化工设计通讯 工业生产 Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ 第４２卷第ｌ１期 ２０１６年１１月 Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｄｅｓｉｇｎ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ 浅析化工机械设备的常见故障及维修管理 赵世锦，张井波，陈政浩 （沈阳理工大学，辽宁沈阳 １１０１５９） 摘要：作为我国工业的重要部分，化工行业对于我国国民经济的发展具有至关重要的作用。４￣＿ｚ－机械设备对于化工企业 的生产意义重大，但是机械设备往往因材料、工艺以及人为因素等影响导致其零部件腐蚀、冲蚀、变形，并且设备技术状态往 往会随着零部件磨损的进一步加深而不断劣化，导致设备出现故障，影响其功能发挥，甚至导致机械设备报废。因此有必要针 对化３－机械设备出现的常见故障采取合理的维修管理措施，确保化工机械设备处于良好工作状态，设备利用率得到有效提高， 机械设备使用寿命得到延长。 关键词：化工机械设备；常见故障；维修管理 中图分类号：ＴＱ０５０．７ 文献标志码：Ｂ 文章编号：１００３－６４９０（２０１６）１１￣００８７－０２ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ Ｃｏｍｍｏｎ Ｆａｕｌｔｓ ａｎｄ Ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ ａｎｄ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｚｈａｏ Ｓｈｉｔ］ｉｎ，ＺｈａｎｇＪｉｎｇ－ｂｏ，Ｃｈｅｎ Ｚｈｅｎｇ—ｈａｏ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｓ ａｎ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｐａｒｔ ｏｆ Ｃｈｉｎａ’Ｓ ｉｎｄｕｓｔｒｙ，ｔｈｅ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｉｎｄｕｓｔｒｙ ｐｌａｙｓ ａｎ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｒｏｌｅ ｉｎ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｏｕｒ ｎａｔｉｏｎａｌ ｅｃｏｎｏｍｙ．Ｃｈｅｍｉｃａｌ ｍａｃｈｉｎｅｒｙ ａｎｄ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｆｏｒ ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｃｏｍｐａｎｉｅｓ ｉｓ ｏｆ ｇｒｅａｔ ｓｉｇｎｉｉｃａｎｃｅ，ｂｕｔｆ ｔｈｅ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｉｓ ｏｆｔｅｎ ｄｕｅ ｔｏ ｍａｔｅｒｉａｌ，ｐｒｏｃｅｓｓ ａｎｄ ｈｕｍａｎ ｆａｃｔｏｒｓ ｓｕｃｈ ａｓ ｔｈｅ ｉｍｐａｃｔ ｏｆ ｉｔｓ ｐａｒｔｓ ｃａｕｓｅｄ ｂｙ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ，ｅｒｏｓｉｏｎ， ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ，ａｎｄ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｓｔａｔｕｓ ｔｅｎｄｓ ｔｏ ｗｅａｒ ｐａｒｔｓ Ｆｕｒｔｈｅｒ ｄｅｅｐｅｎｉｎｇ ａｎｄ ｄｅｔｅｒｉｏｒａｔｉｎｇ，ｌｅａｄｉｎｇ ｔｏ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｆａｉｌｕｒｅ， ａｆｆｅｃｔｉｎｇ ｉｔｓ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｐｒｏｇｒｅｓｓ，ａｎｄ ｅｖｅｎ ｌｅａｄ ｔｏ ｔｈｅ ｒｅｔｉｒｅｍｅｎｔ ｏｆｍａｃｈｉｎｅｒｙ ａｎｄ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ．