经验交流| PEEK工程塑料在4D12压缩机气阀上的应用张国亮浙江巨化股份有限公司合成氨厂,浙江衢州324004)PEEK工程塑料阀片在4D12-55/220型C0压缩机三段进口气阀上的使用情况,展望PEEK塑料阀片的使用前景。
气阀是活塞式压缩机的重要部件之一,其工作状况的好坏直接影响设备的运转,尤其对我们化工生产用的压缩机来说,气阀故障引起非计划停车将影响整个生产系统,不仅给操作和检修带来麻烦,而且增加了开停车时的电耗,并影响产量。
4D12-55/220型C2压缩机是我厂110kt/a尿素装置的关键设备,为提高其运转的可靠性和经济性,我们于1999年6月开始在该机气阀上应用新型材料――聚醚醚酮Peek)工程塑料阀片,经试用取得了较好的效果。
PEEK塑料阀片的特性PEEK树脂是80年代初期国际上研究成功的一种新型特种工程塑料,PEEK树脂经增强改性制成的PEEK阀片具有质量轻、噪音低、耐腐蚀、密封性好及使用寿命长等优点。其主要技术性能指标为(Q/WKF05-1999):抗拉强度=75MPa;弯曲强度=180MPa;弯曲弹性模量= 7.5GPa;冲击强度(无缺口)=35kJ/m2;冲击强度(有缺口)=20kJ/m2;热变形温度=使用部位及气阀结构为使试用情况具有针对性,我们对该机1998年度因气阀故障引起非计划停机检修的情况进行统计,三段进口气阀故障检修占气阀原因停机检修总次数的56R,该气阀平均使用时间为800h.同时我们对三段进口气阀损坏原因进行统计,其中阀片断占23%,阀片弯曲变形导致泄漏占56%,说明阀片受冲击导致弯曲变形断裂是气阀故障的主要原因。根据上述情况及PEEK塑料阀片所具有的特性,我们决定在三段进口试用PEEK气阀。三段进口气阀共2组,原气阀为环状阀,由阀座、升程限止器、阀片1Cr18Ni9Ti,=2.5mm)弹簧、弹簧帽等组成。试用的气阀除用PEEK阀片,阀片厚度比原阀片增加1倍达5mm和升程限止器控制阀片的升程凸台相应增高以保证阀片升程与原气阀相同外,其余各零件及气阀技术参数均同原气阀。
使用情况压力22.0MPa,其中三段缸进出口压力、温度分别;进口PvU1.0MPa,TSC40°C.PEEK气阀使用环境不变,我们于1999年6月2日投入试用,一直运行至2001年1月30日时间高达10 856h在这期间我们对其进行2次解体检查,以检验其效果。检查结果气阀水试未见明显泄漏,摩擦面与弹簧帽接触处微有磨痕,密封面完好无沟坑等损坏。通过试用我们觉得PEEK阀片与原金属阀片相比较具有以下优点。
阀片塑初性好,密度小,弹性模量小,冲击力小,由此产生的疲劳损伤随之降低,阀片寿命大大延长,维护工作量明显减少,降低了生产成本;自润滑性能及跑合性能好,运转时噪声低,对操作环境有一定的改善;阀片不易断裂,阀片与导向块之间的磨擦力减少,在运动中启闭及时,对阀座的磨损和损伤少,气阀检修方便;流通性和耐蚀性好,防油水粘结及结炭,耐H2S腐蚀(C2气体含少量H2S);我们对PEEK阀片按静压力作用下的弯曲应力进行强度校核。
=3.4MPa《,由此可见阀片密封面即使在有微量损伤的情况下,也可通过重新研磨修复使用,通过阀片重复使用的次数增加以节约表1普通气阀和PEEK气阀年使用效益分析项目普通气阀PEEK气阀气阀费用购买价格/元/只使用寿命/a年折旧费用/元年节约费用/元阀片费用单价/元/套阀片寿命/a阀片可用次数/次年阀片费用/元年节约费用/元停机减产年停机次数/次损耗费1次停机损失/元全年停机损失/万元年损失减少/万元年节约资金/万元通过PEEK气阀及阀片与原来使用的普通气阀的价格比较,根据实际的使用情况,对4D12压缩机三段进口2组气阀从气阀折旧费用、阀片费用、停机减产损耗费用3方面进行经济分析见表1.通过经济分析,说明PEEK工程塑料在气阀上的应用不仅可行,而且是可靠的,由此产生的经济效益是可观的。由于减少了开停车检修更换次数,也利于清洁、环保生产。
5结论型C2压缩机运转的可靠性和经济性有了一定程度的提高,2000年10月该机型3段出口气阀也采用了PEEK气阀,使用情况同样很好。说明PEEK工程塑料在C2压缩机上的应用是有潜力可挖的,但我们还有好多工作要做。如随着阀片质量减轻,如何进行弹簧力的重新均匀分布,使气阀启闭及时,阀片受力降低,进一步延长其使用寿命;摸索在强度许可条件下,减少阀片厚度,以进一步降低费用;积极推广该材质阀片在其他各级气阀上的应用,来提高压缩机效率等都有待我们去实践。