蚀、辅助密封圈老化是比较常发生的故障，先检查易发生这些故障的部位，排查易发生故障的部位后再查看冷却系统运行情况是否正常，这样会节省诊断时间，便于检修人员在较短的时间内排除故障。

3 结语

在化工机械承压设备的运行中，故障不能完全消除，但是通过日常科学的检修维护，可以大大降低设备运行时的故障发生率。要落实好安全管理，通过严格的制度来加强对承压设备的维护管理，延长设备的安全运行周期。当故障发生时，要先检查易发生故障的部位，逐一排查故障点，缩短故障排除时间，尽快让设备安全运行。