滑动阀作为催化剂循环过程中的关键设备之一，在反应再生产中对催化裂化反应温度控制、材料调节和压力控制起着关键作用。在紧急情况下，再生和待生滑我保护和切断两个装置的安全作用。在同轴催化裂化装置中，滑动阀也被用作催化剂外循环的调节阀和安全切断阀。此外，在催化裂化装置的再生气压控制中，烟气过程中的双动滑动阀也起着两个安全和烟机安全的保护作用。本文分析了滑动阀生产运行中的典型故障。
1 滑阀简介
滑阀按隔热形式分为冷壁式和热壁式。热壁式是一种早期技术，它是在20世纪90年代发展起来的，其应用更具代表性。
1.1 滑阀的主要参数及结构
阀体材质为20g或16MnR，内壁采用100～150mm厚厚的耐磨隔热双层衬里降低了阀体外壁的工作温度。单动再生和待滑阀的外观测量壁温可控制在150~180℃。对于双动滑阀，阀体的工作温度高达700℃外壁温度不超过200℃。因此，冷壁滑阀的阀体材料多为16MnR与热壁滑阀相比，低合金钢在材料应用和制造方面降低了要求。
阀体与管道的连接采用类似材料的焊接方式，现场组焊接方便。滑动阀的出入口多采用等径焊接结构，大盖多采用圆形或矩形箱体结构。双动滑动阀采用类似于单动滑动阀的结构，但对称设置了两个箱和大盖。双动滑动阀的大盖密封采用先进的唇密封结构。冷壁单动滑动阀体主要采用等径三通焊接结构，双动滑动阀体采用异径四通焊接结构。催化裂化装置中典型滑动阀结构示意图见图1。
1.阀杆 2. 3填料函组件.阀大盖4.唇形密封 5. 6节流挡板组件.阀体 7.耐磨衬里 8.阀板 9.导轨
图1
1.2 滑阀内部件
滑阀内件主要由节流锥、阀座圈、导轨和阀板组成。
节流锥在滑阀内，属于高温应力部件，承受介质压差和阀座圈、导轨、阀板的全部重量。节流锥悬挂，大端焊接在阀体上。节流锥的下部通过螺栓固定有阀座圈和导轨。阀板与导轨相对滑动。节流锥和阀座圈可随阀体温度的变化自由膨胀和收缩。
阀板和阀座圈形成滑阀的密封面。所有阀板的密封面都衬有耐磨衬里，阀板的尾部隐藏在密封面下，覆盖阀杆的头部，以增强阀板的耐腐蚀性，并保护阀杆的头部不被催化剂冲刷。阀座圈、阀板、导轨均为高温合金钢铸造结构。
采用滑阀导轨L型截面，易于焊接硬合金和研磨加工。耐磨衬里衬在阀座圈的阀口周围和阀板的头部，有效防止催化剂直接冲洗导轨和阀座圈的接头，避免吹断导轨螺栓。
阀板表面全部衬制龟甲网单层耐磨衬里。在催化剂冲刷严重的阀板前端和阀座圈的阀口处，均设有增强隔板来固定衬里。在阀板和导轨布置上，将导轨远离阀口安装，避免了催化剂直接冲刷导轨表面。阀板和阀座圈的重迭度增大，减少了通过间隙的催化剂通过量，减轻对导轨的磨损。
数据显示，国产冷壁单动滑阀导轨距离阀口为75mm，冷壁双动滑阀导轨距阀1000mm，阀板头部与阀口重叠约50mm，阀板磨损得到有效补偿，全开阀时流道畅通。
1.3 滑阀密封部分结构组成
滑阀阀盖法兰的内表面有一个单层衬里，用于引入脱水蒸汽或其他气体介质来清洗和冷却滑阀导轨和阀杆。
滑动阀填料函采用串联填料密封结构，见图2。两种不同材料和规格的填料串联安装在填料函中，内部为备用填料，外部为工作填料。填料函操作时，备用填料松套不压在阀杆上。当工作填料故障或需要更换时，液体填料可通过填料函上备用填料的注入口向内注入，填充并压缩备用填料，使填料密封。在阀门正常工作和调整状态下，外部工作填料也可以很容易地更换。备用填料为浸油石墨盘根，工作填料为柔性石墨，液体填料可采用二硫化钼锂基脂或添加一定比例的石墨粉制备。冷壁滑阀安装后，应适当调整工作填料的压力，以确保填料函的密封性能。调整原则是填料与阀杆之间的间隙不应太小，以免填料与阀杆过早磨损，增加功耗，严重影响灵活性。
图2 滑阀串联填料密封结构图
