보일러 안전 릴리프 밸브 누출: 플랜트의 원인, 진단 및 해결 방법

보일러 안전 릴리프 밸브 누출: 세부 사항에 대한 짧은 답변

보일러 안전 릴리프 밸브에서 누출이 발생하는 경우 관리상의 문제가 아닌 압력 경계의 결함으로 처리하십시오. 밸브는 가압 드럼과 과압 상황 사이에 있는 마지막 기계적 장벽이며, 증기를 지속적으로 통과시키는 밸브는 이미 더 이상 신뢰할 수 있는 장벽이 아닙니다. 눈에 보이는 기둥은 일반적으로 몇 주 전에 디스크와 시트 사이에 첫 번째 미세한 증기 경로가 열리면서 시작된 일련의 사건의 끝입니다.

실제적인 결론이 우선입니다. 왜냐하면 그것이 이후에 당신이 하는 모든 일을 결정하기 때문입니다. 플러그를 꽂지 말고, 재갈을 물리지 말고, 레버를 아래로 배선하지 말고, 닫힌 업스트림 블록 밸브 뒤에 격리된 채로 두지 마십시오. 적절한 개입을 계획하고, 태그를 지정하고, 증상을 기록할 수 있을 만큼만 격리한 다음 곧바로 두 개의 병렬 트랙으로 이동합니다. 누출 이유를 알아보고 밸브를 재인증할 수 있는지 또는 교체해야 하는지 확인합니다.

그만큼 중요한 두 번째 결론이 있습니다. 누출되는 릴리프 밸브의 대부분은 범인이 아니라 피해자입니다. 설정된 압력 마진이 너무 얇거나, 흡입 파이프의 크기가 작거나, 고온에서 수년이 지나면 스프링이 느슨해지거나, 배기 가스 경로의 스케일과 먼지가 시트에 쌓이기 때문에 누출이 발생합니다. 이러한 조건을 수정하지 않고 밸브를 교체하면 새 밸브도 동일한 일정에 따라 누출됩니다.

이 기사에서는 공장 팀에서 "누출"이라고 부르는 네 가지 다른 현상인 밀봉 메커니즘, 컷오픈 밸브에 나타나는 빈도에 따라 순위가 매겨진 근본 원인, 단계별 현장 진단, 수리 또는 교체 결정, 고온 및 먼지가 많은 연도 가스에 대한 트림 및 자재 선택, 설치 실수, 검사 계획, 다음 폐열 보일러에 문제가 설계되지 않도록 하는 조달 질문에 대해 설명합니다.

안전 릴리프 밸브의 밀봉 방법 및 밀봉 체인이 끊어지는 위치

스프링 장착 안전 릴리프 밸브는 놀라울 정도로 작은 접촉 면적으로 압력을 유지합니다. 디스크는 특정 압력에서 열리도록 힘이 보정된 스프링에 의해 하중을 받는 좁고 겹쳐진 금속 대 금속 접촉 밴드가 있는 시트에 놓입니다. 해당 접촉 밴드의 모든 상류와 디스크를 정렬 상태로 유지하는 모든 것이 밀봉 체인에 속합니다. 해당 체인의 단일 링크가 표류하면 누출이 나타납니다.

체인에는 5개의 링크가 있습니다. 첫 번째는 실제 밀봉을 수행하는 디스크와 시트 쌍입니다. 두 번째는 가이드와 스템으로, 디스크를 시트와 동심원으로 유지하여 하중이 고르게 분산되도록 합니다. 세 번째는 스프링으로, 설정 압력을 정의하고 수천 번의 열 사이클을 통해 허용 오차 범위 내에서 유지되어야 합니다. 네 번째는 보닛과 벨로우즈로, 프로세스에서 스프링을 분리하고 디스크에 작용하는 배압을 관리합니다. 다섯 번째는 과도한 압력 강하 없이 밸브에 흐름을 전달해야 하는 입구 노즐과 본체입니다.

보일러 또는 폐열 보일러에서 씰링 체인은 지속적인 공격을 받고 있습니다. 섭씨 250~450도의 증기는 디스크와 시트 사이에 차등 팽창을 일으키며, 둘 다 일반적으로 서로 다른 합금으로 만들어지거나 최소한 서로 다른 단면 두께로 만들어집니다. 모든 시작 및 종료 시 스프링이 구부러집니다. 온도에서 매 시간마다 조금 더 완화됩니다. 먼지, 산화철 및 응축염은 연도 가스와 함께 이동하며 간격이 미크론 단위로 측정되는 한 곳을 찾습니다.

이것이 바로 실패가 순간적이기보다는 점진적인 이유입니다. 시간당 몇 그램의 증기가 통과하는 시트는 이미 손상되었습니다. 과열 증기는 음속에 가까운 수 미크론의 간격을 통해 가속되며, 그 제트는 첫 번째 통과 후 몇 시간 내에 시트 표면과 디스크 표면을 침식합니다. 속삭임으로 시작된 누출은 눈에 보이는 깃털과 겹치지 않고 교체해야 하는 득점된 시트로 끝납니다.