Ｉｔ ｉｓ ｎｅｃｅｓｓａｒｙ ｏｒ ｃｈｅｍｉｆｃａｌ ｍａｃｈｉｎｅｒｙ ａｎｄ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｔｏ ｔｈｅ ｃｏｍｍｏｎ ｆａｕｌｔｓ ｔｏ ｔａｋｅ ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｔｏ ｅｎｓｕｒｅ ｔｈａｔ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｍａｃｈｉｎｅｒｙ ａｎｄ ｅｑｕｉ［）ｍｅｎｔ ｉｎ ｇｏｏｄ ｗｏｒｋｉｎｇ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ，ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ ｉｍｐｒｏｖｅｄ，ｍａｃｈｉｎｅｒｙ ａｎｄ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｔｏ ｅｘｔｅｎｄ ｔｈｅ ｓｅｒｖｉｃｅ ｌｉｆｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｃｈｅｍｉｃａｌ ｍａｃｈｉｎｅｒｙ ａｎｄ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ：ｃｏｍｍｏｎ ｆａｕｌｔｓ；ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ １化工机械设备使用过程中的常见故障 １．１腐蚀、冲蚀、渗漏类 １．４结垢 所谓的腐蚀指的是金属表面分子与其周围介质之间发生 化学作用进而对金属造成破坏。在化工厂内，腐蚀问题一直 存在，主要分为三类：一是化学原料本身就存在腐蚀性；二 是生产过程中产生于化学剂的腐蚀；三是来自生产环境的腐 蚀作用。冲蚀磨损指的是按照特定的速度和角度通过固体和 液体的形式以松散小颗粒状造成材料损耗的现象和过程。冲 蚀腐蚀现象在众多工业部门中广泛存在，如机械、冶金、航 空以及建材等，是造成设备失效的重要元凶。对于渗漏而言， 指的是零件质地出现疏松或者存在细小缝隙，肉眼无法看见， 机械设备内的液体或者气体发生向外泄漏的现象。通常情况 下，设备安装焊接存在漏洞、设备存在焊缝沙眼、介质本身 受到腐蚀，很多情况下渗漏问题的出现往往是多个因素共同 导致的，因此在解决渗漏问题时，必须准确找到原因，否则 如果盲目采取措施，只会造成材料的无端浪费，化工机械设 备存在的有毒物质发生外泄，对公共安全造成危害。渗漏问 题在化工机械设备使用过程中也是比较常见的问题。 １．２疲劳裂纹 通常情况下，在转动机械以及不断做往复运动的设备部件 在化工机械设备使用过程中，结垢现象也普遍存在，往 往存在于各种传热设备中。如何预防换热器发生结垢现象以 及结垢时如何清洗是我们必须重点考虑并解决的问题。一旦 化工机械设备管道发生结垢现象，结垢沉积物往往具有很高 的热阻，导致传热效率大大下降。同时，结垢现象还会产生 垢下腐蚀，导致管道内流体阻力变大，同时有效容积也会减小。 因此，在工业生产中，特别是石油化工和热电工厂中，必须 定期对换热器等设备进行清洗。因为结垢往往会对换热器产 生很大危害，直接对材料性能以及设备寿命造成不利影响， 使化工企业生产成本增加，甚至还有可能引发各种事故，必 须采取有效措施加以预防或者清除。 ２化工机械设备的维修管理 ２．１加大对化工设备的巡回检查力度 对化工设备进行巡回检查主要有３种方式：一是操作人员 的巡回检查；二是现场技术管理人员的巡回检查；三是片区维 护检修人员的巡回检查。