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1.4 控制技术
滑阀控制模式包括电液控制、气动控制和电机驱动控制模式。由于现场安全要求和控制精度要求越来越高，新设备主要以电液控制为主流，小设备仍有气动控制，但相对较少。
滑阀电液执行机构是一种典型的电液伺服位置自动控制系统，由电气控制系统、电液伺服阀、伺服缸、油泵和位移传感器（或角度传感器）组成。电液执行机构接受主控室4~20mA输入信号，通过伺服放大器、电液伺服阀和高精度位移传感器形成电液位置控制系统，使伺服缸活塞杆按指令信号直线位移，实现输入信号与被控设备的线性位移关系。
电液控制具有控制精度高、推力大、定位准确、响应快、使用寿命长等显著特点。电液执行机构选择的配件的防爆要求符合国家强制性标准，安全水平高。
图3 滑阀电液执行机构原理示图
2 滑阀典型故障及对策
滑阀的故障大致可分为两类：滑阀本体故障和滑阀运行故障。滑阀本体故障是指滑阀本体引起的功能故障和安全故障。常见故障包括滑阀的外部泄漏问题，如阀体内的耐磨衬里松动、阀体内的紧固件松动、磨损、断裂和阀杆密封泄漏。滑阀运行故障主要是指生产运行中阀门的控制部分故障。常见故障包括手动、自动切换机构堵塞和滑阀控制系统故障。
2.11 阀内紧固螺栓断裂，防止
2.1.1 阀内螺栓断裂
滑阀长期处于高温状态，滑阀内紧固螺栓的高温蠕变疲劳断裂是最常见的内部故障问题。近年来，国内炼油化工企业在生产过程中，滑阀内部螺栓断裂较多。经事故统计分析，阀内螺栓断裂是滑阀设备本体的常见故障。
考虑到滑阀设计中热膨胀的综合影响，所有内部部件均以导流锥悬架、导流锥、阀座圈、导轨、阀板为主要受力部件，承受介质压差的全部重量。由于结构原因，内部部件之间的紧固螺栓在高温下具有巨大的拉伸力。滑阀内部紧固件为耐高温合金螺栓，常用材料为高温合金GH33.具有很强的耐高温烟气腐蚀性和耐高温烟气腐蚀性H、N同时具有耐渗碳腐蚀和耐腐蚀性S腐蚀能力高，热强度高。由于螺栓在高温下工作时间长，螺栓经过周期性冲击拉伸，螺栓疲劳脆性断裂趋势明显。最常见的螺栓断裂部分是滑阀导轨与阀座圈、阀座圈与导流锥之间的连接螺栓断裂。
在生产过程中，内部螺栓的损坏表现为滑阀功能故障。滑阀内部螺栓松动断裂后的常见现象：①阀板离开正常位置时，阀板与阀座圈形成的密封面会出现泄漏空间，滑阀的截流和切割效果会变差或失效，泄漏形成的异常通道会成为流体介质的过流，加剧磨损。②阀板脱离正常位置，或阀板与阀座圈脱离正常位置。阀杆头承受阀板的弯曲压力，导致阀杆弯曲变形，导致滑阀开关卡住甚至卡住。
2.1.2 采取措施
对于滑阀内部螺栓断裂的应对措施，重点是故障预防和预防性维护和更换螺栓。一旦螺栓断裂，不仅会对设备造成损坏，还会对生产产生重大影响。在维护过程中也很难去除断裂螺纹孔中的断裂螺栓。
根据滑阀使用企业的研究和滑阀螺栓材料的理论分析，滑阀内紧固螺栓正常使用5~8a之后，推荐更换一次。如果使用中常有超过设计温度的情况，其螺栓寿命应相应减短。鉴于当前国内石油化工企业在催化裂化装置运行周期上多采用3a维修管理周期。因此，建议在两个生产周期内全面更换滑阀内部紧固螺栓，这也是减少滑阀螺栓断裂的重要手段。
2.2 大盖密封泄漏处理
2.2.1 大盖密封泄漏
普通滑阀的大盖密封有柔性石墨垫片密封和唇密封两种。由于高温条件，唇密封在实际应用中更为常见。唇密封采用紧固螺栓和密封焊接相结合的形式。唇密封连接螺栓的紧固力应均匀，最终焊缝应均匀连续，避免砂眼等缺陷，以防止最初可能的泄漏。紧固螺栓可以保持两个密封面之间的压力。
现场多年的生产实践表明，垫片密封泄漏往往会同时出现垫片损坏和法兰表面损坏。唇密封泄漏的主要原因有两个，一是气孔、渣夹、砂眼、裂纹等缺陷，二是在烟气介质和水蒸气条件下形成腐蚀环境，导致焊缝渗透。