누출로 간주되는 것은 무엇입니까? 분리할 가치가 있는 네 가지 서명

공장 팀은 네 가지 서로 다른 물리적 상태에 대해 한 단어를 사용하는데, 여기서 진단은 일반적으로 잘못됩니다. 설정 압력 바로 아래에서 끓는 밸브는 정상 작동 압력에서 눈에 보이는 연기를 통과하는 밸브와 동일한 상태가 아니며, 둘 다 보닛 조인트에서 흘러내리는 개스킷과도 동일하지 않습니다. 서명마다 원인, 긴급성, 해결 방법이 다릅니다.

끓이는 것은 가장 온화하고 가장 일반적으로 무시됩니다. 보일러가 접근하지만 설정 압력에 도달하지 않으면 밸브는 가늘고 높은 음의 흐름을 방출하기 시작합니다. 눈에 보이기도 전에 소리가 들리는 경우가 많기 때문에 드럼 근처에서 작업하는 작업자는 유지 관리가 이루어지기 훨씬 전에 이에 대해 알게 됩니다. 시머링은 작동 압력과 설정 압력 사이의 여유가 너무 작아졌거나 스프링이 충분히 이완되어 유효 팝핑 포인트가 낮아졌음을 경고하는 것입니다.

좌석 누출은 다른 동물입니다. 밸브는 정상 작동 압력에서 증기를 통과시켜 눈에 보이는 연기 또는 멈추지 않는 연속적인 쉿소리를 생성합니다. 이것이 인지될 무렵에는 시트가 거의 항상 손상되어 있으며 손상이 빠르게 진행되고 있습니다. 응축수가 흘러내리는 현상은 더 미묘합니다. 시동 중에 물이 시트에 고이고 배출구에서 떨어지는데, 이는 놀라워 보이지만 밸브가 온도에 도달하면 사라지는 경우가 많습니다.

마지막으로 관절 누출과 수동 리프트 테스트 후 재장착 실패는 별개의 사건입니다. 위핑 보닛 개스킷 또는 배출구 플랜지는 볼트 체결 또는 개스킷 문제이지 시트 문제가 아닙니다. 리프트 레버를 푼 후에도 열려 있는 밸브는 가이드나 스템에 기계적 결합 문제가 있습니다. 이 네 가지 경우를 혼동하면 불필요한 점검을 하게 되고, 더 나쁘게는 순정 시트 누수를 응축수로 치부하는 결과를 낳게 됩니다.

현장 주파수에 따라 분류된 보일러 안전 릴리프 밸브 누출의 근본 원인

플랜트 유지 관리 기록에서 가져온 근본 원인 데이터는 완벽하게 균일하지 않습니다. 왜냐하면 서로 다른 현장에서 동일한 오류를 서로 다른 방식으로 분류하기 때문입니다. 그럼에도 불구하고 새는 밸브를 제거하고, 잘라서 열고, 사진을 찍을 때 나타나는 패턴은 유용할 만큼 일관됩니다. 코크스화, 소결, 전력, 야금 및 화학 공장 전반에 걸쳐 보고된 거의 모든 사례에 대해 동일한 6가지 설명이 설명됩니다. 아래 분포는 작업장에서 밸브를 연 후 검사 보고서에 나타나는 오류 분류를 종합한 것입니다. 통계적인 연구가 아니며, 고정된 법칙으로 읽어서는 안 됩니다. 이는 분류 순서, 즉 물리적 증거가 가장 자주 나타나는 실제 순위입니다.

시트에 묻은 이물질은 단일 카테고리 중 가장 큰 카테고리이며 예방 가능성도 가장 높습니다. 연도가스 응용 분야에서 잔해물은 문자 그대로 이물질인 경우가 거의 없습니다. 이는 과열기 또는 절약기 튜브에서 튀어나온 산화철 스케일, 우회로를 통해 운반된 먼지, 건설 중 드럼에 남겨진 용접 슬래그 또는 증기 공간의 가장 뜨거운 표면에 쌓이는 처리 화학 침전물입니다. 밸브는 드럼이나 헤더의 가장 높은 지점에 위치하므로 증기가 전달하는 모든 것을 수집합니다. 디스크와 시트 사이에 입자가 갇히면 밸브가 완전 접촉 밴드에서 닫힐 수 없으며 결과 제트는 몇 시간 내에 작업을 완료합니다.

시트와 디스크 표면 손상은 두 번째이며, 일반적으로 독립적인 사건이라기보다는 첫 번째 범주의 결과입니다. 컷오픈 밸브는 시트 표면을 방사형으로 가로지르는 특징적인 침식 홈을 보여주며, 종종 디스크에 일치하는 표시가 있습니다. 이러한 유형의 손상은 깊이가 약 0.5mm를 초과하면 현장에서 겹쳐질 수 없습니다. 시트를 다시 가공하거나 트림을 교체해야 합니다.

설정 압력 드리프트와 스프링 이완이 세 번째이며, 이 범주는 고온 서비스에서 과도하게 나타납니다. 섭씨 400도에서 몇 년 동안 유지되는 스프링은 자유 길이를 잃고 더 짧은 스프링은 더 낮은 압력에서 열립니다. 그런 다음 밸브가 끓고 명판에 표시된 것보다 더 일찍 올라가며 시트가 더 빨리 마모됩니다. 이것이 바로 재인증을 받은 적이 없는 오래된 밸브의 경우 명판 압력과 실제 팝핑 압력이 5~10% 정도 다를 수 있는 이유입니다.

