چرا شیرهای دروازه خراب می شوند؟ پرونده Beilun

چرا انجام دهیددریچه های دروازه خراب می شوند? – یک مطالعه موردی عمیق- از نیروگاه بیلون

▶️در نیروگاه بیلون، یکی از بزرگترین نیروگاه‌های{0}زغال‌سنگ چین (ظرفیت نصب شده: 5000 مگاوات)، بیش از 800 شیر دروازه برای جداسازی در سیستم‌های بخار اصلی، آب تغذیه و بخار استخراج استفاده می‌شود. داده های عملیاتی نشان می دهد که تقریباً 2٪ از این شیرهای دروازه ای درجات مختلفی از نشتی یا چسبندگی را در عرض سه سال تجربه می کنند.

▶️چرا این شیرهای بحرانی پیش از موعد از کار می افتند؟ پاسخ در چهار مکانیسم آسیب معمولی تحت شرایط{0}دما و فشار بالا نهفته است.

1. فرسایش - پنهان ترین قاتل

✔️در واحد 4 در نیروگاه بیلون، یک شیر دروازه ای DN200 در خط بخار اصلی (16.7 مگاپاسکال، 540 درجه) تنها پس از 18 ماه کارکرد، نشتی داخلی بیش از حد را تجربه کرد. جداسازی شیارهای{6}}شبیه فرسایش تا عمق 2.3 میلی متر روی سطح آب بندی دیسک نشان داد.

✔️علت:در طول راه اندازی و خاموش شدن کارخانه، بخار ذرات اکسیدی (اندازه 50 تا 200 میکرومتر) را حمل می کند که به طور مکرر با سرعت 60 متر بر ثانیه بر سطح آب بندی ضربه می زند. طبق مطالعه ای درمهندسی برقهنگامی که سرعت متوسط ​​از 45 متر بر ثانیه تجاوز می کند و ذرات جامد وجود دارند، نرخ فرسایش سطوح آب بندی شیر دروازه می تواند 8 تا 10 برابر افزایش یابد.

2. اتصال حرارتی - یک خرابی معمولی در سرویس دمای بالا{1}

✔️یک شیر دریچه ای در خروجی پمپ آب تغذیه به طور معمول وقتی سرد باز می شود کار می کند، اما کارکرد در شرایط گرم بسیار دشوار می شود. پایش ترموکوپل نشان داد که فاصله بین ساقه و جعبه پرکننده تنها 0.35 میلی متر است (استاندارد طراحی نیاز به بزرگتر یا مساوی 0.5 میلی متر دارد).

✔️هنگامی که دمای بدنه سوپاپ از 20 درجه به 280 درجه می‌رسد، انبساط حرارتی ساقه فولاد کربنی (تقریباً{2}} میلی‌متر) فاصله را کاملاً از بین می‌برد و باعث گرفتگی میل می‌شود. این پدیده "اتصال حرارتی" به ویژه در واحدهایی که به طور مکرر راه اندازی و خاموش می شوند، رایج است که 15 تا 20٪ از حالت های معمول خرابی شیر دروازه را تشکیل می دهد.

3. خوردگی - یک خطر نهفته بلند مدت-

✔️اندازه‌گیری ضخامت دیوار ۱۲ شیر دروازه‌ای بازنشسته در نیروگاه بیلون نشان داد که شیرهای دروازه‌ای چدنی مورد استفاده در سیستم آب در گردش، نرخ خوردگی تا ۰.۳ میلی‌متر در سال را در پایین بدنه شیر تجربه می‌کنند و پس از ۸ سال بیش از ۲.۴ میلی‌متر ضخامت دیواره را از دست می‌دهند.

✔️یونهای کلرید در محیط (متوسط ​​ppm 230) و pH پایین (5.8-6.2) خوردگی الکتروشیمیایی را تسریع کردند. در مقابل، شیرهای ساخته شده از فولاد ضد زنگ دوبلکس (2205) تحت شرایط سرویس یکسان، تنها 0.1 میلی متر خوردگی را پس از 10 سال نشان دادند.

4. عملکرد نامناسب و خمش ساقه

✔️سوابق تعمیر و نگهداری نشان می‌دهد که تقریباً 7٪ از خرابی‌ها ناشی از عملکرد بیش از{1} گشتاور است. به عنوان مثال، هنگامی که یک شیر دروازه در یک موقعیت نیمه باز رها می شود، سرعت بالا{3} می تواند باعث ارتعاش دیسک شود - دلایل نشتی دریچه دروازه اغلب به این امر مربوط می شود، زیرا لرزش از تماس کامل سطوح آب بندی جلوگیری می کند و جت هایی با سرعت بالا ایجاد می کند که ناحیه فرسایش را بزرگ می کند.

✔️اقدامات بهبود و توصیه های صنعت

نیروگاه بیلون در پاسخ به خرابی های فوق اقدامات زیر را انجام داده است:

سطوح آب بندی در مکان های بحرانی را به سطح سخت (آلیاژ Stellite 6)، افزایش سختی از 230 HB به 420 HB و افزایش عمر فرسایش تا 4 برابر ارتقا دهید.

ساقه را بزرگ کنید-تا-پر کردن- فاصله جعبه را تا 0.6-0.8 میلی متر مطابق با ASME B16.34، و بسته بندی گرافیت انعطاف پذیر را انتخاب کنید

دریچه های آب گردشی را به صورت دسته ای با فولاد ضد زنگ سوپر دوبلکس 2507 تعویض کنید

معرفی آچارهای گشتاور و سوئیچ‌های محدود الکترونیکی و استفاده از سایش صندلی دریچه دروازه باعث آموزش رویه‌های عملیاتی می‌شود.

📝نتیجه گیری

خرابی شیر دروازه هرگز تصادفی نیست. همانطور که داده های میدانی نیروگاه بیلون به وضوح نشان می دهد: فرسایش، اتصال حرارتی، خوردگی و عملکرد نامناسب چهار علت اصلی هستند.