2.2.2 解决措施
(1)检查和消除唇型密封焊接缺陷
唇密封在焊接过程中，容易形成渗透孔、裂纹等缺陷，不能发挥隔离密封的作用。这些问题可以在设备开工期间的气密试验中充分暴露和处理。对于新的密封焊缝，金属缺陷部位没有明显的氧化层，韧性好，易变形。鉴于这种情况，钢钻可以用来敲击、铆接泄漏点，然后进行火灾补充焊接，或在焊接前拆除滑阀的内部压力。由于滑阀腔内有压力，不得直接补充焊接。
(2)唇型密封运行中的堵漏
对于生产经营中的唇密封泄漏，由于泄漏部位介质泄漏，在缺陷位置形成氧化层，难以通过铆接方式敲击堵塞泄漏点。
在实践中，可以用焊肉填充泄漏点最近两侧密封面之间的间隙。这里的焊接填充应避免紧固螺栓，以防止热膨胀和紧固力减弱造成新的泄漏。填充焊接接头和大盖法兰形成泄漏点周围，以进一步控制泄漏点。
(3)大盖垫片密封泄漏的抢修
垫片密封泄漏难以处理。由于垫片抗冲刷性弱，泄漏膨胀快，处理时间短。
在生产实践中，滑阀垫片泄漏的在线处理方案通常是沿法兰边缘包裹盒子，即沿法兰边缘制作盒子，以便完全包裹法兰密封面。该方案可以保护密封，以确保堵塞泄漏点未来面部的可修复性。
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2.3 阀杆密封泄漏处理
与阀体相比，滑阀的阀杆在工作中往复运动。阀杆泄漏问题通常发生在长周期运行的后期或维护结束的早期阶段。前者的原因是阀杆密封系统材料在长周期运行中故障或维护不当。后者主要是由于维护施工质量差或维护选择附件质量差造成的。几种常见的阀杆故障及其处理方案如下。
(1)紧固填料压盖
阀盖上的填料函采用串联填料密封结构。两种不同材料和规格的填料串联安装在一个填料函中。内部为备用填料，外部为工作填料。正常运行时，备用填料松套不压在阀杆上。当出现泄漏迹象时，可适当拧紧工作填料盖，消除泄漏。
(2)注入液体填料
对于串联填料密封，工作填料完全压紧即可实现密封。泄漏时，表明外侧工作填料失效，需要启用内侧填料，并更换外侧填料。通过填料函上备用填料处的注入口向内注入液体填料，将备用填料充实并压紧，使该填料起到密封作用。在阀门正常工作、调节状态下，也可方便地更换外侧的工作填料。
备用填料为浸油石墨根，工作填料为柔性石墨，液体填料可采用二硫化钼锂基脂或添加一定比例的石墨粉制备。液体填料通过专用工具从填料箱上的专用注入口进入填料腔，挤压内部备用填料密封。随着填料的注入，阀杆泄漏将逐渐减少，直到完全不泄漏。
(3)串联填料密封更换
串联填料密封有泄漏迹象时，首先拧紧填料盖，通过进一步压紧外部工作填料堵塞泄漏。当工作填料失效或需要更换时，注入液体填料，填充备用填料，压紧堵塞，使填料密封。此时，阀门可以在正常工作状态下轻松更换外部工作填料。
更换内填料时，确认内填料正常工作：①松开压盖螺栓，取下填料压盖。②根据安装填料的逆向顺序，用盘根钩等工具依次取出外填料。③根据现场状态判断，在安全的前提下，尽量取出外部填料。④清理粘附在外填料箱内表面的填料碎片。⑤按技术要求依次填充事先准备好的填料(盘根)。⑥安装填料压盖，按技术要求拧紧压盖螺栓，更换盘根。⑦注意调整工作填料的压力，确保填料函的密封性能和阀杆动作的灵活性，防止盘根与阀杆间隙过小，导致填料和阀杆过早磨损，增加功耗。
3 电液控制系统常见故障及预防
滑阀的电液系统包括弱电、动力、过滤、压力控制、电液转换、液力放大和液力驱动。故障具有多样性、复杂性、偶然性、必然性和隐蔽性。
3.1 故障检查