설치 및 배압 문제가 더욱 중요한 부분을 차지합니다. 밸브 입구보다 한 크기 작은 입구 파이프, 밸브의 몇 직경 내에 있는 날카로운 엘보 또는 설정 압력의 10% 이상의 축적된 배압을 발생시키는 출구 파이프는 모두 덜거덕거림을 생성하며, 채터링은 거의 모든 것보다 더 빠르게 시트를 파괴합니다. 밸브가 올라가고, 닫히고, 다시 올라가고, 반복되는 충격으로 인해 디스크 표면이 변형됩니다.

시머링과 열 크리프는 목록의 중간에 위치합니다. 왜냐하면 이는 일반적으로 독립적인 고장이 아니라 얇은 압력 마진의 증상이기 때문입니다. 보일러 작동 압력이 릴리프 밸브 설정 압력의 95%로 설정되면 밸브는 재안착 능력의 가장자리에서 작동하도록 요청되며 시트에서 가장 작은 양의 열 변형이 통과됩니다.

잘못된 크기 조정 또는 잘못된 선택은 절대적인 숫자로 볼 때 가장 작은 범주이지만 수정하는 데 가장 많은 비용이 듭니다. 절대 발생하지 않는 화재 상황에 적합한 크기의 밸브 또는 건식 증기용으로 트림 재료를 선택했지만 습한 부식성 서비스에 설치된 밸브는 유지 관리 품질과 아무 관련이 없는 일정에 따라 고장이 발생합니다. 순위에서 얻은 교훈은 간단합니다. 모든 누출의 4분의 3은 잔해, 시트 상태 및 스프링 동작에서 발생하며, 세 가지 모두 올바른 설정 압력 여유, 밸브 입구의 깨끗한 증기 및 엄격한 재인증 간격의 조합에 반응합니다.

폐열 보일러가 기존 스팀 드럼보다 릴리프 밸브에 더 강한 이유

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기존의 연소식 보일러는 비교적 안정적인 속도로 증기를 생산하며, 연료 투입량은 조절할 수 있고 드럼 압력은 예측 가능한 곡선을 따릅니다. 폐열 보일러에는 그런 사치가 없습니다. 열원은 온도, 유량 및 먼지 부하가 ​​상류 용광로, 소결 라인, 코크스 오븐 배터리 또는 변환기에 의해 설정되는 공정 배가스이며, 이러한 공정 중 어느 것도 보일러의 편의를 위해 조정되지 않습니다.

그 차이는 릴리프 밸브에 직접적으로 나타납니다. 급격한 하중 변화로 인해 압력 스윙이 발생하고 스윙할 때마다 디스크가 시트 리프트 지점에 더 가까워집니다. 드럼과 과열기의 열 순환으로 인해 입구 노즐이 구부러지는 차등 팽창이 발생합니다. 코크스 오븐 연도 가스에는 타르, 먼지 및 황 화합물이 포함되어 있습니다. 소결 가스는 연마제처럼 작용하는 미세한 철 함유 먼지를 운반합니다. 산소로 불어낸 변환기 가스는 온도가 매우 높으며 간헐적으로 작동합니다. 이러한 각 조건은 밀봉 체인의 서로 다른 링크를 공격합니다.

먼지 문제는 가장 과소평가된 문제입니다. 더러운 가스 흐름에서 열을 회수하는 폐열 보일러는 일반적으로 밸브가 속한 드럼의 증기 측에 밸브를 유지하고 상류의 증기 분리 장비가 제 역할을 하도록 하여 릴리프 밸브 입구를 미립자 이월로부터 보호해야 합니다. 증기 순도가 저하되면 밸브는 시스템의 최종 필터가 되며 시트로 그 역할을 수행합니다.

디자인하고 제작하는 회사 산업용 연도 가스 폐열 회수 장비 코킹, 소결, 야금 및 화학 공장에서는 매일 이러한 조건으로 작업합니다. 예를 들어, 코크스 오븐 연도 가스 폐열 보일러는 특정 가스 구성, 특정 먼지 부하 및 특정 부하 프로필을 중심으로 설계되었으며 릴리프 밸브 사양은 표준 스팀 드럼에서 복사하기보다는 동일한 매개변수에서 파생되어야 합니다. 증기 순도 목표, 드럼 내부 및 블로우다운 배열에도 동일한 논리가 적용되며, 이 모든 요소는 궁극적으로 릴리프 밸브가 얼마나 오랫동안 견고하게 유지되는지를 결정합니다.

폐열 보일러에만 국한되고 자주 간과되는 요소가 하나 더 있습니다. 증기 수요가 사라지더라도 열원은 계속 작동하기 때문에 이러한 보일러는 넓은 압력 범위의 낮은 부하에서 작동되는 경우가 많으며 릴리프 밸브는 기본 부하 연소 보일러보다 훨씬 더 많은 수의 작은 압력 편위를 견뎌야 합니다. 따라서 시트 접촉 밴드의 피로는 누적되며 기존 보일러에서 복사한 검사 간격이 너무 길어집니다.

