Zašto zasuni kvare? Slučaj Beilun

ZaštoNeispravni zasuni? – Detaljna-studija slučaja iz elektrane Beilun

▶️U elektrani Beilun, jednoj od najvećih kineskih elektrana na-ugalj (instalirani kapacitet: 5000 MW), više od 800 zasunskih ventila koristi se za izolaciju u sustavima glavne pare, napojne vode i ekstrakcijskih parnih sustava. Radni podaci pokazuju da otprilike 2% ovih zasunskih ventila ima različite stupnjeve curenja ili zaglavljivanja unutar tri godine.

▶️Zašto ovi kritični ventili prerano otkazuju? Odgovor leži u četiri tipična mehanizma oštećenja u uvjetima visoke-temperature i visokog{1}}tlaka.

1. Erozija – najskriveniji ubojica

✔️Na jedinici 4 u elektrani Beilun, zasun DN200 u glavnom parovodu (16,7 MPa, 540 stupnjeva) doživio je prekomjerno unutarnje curenje nakon samo 18 mjeseci rada. Rastavljanje je otkrilo utor-poput erozije do 2,3 mm duboke na brtvenoj površini diska.

✔️Uzrok:Tijekom pokretanja i gašenja postrojenja, para nosi čestice kamenca oksida (veličine 50-200 μm) koje opetovano udaraju u brtvenu površinu brzinom od oko 60 m/s. Prema studiji uEnergetika, kada brzina medija prelazi 45 m/s i prisutne su čvrste čestice, stopa erozije brtvenih površina zasuna može se povećati za 8-10 puta.

2. Toplinsko vezivanje – tipičan kvar u radu na visokim-temperaturama

✔️Zasun na izlazu pumpe za napojnu vodu radio je normalno kada se otvorio hladan, ali je postao izuzetno težak za rad u vrućim uvjetima. Nadzor termoelementa pokazao je da je razmak između vretena i brtvene kutije bio samo 0,35 mm (standard dizajna zahtijeva veći ili jednak 0,5 mm).

✔️Kada temperatura tijela ventila poraste s 20 stupnjeva na 280 stupnjeva, toplinska ekspanzija vretena od ugljičnog čelika (približno . 0.42 mm) u potpunosti eliminira zazor, uzrokujući zapinjanje vretena. Ovaj fenomen "toplinskog vezivanja" posebno je čest u jedinicama koje su podvrgnute čestim pokretanjima i gašenjima, što predstavlja 15–20% uobičajenih načina kvara zasunskih ventila.

3. Korozija – Dugotrajna-latentna opasnost

✔️Mjerenja debljine stijenke 12 povučenih zasuna u elektrani Beilun otkrila su da su zasuni od lijevanog željeza koji se koriste u sustavu cirkulacije vode doživjeli stopu korozije do 0,3 mm/godišnje na dnu tijela ventila, gubeći više od 2,4 mm debljine stjenke nakon 8 godina.

✔️Kloridni ioni u mediju (prosječno 230 ppm) i nizak pH (5,8–6,2) ubrzali su elektrokemijsku koroziju. Nasuprot tome, ventili izrađeni od duplex nehrđajućeg čelika (2205) pod istim uvjetima rada pokazali su samo 0,1 mm korozije nakon 10 godina.

4. Nepravilan rad i savijanje stabla

✔️Zapisi o održavanju pokazuju da je približno 7% kvarova uzrokovano preko-radom zakretnog momenta. Na primjer, kada se zasun ostavi u djelomično otvorenom položaju, medij visoke-brzine može uzrokovati vibriranje diska – razlozi curenja zasuna često su povezani s tim, jer vibracije sprječavaju puni kontakt brtvenih površina, stvarajući mlazove velike-brzine koji povećavaju područje erozije.

✔️Mjere poboljšanja i preporuke industrije

Kao odgovor na gore navedene kvarove, elektrana Beilun poduzela je sljedeće mjere:

Nadogradite brtvene površine na kritičnim mjestima na tvrdo navarivanje (Stellite 6 legura), povećavajući tvrdoću s 230 HB na 420 HB i produžujući vijek trajanja od erozije za 4 puta

Povećajte razmak od-do-kutije za brtvljenje-na 0,6–0,8 mm u skladu s ASME B16.34 i usvojite fleksibilnu grafitnu brtvu

Zamijenite ventile za cirkulaciju vode u serijama s 2507 super duplex nehrđajućim čelikom

Uvođenje moment ključeva i elektroničkih graničnih prekidača te uključivanje uzroka habanja sjedišta zasunnog ventila u radnim postupcima

📝Zaključak

Kvar zasuna nikada nije slučajan. Kao što podaci s terena iz elektrane Beilun jasno pokazuju: erozija, toplinsko vezivanje, korozija i nepravilan rad četiri su primarna uzroka.