必须把现场五字巡检法贯穿于整个 巡回检查过程中，即“听、闻、摸、比、看”，主要检查化工 设备是否存在漏电、漏水、漏气和漏液的现象。针对检查过程， 要做好详细记录，并如实汇报给上级，并对设备进行隐患分析， 往往容易出现疲劳裂纹，在管路或者压力容器中，出现的疲劳 以尽快消除故障。２提高相关人员的技术水平 损坏都是比较严重的，主要是因为这些部位往往需要承受温度 ２．要从根本上降低设备故障发生率，必须不断提高相关人 和压力的周期性变化。机械设备出现疲劳损坏最初的表现形式 只是小裂纹，再到后来存在应力交变现象，并逐渐发展，最初 员的自身素质，特别是设备维修人员和操作人员的素质，因此，化工企业应该为其提供一个相互学习和交流的有益平台。在 的小裂纹最终会发展到导致设备或者零部件损坏甚至报废。 １．３机械密封失效导致的泄漏 系统化学习的过程中，能够更加清楚地了解并认识到设备发 化工机械设备的利用率还会受到机械密封性能的影响，同 生故障的原因，让设备操作人员掌握设备的构造、原理、性 时，机械密封性能还会对化工流程的工作性能以及装置的生产 能以及维护和故障排除方法。 ３有计划的维护与检修 效率产生影响。机械密封失效往往会导致机械设备发生泄漏现 ２．象。通常情况，设备本身缺陷、设计和制造问题以及密封选型 设各的功能和精确度往往会在日常使用过程中，会因为 及安装不合理都会导致设备发生泄漏。因此，有必要根据工况 受到超载荷、腐蚀以及磨损等不同因素的影响而逐渐降低。条件，寻找导致设备出现密封失效的具体原因，并采取有效的 为了让设备生产效能得到发挥，设备使用寿命得到延长，必 措施，促进设备利用率提升，保障化工装置稳定运行。 须确保设备维护和检修的科学性，增加企业收益。要确保维 护和检修的计划性，除了要对设备自身运行条件加以考虑外， 收稿日期：２Ｏ１６＿＿１Ｏ－２５ 还要兼顾维护检修和操作水平的不同，制定完善的维护和检 作者简介：赵世锦（１９９６一），男，辽宁沈阳人，本科在读，主要研 究方向为机械电子工程。 修方案。对于化工企业而言，应当加大资金投入，引进先进 （下转第９６页） ・８７・ 第４２卷第１ｌ期 ２０１６年１１月 化工能源 Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｅｒｇｙ 化工设计通讯 Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｓｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｄｅｓｉｇｎ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ 为主，其中均匀腐蚀速率相对较慢，不影响蓄电池使用寿命 参考文献 和性能；局部腐蚀速率相对较快，特别是在环境温度、电解 ［１】华寿南，郭永榔，王增瑞．铅锑合金负极板耳腐蚀的研究［Ｊ］．电源 技术，１９９６，２０（２）：６８—６９． 液温度和液面等因素的相互作用下，腐蚀速率大大加剧，直 接影响蓄电池寿命和性能，严重时蓄电池寿命终止。 【２］陈红雨，段淑贞．铅蓄电池内部的腐蚀［Ｊ］．电池，１９９６，２６（２）：７０．７３． ．．－◆。◆－。－。 一◆。◆＿● 。◆＿◆－．＿＋－．－◆一◆－◆－．＿◆’ ◆一◆－●－◆・◆－－ｏ－－．－－ｏ．－－－．ｏ－－◆－◆－＋－－・● －－．ｏ．－－◆－．－◆一◆．． ．（上接第８３页） ４．３超音速阀门计算方程 ５．２循环效率 当缺乏泄放阀门工艺参数时，可用该方程。 Ｆ＝Ｇ× ×（Ｐｕｐ×ｐｕｐ）。 该属性定义气液相的热力学动态平衡，默认值为１００％， 此时气液相温度相同。如果效率值下降，气液相会有温差。 ６泄放计算要求 Ｆ 泄放量； ６．１泄放压力和时间 Ｃｄ泄放系数，取值范围０～１，ＨＹＳＹＳ建议取值范围 根据ＡＰＩ ５２１要求，火灾工况下，设备压力需要在１５ｍｉｎ ０．７～１： 降到初始压力的５０％或者６９０ｋＰａ［１】，取其中的较低值。 Ａ 泄放阀喉径面积： ６．