누출 릴리프 밸브에 대한 현장 진단 순서

각 단계는 원인을 제거하거나 다음 측정을 지시하므로 진단은 고정된 순서를 따라야 합니다. 밸브 자체로 건너뛰는 것이 가장 일반적인 오류입니다. 팀은 밸브를 제거하고, 표시된 시트를 찾아 랩핑하고, 다시 설치하고, 3주 후에 다시 누출되는 것을 지켜봅니다. 실제 원인은 작은 흡입 파이프 또는 배출구의 배압 문제였기 때문입니다.

1. 보일러 작동 압력과 릴리프 밸브 명판 설정 압력을 기록하십시오. 마진을 백분율로 계산합니다.
2. 거울, 투명한 튜브 길이 또는 적외선 온도계를 사용하여 시트 누출과 보닛 또는 플랜지 조인트 누출을 구별하여 누출이 어디서 오는지 확인합니다.
3. 입구 상태를 확인하세요. 드럼과 밸브 입구 사이의 압력 강하를 측정하거나 추정합니다.
4. 콘센트 상태를 확인하세요. 토출 파이프가 배수되고, 지지되고, 축적된 배압이 설정 압력의 10% 이내로 유지될 만큼 충분히 큰지 확인하십시오.
5. 운영 내역을 검토합니다. 최근의 압력 변동, 부하 변동, 물 화학 변동 또는 증기 순도 경보를 찾아보십시오.
6. 밸브를 분리하고 식힌 다음 작업장 검사를 위해 제거합니다. 보일러 드럼에 시트를 겹쳐 놓으려고 하지 마십시오.
7. 시트와 디스크를 확대하여 검사하고 침식 홈의 깊이를 측정하고 접촉 밴드의 사진을 찍습니다.
8. 도면이나 제조업체의 사양을 기준으로 스프링 자유 길이를 측정합니다.
9. 스템의 직진성을 확인하고 가이드에 흠집이나 퇴적물이 쌓이지 않았는지 확인하십시오.
10. 문서 확인: 마지막 재인증 날짜, 인증된 용량, 트림 재료 및 이전 수리 기록.

중요한 측정은 놀라울 정도로 적으며 표준 작업장 장비를 사용하여 모두 측정할 수 있습니다. 동일한 플랜트에 있는 2개 또는 3개의 밸브에 대한 패턴은 일반적으로 3개의 독립적인 밸브 고장보다는 시스템 문제를 드러내기 때문에 이를 고정된 순서로 가져와 기록해 두는 것이 비결입니다.

끓임, 시트 손상 또는 압력 드리프트 설정: 밸브에서 구분

가장 일반적인 세 가지 조건은 멀리서 보면 비슷해 보이고 가까이서 보면 매우 다르게 동작하는 누출을 생성합니다. 끓이는 것은 압력 마진 문제입니다. 시트 손상은 기계적 문제입니다. 설정 압력 드리프트는 교정 문제입니다. 한 사람이 제대로 수리하면 다른 사람은 잘못된 수리가 되며, 스프링을 측정하지 않고 시트를 랩핑하는 작업장은 한 달 이내에 다시 누출되는 밸브를 반환합니다.

이를 분리하는 가장 간단한 방법은 누출이 보일러 압력 변화에 어떻게 반응하는지 관찰하는 것입니다. 리프팅 힘이 스프링 하중 아래로 떨어지자마자 디스크가 다시 안착되기 때문에 보일러 압력이 몇 퍼센트 떨어지면 시머링 밸브가 조용해집니다. 시트가 손상된 밸브는 접촉 밴드가 더 이상 연속적이지 않기 때문에 어떤 압력에서도 증기를 계속 통과시킵니다. 설정점이 드리프트된 밸브는 몇 달 동안 정상적으로 작동하다가 명판에 표시된 것보다 훨씬 일찍 열리며, 종종 일상적인 시동 중에 열립니다.

네 번째 상태는 종종 시트 손상으로 잘못 진단되기 때문에 언급할 가치가 있습니다. 시트에 쌓인 파편이나 스케일로 인해 누출이 발생하는데, 이는 일반적으로 시동 후 몇 시간 내에, 수트블로잉 주기 또는 물의 화학적 성질이 뒤바뀌는 경우에 발생합니다. 밸브를 제거하면 침전물 아래 시트 면이 거의 손상되지 않은 채 발견되는 경우가 많습니다. 잔해의 상류 소스가 해결된다면 일반적으로 청소, 스프링 점검 및 밸브 재인증만으로 충분합니다.

온도는 이 네 가지를 모두 하나로 묶는 진단입니다. 트림 정격보다 더 뜨겁게 작동하는 밸브는 트림이 13% 크롬강이든 경화 합금이든 크리프가 발생하며 크리프는 왜곡된 디스크 또는 더 이상 가이드 축과 일치하지 않는 시트로 나타납니다. 체온 측정 결과에 따르면 밸브가 정기적으로 정격 범위를 초과하는 것으로 나타나면 올바른 대응은 더 빈번한 재인증 간격이 아니라 물질적 변화입니다.

수리, 재인증 또는 교체? 의사결정 프레임워크

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밸브가 벤치에 배치되면 일반적으로 기술적 타당성보다는 비용과 리드 타임에 대한 결정이 내려집니다. 원본 트림 및 용량 데이터를 사용할 수 있는 경우 대부분의 시트 손상을 수리할 수 있고, 대부분의 스프링을 교체할 수 있으며, 대부분의 차체를 재인증할 수 있습니다. 하드케이스는 문서가 없는 밸브, 몸체에 균열이나 심한 부식이 보이는 밸브, 확인할 수 없는 방식으로 개조된 밸브 등이다.

