浅议PVC工厂中三通阀的改造
文章结合韩华化学(宁波)有限公司的PVC反应釜的三通阀在生产运行中出现的密封阀座被磨损或切断而导致的内漏等问题，分析4个阶段产生设备故障的原因，提出实施技术改造的相关措施，并取得很好的效果。
一、PVC反应釜三通E阀的问题简述
韩华(宁波)PVC工厂的PVC反应釜三通E阀自从2010年11月投用以来一直故障不断，主要的现象是密封阀座被磨损或切断而导致的内漏。在这期间，随着问题的不断增多，工厂多次邀请厂家包括真空技术网(http://www.chvacuum.com/)的专家到现场共同讨论解决方案，由最初的全部重新加工阀座，到后来改变阀门结构(浮动球形式改为固定球形式)，再到后来更改密封阀座的固定方式及更换阀座材质(密封阀座周围加金属抱箍、阀座改成PPL材质)，最终在这基础上又在金属压盖的阀座上增加限位设计。这次三通E阀的改进前后经历了约一年的时间，当然也离不开部分工艺的改良配合。
二、原因推测及解决方案
1、第一阶段：加工及更换RTFE阀座
(1)现象：从2010年11月～12月刚开车期间，工艺不断反映在反应釜底部的三通E阀有内漏现象，我们通过压力变送器观察8个反应釜的三通E阀基本存在内漏的现象。
图1 拆下的阀座
(2)原因推测：解体检查内漏的三通E阀，发现解体的阀座基本完好，除了部分阀座有些铁锈残留，没有损坏现象(图1)，但再组装上去之后，测试发现还是内漏，而且呈现一条水柱喷射而出。技术人员初步认为除了工艺刚试车有铁锈残留的原因外，主要是密封阀座的质量问题。
(3)解决方案：因时间紧迫，一方面要求Univals厂家再提供RTFE密封阀座，同时对所有泄漏的三通E阀拆下送当地维修厂家加工阀座。
2、第二阶段：浮动球形式改为固定球的形式
(1)现象：2010年11月份刚换上去的阀座，经过一个月不到时间又陆陆续续出现了内漏现象。
(2)原因推测：经过解体检查内漏的三通E阀，发现解体的阀座基本完好，没有损坏现象，而再组装上去之后，测试发现还是内漏。但新加工的阀座刚装上去不会出现内漏现象，使用一段时间后会出现内漏。通过查阅相关资料及数据后，发现这些三通E阀的数据表上是固定球的形式，但实际使用的是浮动球形式。相关的规范及厂家一般规定“6”以上的球阀应该使用固定球的形式，浮动球易磨损而导致泄漏。
(3)解决方案：针对Univals厂家的这个缺陷，工厂要求立即对现场安装的8只三通E阀进行更换或改造。因考虑时间紧迫及厂商的难处，同意厂商现场改造浮动球为固定球的方案。
3、第三阶段：在密封阀座周围加金属压盖及更换密封阀座材料(RTFE到E-TEFLON、PPL)
(1)现象：从2011年2月初，三通E阀开始从浮动球形式改造成固定球的形式后，效果大为改善。但从3月份开始，又陆陆续续出现内漏及阀门卡住的现象。
(2)原因推测：经过解体检查内漏的三通E阀，发现解体的阀座出口侧有损坏，而且几乎出问题的都是三通阀的出口侧，阀座有些被磨损或切割状。更换新的阀座后，约过2周的时间又会出现类似的现象。我们仔细观察了损坏的阀座，推测主要原因是出口侧接触PVC浆料介质，温度较高，时间一长会导致阀座软化。如果被软化的阀座又没有相对的固定，则阀座的一边容易翘起从而导致被球体磨损或切割。
(3)解决方案：针对以上推测的原因，工厂协同Univals厂商同时采用以下3种方案：在密封阀座周围加金属压盖(图2)，这样即使密封阀座有些软化也不会使阀座翘起;同时准备三种密封阀座材料(RTFE、E-TEFLON、PPL)，最终选择测试效果最好的PPL材料为使用的密封阀座。与工艺人员协商，能否适当降低介质的温度(后来实际热水的问题由140℃降低到120℃)。
图2 金属压盖阀座设计图
4、第四阶段：在金属压盖的阀座上增加限位设计
(1)现象：经过第三阶段的在密封阀座周围加金属压盖及工艺适当降温的共同举措下，运行了近3个月几乎没有发生类似的内漏故障。但是从2011年6月底开始，又有2只阀门相继发生内漏故障，而且打开困难，有卡住的现象。
(2)原因推测：经过解体这2只内漏的三通E阀(图3)，发现解体的阀座出口侧又有损坏，而且损坏得很严重，阀座已经蹦出金属压盖，球体碰到阀体，球体及阀体都产生较严重的磨损。经过仔细分析，认为主要的原因是在高温介质下的阀座总会有些软化，软化的阀座经过球体的多次摩擦会将阀座从金属压盖中带出，使球体与阀体直接接触，由于都是金属，会导致球体及阀体都受损。
(3)解决方案：根据现场发生的情况，在制作三通阀大侧盖的过程中增加密封软阀座的限位设计(图4)，目的是防止阀座支撑环在软阀座破损情况下弹出，拉伤阀球。这样的限位增加后主要有以下3个作用：即使时间长了使阀座磨损，阀座不会蹦出金属压盖，保护了球体;因限位用螺栓固定，更换阀座只需拆卸螺栓，方便了阀座的更换;因阀座的固定，可大大延长阀座的使用寿命。
图3 阀座蹦出后球体与阀体摩擦受损图
图4 阀座增加限位实体图
三、改善结论
反应釜三通E阀经过以上4个阶段近一年的改善，效果是有目共睹的。从去年刚试车时的频繁拆装，大量加工更换阀座，到现在生产稳定运行，应该来说这次的改善是非常成功的。