２泄放阀门计算要求 尸ｕ 泄放阀上游压力； （１）流量系数 ｐ即泄放阀上游介质密度。 根据设定的最终泄放压力和时间，系统迭代试算求出泄 ４．４亚音速阀门计算方程 压阀的流量系数。 当缺乏泄放阀门工艺参数，且为亚临界流体时，可用该 （２）泄放压力 方程。 根据初始的设备压力，计算设备泄压１５ｍｉｎ后的压力。 通常选择计算流量系数，以确保设备压力在１５ｍｉｎ泄放后 Ｃ × ×（ Ｐｕｐ ×ｐｕ口）。 达到要求。 尸ｂ 泄放阀背压。 ７举例计算 ４．５ ＭａｓｏｎｅＨａｎ方程 以某油田气液分离器为例，计算火灾工况下ＢＤＶ的泄放 该方程来自Ｍａｓｏｎｅｉｌａｎ产品手册，可用于排放至火炬的 数据，输入数据如下： 泄压阀计算，需要规定阀门系数和临界流量因数。 分离器类型：卧式； 分离器及其附属管线系统体积：７５．５ｍ ； Ｆ＝Ｃｌ×ｃ ×Ｇ×ｙｆ×（ × ｐ） Ｇ １．６６６３（公制）／３８．８６（美制）； 初始液体体积：１８ｍ ； 吸热方程：ＡＰＩ ５２１火灾方程； ｃｖ阀门系数（通常来自于阀门厂家资料）： Ｃｌ＝２１ ０００ ｃｆ临界流量因数； ｙ ．０．１４ ｙ３； Ｇ＝０．８２ Ｃ３＝１ ｙ 膨胀因数。 ４．６通用方程 该方程来自Ｐｅｒｒｙ化工手册计算临界流体的方程，使用此 方程，需要已知阀门孔径，而且要假设阀门孔径的特性参数。 ｒ＿Ｃ × × ｍ×（ｇ ×ＪＰｕｐ×ｐｕｐ×｜］｝）ｕ Ａ 泄放阀喉径面积； ＆无量纲常数； Ｋ ｃ 【 】； ｋ 比热Ｃ 。 ４．７表格计算方程 工程师可以在计算模块内修改默认方程参数，自主修改 计算方程。 建议使用通用气体计算方程或泄放阀计算方程，这两个 方程更先进，并可以自动处理ｃｈｏｋｅｄ工况。 ５过程属性 ５．１ ＰＶ属性 该属性定义泄放过程的等熵效率，可逆过程，等熵效率为 １００％，等焓过程效率为０％。气相系统建议取值范围是８７％９８％， 液相系统建议取值范围４０％７０％。较高的等熵效率会使计算的 最终泄放温度更低，如果要校核泄放时，设备温度是否会下降 至最低设计温度，可以取效率值为１００％，计算出最低泄放温度。 ‘◆－・●＿－◆０◆。◆＿◆０ －・●・－◆－◆－●。◆－◆－◆－－‘・．．－◆－●－●－◆热损失方程：无 阀门泄放方程：通用气体计算方程，泄放阀开度１００％； ＰＶ属性：９３％； 循环效率：１００％ 泄放初始压力：４ ５００ｋＰａｇ 泄放时间：１５ｍｉｎ 最终泄放压力：６９０ｋＰａ（泄压阀打开１５ｍｉｎ） 计算结果如下： 瞬时最大泄放量：４５ １９０ｋｇ／ｈ 泄放阀流量系数：７７．０４ 设备内介质最低温度：．６．８８４＂Ｃ 泄放阀出口最低温度：．２９．０３℃ 根据以上计算结果，选择合适的泄放阀，核算放空系统 负荷，同时考虑到泄放阀出口会出现低温，出口管线材料选 取时要考虑此工况。 ８结束语 ＨＹＳＹＳ的Ｄｅｐｒｅｓｓｕｒｉｎｇ—Ｄｙｎａｍｉｃｓ动态泄放模块可以更高 效准确的计算火灾工况下ＢＤＶ最低泄放温度和最大泄放量， 同时可以通过图表的形式展示动态泄放过程，工程师可以得 到关键工艺参数随泄放时间变化的曲线，这为油气田放空系 统负荷计算和放空管线管材的选取提供了重要依据。 －●－●。◆－＋－ （上接第８７页） 的保养设备，购置最新的维修检测仪器，严格按照维护检修 规程的要求进行操作，这样能够实现对化工机械设备的实时 追踪检测，并对设备技术状况予以记录和掌握，从而让设备 维护和检修工作更加主动。 ３结束语 综上所述，对于化工企业来说，化工机械设备是其用于获 取经济利益的重要技术基础，往往会对企业的兴衰产生很大 影响。因此，要想让化工机械设备的使用寿命得到延长，让 ・９６・ 设备的功能及生产效率得以充分发挥，必须针对化工机械设 备在使用过程中的常见故障，采取相应的维修管理措施，从 而使设备的生产效益最大化，增加企业经济效益。 参考文献 ［１］１刘乐平．浅谈化工机械设备的常见故障及维修管理［Ｊ］．中国化工贸 易，２０１３，（５）：８７． ［２】罗凌云．浅谈化工机械设备的管理与维修【Ｊ］．化工管理，２０１５，（２６）． ［３】陈曹，浅谈化工机械设备管理及维修保养技术［Ｊ］．工程技术：引文 版，２０１６，（４）：２７８．