리드타임은 대부분의 유지보수 계획 담당자를 당황하게 만드는 변수입니다. 정기적인 랩 및 재인증은 자격을 갖춘 워크샵에서 며칠 내에 완료될 수 있습니다. 새 시트와 디스크로 전체 트림을 교체하는 데는 일반적으로 1~3주 정도 소요됩니다. 특정 트림, 벨로우즈 및 인증된 용량 테스트를 갖춘 새 밸브는 일반적으로 4~12주가 걸리며 재료가 니켈 기반 합금인 경우 더 오래 걸립니다. 릴리프 밸브가 주 배기 가스 덕트에서 열을 회수하는 폐열 보일러의 마지막 장벽인 소결 라인에서는 가동 중단 중에 발견하기보다는 리드 타임을 계획해야 합니다.

대부분의 관할권에서는 비용을 무시하는 규정 준수 차원도 있습니다. 보일러의 안전 릴리프 밸브는 보호된 압력 경계의 일부이며 해당 밸브의 용량, 설정 압력 및 인증을 추적할 수 있어야 합니다. 테스트 기록 없이 수리되었거나 스프링이 검증되지 않은 부품으로 교체된 밸브는 단순한 유지 관리 위험이 아닙니다. 이는 다음 법정 조사에서 드러나게 될 문서화 문제입니다.

어떤 결정을 내리든 한 가지 규칙은 지킬 가치가 있습니다. 공장에서 예비 밸브를 선반에 보관하는 경우 예비 밸브는 설치된 장치와 설정 압력, 용량 및 트림이 동일해야 하며 설치된 밸브와 동일한 일정에 따라 재인증을 받아야 합니다. 스프링을 알 수 없는 상태로 창고에 5년 동안 방치되어 있던 스페어는 스페어가 아닙니다. 설치를 기다리는 것은 두 번째 문제입니다.

트림, 재료 및 온도: 일부 밸브에서 계속 새는 이유

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재료 선택에서는 릴리프 밸브 문제가 유지 관리 문제가 아닌 엔지니어링 문제가 되는 경우가 있습니다. 섭씨 200도의 건조 포화 증기에 완벽하게 적합한 트림은 섭씨 400도의 과열 증기에서 크리프, 마모 및 누출이 발생하며, 배가스 측 환경에 설치된 동일한 밸브는 시트가 마모되기 오래 전에 가이드와 스프링 챔버에서 부식됩니다.

스프링에 대한 온도 영향은 가장 눈에 띄지 않으며 가장 과소평가됩니다. 스프링 이완은 느린 크리프 과정이며 일반적인 스프링 강의 작동 범위 내에서 온도가 15~20도 높아질 때마다 그 속도가 대략 두 배로 늘어납니다. 설계 가정보다 20도 더 뜨겁게 작동하는 밸브는 예상 사용 수명보다 짧은 시간 내에 설정점을 잃게 되며, 터지는 압력이 측정될 때까지 눈에 띄는 징후 없이 조용히 그렇게 됩니다.

부식은 동일한 논리를 따릅니다. 코크스로 가스와 일부 소결 가스 흐름의 염화물과 황 화합물은 가이드 표면과 시트 접촉 밴드의 스테인레스 스틸 트림을 공격합니다. 시동 중에 응축수가 형성될 수 있는 경우 습증기가 이러한 화합물을 시트로 직접 운반합니다. 시트 밴드에서 피팅이 시작되면 밸브는 연속 접촉 라인에서 닫힐 수 없으며 아무리 랩핑을 해도 보일러가 작동하는 동안 화학적으로 공격받는 표면을 복원할 수 없습니다.

폐열 보일러의 압력 부분을 관리하는 동일한 재료 규율이 릴리프 밸브 트림을 관리합니다. 니켈 기반 브레이징 이코노마이저와 같은 장비는 연도 가스 경로가 온도에서 값싼 재료를 파괴하기 때문에 브레이징 처리된 내부식성 표면으로 지정됩니다. 동일한 가스 경로의 릴리프 밸브도 동일한 추론을 할 가치가 있습니다. 즉, 구매 가격이 아닌 화학적 성질과 온도를 고려하여 트림을 선택하십시오.

벨로우즈는 두 가지 문제를 동시에 해결하기 때문에 특별한 설명이 필요합니다. 이는 스프링과 보닛을 공정 유체로부터 격리하여 스프링을 부식으로부터 보호하고 보닛이 응축수가 모이는 낮은 지점이 되는 것을 방지합니다. 또한 배출 라인이 긴 모든 밸브에 중요한 디스크의 배압 효과의 균형을 유지합니다. 균형은 벨로우즈가 고장날 수 있고, 벨로우즈가 고장나면 프로세스 유체가 보닛으로 방출된다는 것입니다. 보닛의 확실한 연결은 보닛 조인트에서 누출이 발생하기 전에 고장을 감지하는 표준 방법입니다.