首先，观察故障现象，仔细了解故障原因和故障前后设备的运行情况，查明故障是在什么条件下发生的，了解与故障相关的其他因素和故障特点。一般来说，故障部位可以通过目视检查、听觉、触摸、嗅觉和仪器检测进行诊断和发现。根据验证的故障原因，首先选择可以通过简单检查验证或维修使设备恢复正常工作状态的项目，即采先易后难的原则，排出检查顺序，以便在最短时间内完成检查工作。
液压系统的主要问题往往是由液压油的质量或电液控制阀的故障引起的。电液控制阀故障的主要原因是液压油的清洗。因此，液压油的更换和管理是确保滑动阀安全高精度运行的基本条件。
3.2 电液系统的维护和维护
3.2.1 控制阀管理
控制阀作为电液系统的一部分，安装在液压泵和液压缸之间，在系统中不工作，只控制执行元件。液压控制阀结构精密紧凑，其运行可靠性主要与液压系统的设计选择和液压油的质量有关。
在日常运行和维护中，应根据控制阀的频率制定不同的维护计划。
(1)定期更新频繁运行的控制阀。伺服阀应根据实际情况定期更新，避免阀芯磨损的负面影响。
（2）对于偶尔动作的控制阀，应根据实际生产情况制定计划，在线测试其灵活性。例如，对于自保电磁阀，定期测试不仅可以检查其可靠性，还可以使油流通阀芯，冲刷液压油中沉积在阀芯上的杂质或变质材料，有利于疏通阀芯通道，避免阀芯卡住。
（3）定期清洁外弹簧控制阀。对于滑动阀油温控制阀，外弹簧受环境影响，定期清理灰尘和污垢，恢复其灵活性，保证使用效果。
3.2.2 液压油管理
据资料显示，70%~80%的液压系统故障与液压油问题有关。保证液压油质量的稳定性和清洁度，有利于提高液压系统的可靠性。
(1)选择滑阀油
一般选用耐磨液压油，油粘度是液压油最重要的性能指标之一。其选择是否合理，对液压系统的运动稳定性、工作可靠性和灵敏度、系统效率、功率损失、气蚀现象、温升和磨损有显著影响，甚至使系统无法工作。因此，在选择液压油时，应根据具体情况或系统要求选择合适的粘度和液压油品种。
(2)油的清洁度
油的清洁度是决定液压系统能否正常工作的关键因素。据统计，75%的液压系统故障是由于液压油不清洁造成的。应采取有效措施保持液压油的清洁：①防止外部杂质进入系统。根据技术规范的要求，制定清洗油箱、更新液压油的计划，所有添加液压油的设备必须保持清洁。特别建议在购买滑阀液压油时选择小包装，避免包装过程中的二次污染。②液压元件不易拆卸，拆卸的元件必须严格保持清洁，存放在无尘场所。液压零件的清洗、检查和拆卸也应在无尘场所进行。简而言之，液压系统零件必须避免长期暴露，以减少杂质进入系统的机会。③过滤杂质，防止系统产生污垢。经常检查过滤器的压差，检查是否堵塞。防止油变质，定期清洗油箱，清除沉积物，彻底更换油。④定期检查油质。液压油的污染和物理化学性能有两个主要方面：一是油的物理化学性能，如粘度、闪点、酸度、含水量、抗泡沫试验和防锈试验。二是检查油中杂质颗粒的大小和数量，即油的污染。
（3）油温
油温主要影响油的粘度。油温过低会增加粘度，使吸油困难。油温过高会降低粘度、油质、泄漏、油老化和变质，加速密封件的老化、变质和故障。油箱的油温不得超过60℃，一般液压设备的油量控制在35~60℃工作比较合适。
(4)保持足够的油量
输油量由执行装置的速度决定。因此，油箱的液位应尽可能接近规定范围的上限。特别是在第一次运行时，当液压元件充满油时，必须注意观察油箱的液位高度，使液位接近允许液位的上限。
4 结语
随着催化裂化技术的不断进步和国内外催化裂化新技术、新设备的不断应用，催化裂化装置的规模也越来越大，滑阀直径以及制造技术难度也由此增大。滑阀位置关键，除了具有生产调节作用之外，也是装置自保启动情况下安全停车的关键设备之一，其安全运行性能将对整个装置产生较大的影响。
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