Dans les usines de production de PTA de l'industrie chimique, le fonctionnement stable à long terme des vannes de régulation de vapeur haute température et haute pression est crucial pour la sécurité et l'économie de l'ensemble du système de procédé. Une usine de PTA a rencontré une fuite au niveau de la tige de vanne de son système de régulation de vapeur. Ce problème de fuite de vanne a non seulement entraîné un gaspillage d'énergie, mais a également constitué une menace pour la sécurité de la production. Cette étude de cas GRAT analysera systématiquement la cause de cette défaillance de fuite de vanne et fournira une solution, offrant une référence pour la sélection et la maintenance des vannes dans des conditions de travail similaires.
Spécifications techniques
Application : Système de régulation de vapeur haute température, usine chimique de PTA
Fluide : Vapeur surchauffée
Matériau du corps : WCB
Type de raccordement : Bridé
Type d'actionneur : Pneumatique
Température de fonctionnement : 385℃
Pression de fonctionnement : 4,3 MPa
Date de mise en service : Décembre 2024
Lieu d'installation : Conduite principale de vapeur, usine de PTA
Après environ six mois de fonctionnement continu, une fuite de vapeur importante a été observée au niveau de la tige de vanne de cette vanne de régulation. Le taux de fuite de la vanne a progressivement augmenté avec le temps, affectant gravement la sécurité de la production et les performances environnementales.
Dépannage et analyse
À leur arrivée, l'équipe de support technique GRAT a démonté la vanne de régulation défectueuse pour inspection et a identifié les problèmes suivants :
- Une voie de fuite importante était présente dans la zone du presse-étoupe.
- Le garnissage d'origine en PTFE présentait des signes évidents de vieillissement et de durcissement.
- Certaines bagues d'étanchéité étaient fortement usées et avaient perdu leur capacité d'étanchéité élastique.
Analyse des causes profondes :
Le garnissage en PTFE est sujet au durcissement et au vieillissement dans les environnements à haute température. Ses performances d'étanchéité se dégradent considérablement avec les fortes fluctuations de température. La température de la vapeur dans cette application a atteint 385℃, dépassant de loin la limite de température de service normale pour le garnissage en PTFE (environ 200℃). Cela a causé une défaillance rapide du garnissage, entraînant directement la fuite de la vanne de vapeur observée.
Les principaux facteurs influençant les fuites potentielles des vannes comprennent :
- Boulons de presse-étoupe desserrés avec précharge insuffisante (par exemple, en raison de vibrations à long terme)
- Surface de tige de vanne usée ou rayée (par exemple, due à des particules solides dans le fluide)
- Méthodes d'installation incorrectes du garnissage (par exemple, coupes de bagues d'étanchéité non décalées)
- Utilisation d'un matériau de garnissage inadapté aux conditions de service (par exemple, garnissage standard dans les applications à haute température)
Solution et mise en œuvre
Sur la base des conditions spécifiques du site, notre personnel technique a développé une solution ciblée pour arrêter la fuite de la vanne :
Remplacement du matériau de garnissage : Tout le garnissage d'origine en PTFE a été remplacé par du garnissage en graphite flexible. Ce matériau offre une large plage de températures (-200℃ à +600℃), une excellente autolubrification, et une stabilité thermique supérieure, ce qui le rend idéal pour prévenir les fuites de vannes à haute température.
- Structure de garnissage optimisée : Une combinaison de bagues en graphite flexible en couches et de bagues de renfort intermédiaires a été utilisée. Cette structure assure une performance d'étanchéité fiable tout en améliorant la résistance globale du jeu de garniture pour lutter contre les fuites de vannes.
- Procédure d'installation standardisée : Le garnissage a été installé couche par couche selon les procédures standard, en veillant à ce que toutes les coupes de bagues soient décalées. Une clé dynamométrique a été utilisée pour serrer uniformément les boulons du presse-étoupe au couple recommandé.
Après avoir remplacé le garnissage et optimisé le processus d'installation, la vanne de régulation a repris un fonctionnement stable. Après 72 heures de surveillance continue à l'aide d'un détecteur de composés organiques volatils portable à plusieurs endroits autour du presse-étoupe, le joint de la tige de vanne a montré aucune fuite.
