创新专刊丨“低成本”“零泄漏”，这是解锁了什么新技能?
丨能源创新专刊丨
- 2020年12月11日 NO.40 -
今年下半年，中国实现了V型复苏
经济反弹不仅迅速
而且具有可持续性
颇为振奋人心
而小油今天要说的创新项目
也是一个“V型逆转”
听说这一次，解决问题的秘密
竟藏在一个小小的阀门里?
阀门，是化工装置管道系统中的重要组成部件，作为管道中开闭管路、控制流向、调节和控制输送介质参数的环节，其种类多、数量大，是装置中主要“泄漏源”之一，因此阀门的选材与设计至关重要。
① 封闭式操作，啥物料？
2018年6月，小油家的中化扬州储罐“大家庭”中增加了一位“新成员”：“N.N二甲基乙醇胺”（DMAE）”。此物料化学性质特殊，“有些小脾气”、“喜欢独处”，因此整套储存流程都采取封闭式操作，要求收、发、存、取样过程中与空气“零接触”，并采用高纯度氮气作为它的“保护伞”；该物质一旦与空气接触，品质将受到严重损害。同时，“N.N二甲基乙醇胺”为强碱性物料品种，具有极强的腐蚀性，其他物料如与它接触，便会产生化学反应，使它产生污染或色差。
在这样的条件下，除了操作上要严格遵守操作规程，“小心、小心、再小心”之外，也对储罐及其附件的密封性提出了很高的要求，工艺管线、阀门的密封材质此刻就显得特别重要。
② 密封泄漏，咋回事？
中化扬州运输及储存“N.N二甲基乙醇胺”化工品时，装置管道系统的阀门为316L不锈钢材质，填料为“O”型圈密封（氟橡胶圈），属于填料密封阀门，密封性良好并具有一定的耐侵蚀性，半年多以来，尚未出现问题。谁知看似风平浪静，实则暗流涌动：
“罐根一道阀填料处出现泄漏！”2019年1月12日晚上7点50分左右，生产巡检人员通过对讲机报告。
“收到！收到！”中化扬州工程设备部机修人员在第一时间赶到现场进行故障排查。经检查分析，确认物料泄漏的原因是密封圈被物料溶解，致使阀门填料处泄漏。但是，当时储罐罐容为满罐状态，并且“N.N二甲基乙醇胺”不能与空气接触，现场完全不具备清罐更换阀门的条件。经过3个多小时的应急抢修，也只是暂时性地解决了泄漏现象。
虽然全员高度警惕，可是在随后的7天中，仍连续出现了多个阀门泄漏。技术研究需要时间，应急维修暂时不能彻底解决问题，公司立即请专业的堵漏公司前来协助，但经过了解，堵漏费用较高，并且使用的方法也是一种临时应急措施，不合适当最终方案。
这件事虽然急，但绝不要用治标不治本的方案，来应对这个明显会成为长期隐患的问题，中化扬州工程设备部达成了共识。
拿什么拯救你，阀门腐蚀？大家陷入思考。
① “把脉”阀门，组合密封新思路
任务重、问题多、时间紧，需要快速理清思路。
目前需要达到的目标是：要找到不被物料溶解的密封材质，并且更换操作方便，维修安全并成本可控。
面临的主要困难也是显而易见：首先，市场上的不锈钢阀门的填料基本上是“O”型圈密封（即氟橡胶圈），不能适应“N.N二甲基乙醇胺”极强的腐蚀性，如果更换密封圈需要储罐没有物料的情况才可以进行，清罐不现实。再者，“O”型圈密封维修时，具有一定的物料灼伤安全风险，如果是整体更换阀门，预计需要较高的成本。
▲阀门“O”型圈示意图
困难摆在眼前，如何高效、彻底解决？
中化扬州工程设备部经理胡昌思带领朱家富、王志强、许平忠成立了技术攻关小组，查阅资料、反复思考和建模，试图找到合适的方案。为了开拓视野，掌握第一手材料，胡昌思还带领小组人员到上海的高中压阀门厂家进行技术交流学习，了解目前市场上的最新阀门机构与密封原理。他们还前往多家阀门维修公司就最新技术进行交流，多次现场拆除阀门，进一步了解阀门结构与填料密封。他们将阀门常用的盘根填料、石墨圈填料、“O”圈密封等填料形式进行融合实验，从材质到结构进行统筹考虑与探究……探寻解决方案的路上，一刻不停歇。
经过一个月的多方位专研，攻关小组锁定了思路，最终确认了方案，设计出了一款“V”型组合填料密封。
考虑罐内物料与密封材料的匹配性，“V”型组合填料密封选用聚四氟乙烯材质，用来解决强酸强碱物料对填料腐蚀的问题，实现填料的耐腐蚀性、重复利用性和维修简便性，适用于强酸强碱物料和精细化工品物料仓储业务。
▲“V”型填料密封
② 创新助力“精细化工品仓储”
“无创新，不前行”，“V”型组合填料密封究竟有哪些亮点?请跟随小油往下看。
✪ 密封结构：采用组合型压紧式结构，在阀门填料函内添加N个“V”型填料圈，采用压紧方式进行压至密封。使用后若再次出现泄漏，可以及时调整螺丝再次压紧填料，维修简单，维修费用也会随之减少。
N个“V” 型组合填料密封
✪ 密封材质：选用“聚四氟乙烯”，它具有抗酸抗碱、抗各种有机溶剂的特点，几乎不溶于所有溶剂；同时它的摩擦系数极低，可作润滑作用，保护阀杆减少磨损。可以说，这种材质的选择彻底解决了物料与设备密封材料的匹配性，避免物料对密封的溶解，造成物料泄漏。
✪ 供应形式：其供应采用结构尺寸定制的方式，由于目前阀门市场厂家多，标准未能完全统一，阀门的阀杆及填料函尺寸有所不同，中化扬州设计的“V”型组合填料密封有特定的尺寸和标准，并有专门的制作厂家配合“定制”。
③ 科学至上，知行合一
解决方案出来了，这种设计到底可不可用呢？现场试验是唯一标准。
2019年3月，供应商厂家开始了第一批新“V”型密封的定制，并于当月在厂内进行新“V”型密封的安装。
测试顺利！在所有要求达标后，这批承载着希望的密封材料发往中化扬州，机修人员立即将新“V”型密封逐步替换一般密封圈投入使用，3个月内发生0起泄露事件。现在，中化扬州库区内不锈钢阀门均已采用新“V”型密封进行检修，至今未发生一例泄漏事故！
“V”型组合填料密封在解决物料与设备匹配性的同时，也极大的保证了物料储存品质安全，减少了带压堵漏的频次，降低了抢修风险与维修成本，并为同行业提供了实践参考，得到了积极的推广。
阀门“V”型组合填料密封凭借其创新性，多次获得嘉奖：
▲2020年获能源物流公司“四创”三等奖
▲2020年获能源物流公司“技术改造创新”奖
思维创新、细节决胜
“O型”变“V型”
快速提升密封质量
安全运行、创新前行
技术创新是永远不会停步的
引领行业高质量发展
我们一直在路上！欢迎投稿：nengyuanxuanchuan@sinochem.com
本文供稿：中化扬州
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