반복적인 누수를 일으키는 설치 및 배관 실수

완벽하게 수리된 많은 밸브는 여전히 몇 달 내에 누출이 발생하며, 그 이유는 거의 항상 밸브보다는 배관에 있습니다. 두 가지 숫자가 설치 표준을 좌우합니다. 입구 압력 강하는 설정 압력의 3%를 초과해서는 안 되며, 내장 배압은 설정 압력의 10%를 초과해서는 안 됩니다. 이러한 한계는 릴리프 밸브가 입구의 압력을 감지하고 극복할 수 있는 대기로 배출하도록 설계되었으며 배관이 잘못되면 두 가지 가정이 무너지기 때문에 존재합니다.

밸브 입구보다 한 크기 작은 입구 파이프는 고전적인 오류입니다. 이는 혼잡한 드럼 상단의 공간을 절약하기 위해 선택되었으며 밸브가 덜거덕거리게 만드는 압력 강하를 정확하게 생성합니다. 채터(Chatter)는 디스크가 빠르게 연속해서 반복적으로 들어 올려지고 부딪히는 것을 의미하며, 이로 인해 시트 면이 변형되고 가이드가 느슨해집니다. 업스트림에 몇 가지 직경으로 설치된 날카로운 엘보우는 유사한 효과를 나타냅니다. 그 이유는 그것이 생성하는 난류로 인해 입구 노즐 전체에 불균일한 압력 분포가 발생하기 때문입니다.

배출구 측에서는 눈에 잘 띄지 않기 때문에 오류가 훨씬 더 흔합니다. 포켓이 있는 배출 라인에 응축수가 모여 시트에 쌓여 부식됩니다. 다른 밸브와 공유되는 긴 배출 헤더는 여러 밸브가 함께 들어올릴 때 10% 한계를 훨씬 넘는 배압을 발생시킬 수 있습니다. 그리고 잠긴 개방 장치 없이 릴리프 밸브의 업스트림에 설치된 차단 밸브는 유지 관리 캠페인 중에 누군가가 밸브를 닫고 다시 여는 것을 잊어버리도록 유도합니다.

또 하나의 추가 설치 지점은 개조 작업 중에 누락되는 경우가 많기 때문에 한마디로 말할 가치가 있습니다. 기존 증기 시스템에 폐열 보일러를 추가할 때 릴리프 밸브 설정 압력이 새로운 최대 허용 작동 압력 및 새로운 작동 압력 대역에 대해 다시 확인하지 않고 기존 드럼에서 이월되는 경우가 있습니다. 그 결과 기존 시스템에는 기술적으로 적합하고 새 시스템에서는 만성적으로 작동하는 밸브가 탄생했습니다.

유지보수 계획: 정밀검사 사이에 누출 위험이 증가하는 방식

릴리프 밸브 상태는 선형적으로 악화되지 않으며 이는 점검 간격에 직접적인 영향을 미칩니다. 정밀 검사 후 처음 몇 달 동안 밸브는 최상의 상태를 유지하고 설정 압력은 허용 범위 내에 있으며 시트는 새로 래핑되었습니다. 시간이 지남에 따라 세 가지 프로세스가 병렬로 실행됩니다. 즉, 스프링이 변형되어 자유 길이를 잃고, 시트 접촉 밴드에 침전물이 축적되고, 압력 편위 수가 접촉 라인에 피로로 축적됩니다. 이들 중 어느 것도 밸브 외부에서는 보이지 않으며, 세 가지 모두 먼지, 온도 및 사이클링에 의해 가속됩니다.

아래 곡선은 최저 수준의 깨끗하고 안정적인 증기 서비스부터 최고 수준의 고온, 고부식, 순환이 심한 폐열 보일러 서비스에 이르기까지 누출 심각도 지수로서 결합된 악화를 나타냅니다. 색인은 코드 요구 사항이 아닙니다. 이는 플랜트의 모든 릴리프 밸브에 대한 단일 간격이 항상 한 방향 또는 다른 방향으로 잘못된 이유를 보여주는 계획 도구입니다. 깨끗한 기본 부하 드럼의 밸브와 코크스로 연소가스 보일러의 밸브는 유지보수 일정을 공유해서는 안 됩니다. 첫해 이후에는 그 차이가 급격히 벌어지고, 두 번째 해에는 두 서비스 간의 격차가 전체 검사 전략을 바꿀 만큼 커집니다. 절대적인 예측이 아닌 상대적 위험의 비교로서 차트를 읽으십시오.

차트의 첫 번째 관찰은 세 가지 서비스가 모두 가깝게 시작된다는 것입니다. 처음 3개월 동안에는 깨끗한 스팀 드럼과 코크스 오븐 연소 가스 보일러의 차이가 지수에서 거의 보이지 않습니다. 왜냐하면 새로 랩핑된 시트와 새 스프링이 주변 환경에 관계없이 잘 작동하기 때문입니다. 이것이 정밀검사 직후에 선택한 유지보수 간격이 적절해 보이는 경향이 있고 일반적으로 너무 길게 연장되는 이유입니다.

두 번째 관찰은 곡선이 분리되는 지점입니다. 6개월에서 12개월 사이에 깨끗한 서비스는 여전히 지수의 3분의 1 미만인 반면, 뜨겁고 부식성이 있는 서비스는 이미 40을 넘어섰습니다. 높은 먼지 서비스가 그 사이에 있습니다. 누출이 들리거나 눈에 보이기 때문에 대부분의 공장에서 누출을 발견하는 지점이 바로 이 지점입니다.

세 번째 관찰은 점선 곡선의 모양입니다. 평평해지지 않습니다. 18개월이 지나면 씰 손상이 일단 시작되면 그 자체로 악화된다는 사실을 반영하는 최고 수준에 도달합니다. 증기 제트는 시트를 침식하고, 침식된 시트에는 더 많은 증기가 통과하여 프로세스가 가속화됩니다. 자연적인 복구 지점이 없습니다. 즉, 정밀 검사를 연기해도 작업이 절약되지 않습니다. 래핑 작업을 트림 교체로 전환합니다.

네 번째 관찰은 24개월의 상단 곡선과 하단 곡선 사이의 간격에 관한 것입니다. 이는 50개 이상의 지수 포인트이며, 이는 실제로 겹쳐서 재인증할 수 있는 밸브와 새 시트와 디스크가 필요한 밸브 간의 차이입니다. 두 서비스 모두에 하나의 간격을 적용하는 공장은 클린 서비스 밸브의 불필요한 점검에 비용을 낭비하거나 공격적인 서비스 밸브의 반복적인 고장을 수용하게 됩니다.

다섯 번째 관찰은 단일 압력 편위의 효과에 관한 것입니다. 곡선은 여러 밸브의 평균 동작을 나타내기 때문에 매끄러우나 개별 밸브는 수질 화학 문제, 수트블로잉 캠페인 또는 부하 변동 후 단계 변화를 보여줍니다. 지수에서 20위에 있던 밸브가 일주일 만에 40으로 뛰어오를 수 있습니다. 이것이 간격이 최대값으로 처리되고 이벤트로 트리거되는 검사 규칙과 결합되어야 하는 이유입니다.

실제로 차트는 세 가지 계획 결정을 지원합니다. 연도가 아닌 서비스 조건에 따라 간격을 설정하십시오. 영향을 받은 밸브에 대한 조기 검사를 위한 트리거로 모든 화학 물질, 부하 또는 시동 이벤트를 처리하십시오. 그리고 공격적인 서비스 밸브와 일치하는 완전히 인증된 예비 부품을 하나 이상 보관하십시오. 왜냐하면 이러한 밸브는 새 밸브에 필요한 4~12주를 제공하지 않기 때문입니다.

플랜트 소유자 및 EPC 팀을 위한 조달 체크리스트

대부분의 누출 릴리프 밸브는 첫 번째 누출이 발생하기 수년 전에 내려진 사양 결정으로 추적될 수 있습니다. 밸브 크기가 잘못된 케이스에 맞춰졌거나 트림이 가스 구성이 아닌 가격 목록에서 선택되었거나 밸브 데이터시트를 본 적이 없는 사람이 입구 배관을 그렸습니다. 조달 단계에서 짧은 질문을 하면 대부분의 문제를 방지할 수 있습니다.

질문은 자연스럽게 두 그룹으로 나뉩니다. 한 그룹은 폐열 보일러와 그 압력 부품을 공급하는 보일러 제조업체 또는 EPC 계약자에 속합니다. 왜냐하면 드럼 레이아웃, 증기 순도 및 밸브 주변 배관을 제어하기 때문입니다. 다른 그룹은 트림, 인증 및 용량 테스트를 제어하기 때문에 릴리프 밸브 공급업체에 속합니다. 두 그룹 모두 대답해야 하며, 그 대답이 서로 일치해야 장비가 만들어집니다.

이 질문 중 두 가지는 나머지 질문보다 더 큰 비중을 차지합니다. 설정된 압력 마진은 밸브가 끓을지 여부를 결정하고 트림 선택은 밸브가 부식되거나 크리프할지 여부를 결정합니다. 이 두 가지에 대한 답변이 모호한 경우 구매 주문서에 서명하기 전에 다시 물어볼 가치가 있습니다. 왜냐하면 시운전 후 둘 중 하나를 수정한다는 것은 새 밸브 비용을 지불하는 동시에 계획되지 않은 가동 중단을 의미하기 때문입니다.

조달 단계에서 릴리프 밸브 계산을 담당하는 당사자를 설정하는 것도 가치가 있습니다. 많은 프로젝트에서 보일러 제조업체는 드럼을 공급하고 릴리프 밸브 공급업체는 밸브를 공급하며, 두 당사자 모두 둘을 연결하는 계산을 소유하지 않습니다. 이 틈새는 과도한 흡입구, 작은 배출 라인 및 일치하지 않는 설정 압력이 발생하는 곳입니다.

나중에 비용을 절약해 주는 규정 준수, 문서화 및 서류 기록

보일러의 릴리프 밸브는 인증된 압력 구성 요소이며 서류 작업은 구성 요소의 일부입니다. 명판에는 설정 압력, 인증된 용량, 트림 명칭 및 코드 스탬프가 표시되어 있습니다. 테스트 인증서에는 밸브가 작업장을 떠나기 전 실제 터지는 압력과 재안착 압력이 기록되어 있습니다. 수리 기록에는 누가 작업했는지, 무엇을 교체했는지, 언제 재인증되었는지가 나와 있습니다. 해당 문서 중 하나라도 누락되면 밸브 성능에 관계없이 밸브가 책임이 됩니다.

실질적인 결과는 추적 가능한 인증서를 발급할 수 있는 작업장에서 수리 작업을 수행해야 하며 스프링, 디스크 및 시트를 원래 사양과 비교하여 식별할 수 있는 부품으로 교체해야 한다는 것입니다. 출처를 알 수 없는 스프링을 구입하여 보닛에 맞다고 설치한 것은 아무도 기록하지 않은 설정 압력 변화입니다. 다음 법정 조사에서는 그 공백이 조사관이 가장 먼저 찾아내는 것입니다.

ASME 및 국내 압력 용기 표준에 따라 보일러, 압력 용기 및 열 회수 장비를 제작하는 제조업체는 일상적으로 이 문서화 규율 내에서 운영됩니다. 압력 장비 뒤의 품질 관리 절차 일반적으로 설정된 압력, 트림 및 용량 데이터가 장비에 얼마나 철저하게 전달되는지를 통해 확인할 수 있습니다. 프로젝트 팀이 보일러 제조업체 또는 공급업체를 선택할 때 릴리프 밸브 계산, 트림 사양 및 인증 기록을 제공하려는 의지는 나머지 압력 경계가 어떻게 구축되었는지를 보여주는 가장 신뢰할 수 있는 지표 중 하나입니다.

비용이 거의 들지 않고 많은 피해를 방지하는 훈련 차원도 있습니다. 작업자는 리프트 레버가 통풍구가 아닌 테스트 장치이며 더러운 서비스에서 수동으로 들어 올린 밸브는 다시 장착되지 않을 수 있다는 점을 알아야 합니다. 유지 관리 팀은 끓는 밸브가 성가신 것이 아니라 경고라는 것을 알아야 합니다. 그리고 릴리프 밸브를 막거나 막거나 막는 것은 어떤 공장이나 어떤 생산 압력 하에서도 결코 허용 가능한 임시 조치가 아니라는 점을 모두가 알아야 합니다.

향후 12개월을 위한 실질적인 예방 계획

보일러 안전 릴리프 밸브 누출 문제는 순서가 명확하고 플랜트 간에 순서가 거의 변경되지 않으면 간단하게 해결됩니다. 숫자로 시작한 다음 밸브, 시스템 순으로 시작합니다. 아래 단계를 따르는 공장에서는 일반적으로 두 번째 누출이 첫 번째 누출 가능성보다 훨씬 낮다는 것을 알게 됩니다.

1. 증기 시스템의 모든 릴리프 밸브의 작동 압력 대역과 설정 압력을 기록하고 각각에 대한 마진을 계산하십시오. 10% 미만이면 끓어오르는 위험이 있습니다.
2. 공격적인 서비스에서 밸브의 입구 압력 강하와 축적된 배압을 측정하거나 계산합니다. 설정압력의 3%, 10%를 벗어나는 부분은 수정하십시오.
3. 지난 12개월 동안의 증기 화학 및 증기 순도 데이터를 검토하고 누출이 처음 나타난 시점과 일치하는 일탈이 있는지 확인하십시오.
4. 새는 밸브를 당겨서 시트와 디스크를 확대 검사한 후 스프링이 없는 길이를 측정한 후 수리를 결정합니다.
5. 달력이 아닌 상태에 따라 수리를 선택하십시오. 얕은 부분 랩 표시, 침식된 트림 교체, 느슨해진 스프링 교체, 모든 밸브를 다시 서비스하기 전에 재인증하십시오.
6. 다양한 서비스 조건에 대해 다양한 검사 간격을 설정하고 화학 문제, 수트블로잉 캠페인 및 주요 부하 변동을 검사 트리거로 처리합니다.
7. 공격적인 서비스 밸브와 일치하는 인증된 예비품을 보관하고 설치된 장치와 동일한 일정에 따라 이를 재인증하십시오.
8. 설정된 압력 마진, 증기 순도 보장 및 트림 사양을 다음 구매 주문서에 기재하고 릴리프 밸브 크기 계산을 담당하는 당사자의 이름을 지정하십시오.

더 넓은 교훈은 릴리프 밸브가 보호하는 시스템의 거울이라는 것입니다. 반복적으로 누출되는 밸브는 증기 품질, 배관 설계, 압력 제어 또는 재료 선택에 대해 알려주며 이러한 결정은 모두 밸브가 설치되기 오래 전에 내려졌습니다. 밸브를 고치면 오늘날의 문제가 해결됩니다. 주변의 조건을 고치면 향후 5년 동안 문제를 해결할 수 있습니다.

코크스로 가스, 소결 배가스, 변환기 가스 또는 기타 어려운 흐름을 사용하여 폐열 보일러를 가동하는 공장의 경우 장비 수준에서도 동일한 원칙이 적용됩니다. 실제 가스 구성, 실제 먼지 부하 및 실제 부하 프로필을 중심으로 설계된 보일러는 동일한 매개변수에서 파생된 릴리프 밸브 사양을 사용하여 표준 밸브가 드럼에 볼트로 고정된 표준 장치보다 훨씬 오랫동안 밸브를 더 단단하게 유지합니다.