ביחידות הידרוגנציה, הe שסתומי שער אוביט loהממוקמים ביציאה של מדחסים הדדיים הם התקני בקרה קריטיים. כשלים בשסתומים אלה מובילים לעתים קרובות למחזורי רכש ארוכים של חלקי חילוף מיובאים ועלויות גבוהות, המשפיעות ישירות על הפעולה היציבה לטווח ארוך של היחידה. עבור כשלים נפוצים כגון "שיבוש" ו"שבר" בשסתומים מיובאים אלו, שיפוץ ביתי בשילוב עם שדרוגי חומרים הוא לרוב הפתרון היעיל ביותר. הניתוח הבא מבוסס על מקרה כשל טיפוסי, המפרט את גורמי השורש ואסטרטגיות התיקון.
1. רקע תקלה ותופעה
אם ניקח לדוגמא שסתום שער אורביט ביציאה של מדחס חוזר ביחידת הידרוגנציה, הכשל התרחש במהלך-שלב העלאת העומס של הפעלת היחידה. שסתום הבטיחות במוצא השלב השני- התרומם לפתע, מה שאילץ כיבוי. סקירה של מגמות הלחץ ההיסטוריות אישרה עליית לחץ חריגה ביציאה- של השלב השני. בשילוב עם האינדיקציה החריגה של מחוון מיקום גזע השסתום לפני התקרית, נקבע מראש שהשסתום לא נפתח, מה שגרם ללחץ יתר במערכת.
לאחר פירוק ובדיקת השסתום הפגום, נצפה נזק מכני משמעותי:
גזע מסלול הכדור הפגין סדקים, קצוות כתושים ושריטות כבדות.
אזור המגע בין פיר ההובלה למסילה הראה דפורמציה.
המשטח הפנימי של תותב המדריך הראה חריגה חמורה וריקודים.
באופן קריטי ביותר, סיכת הגבעול התנתקה.
ניתוח ספקטרלי ובדיקות קשיות אישרו שהחומר של הרכיבים הפגומים עומד במפרטי ה-SS410 המקוריים, ושולל פגמים בחומרי הגלם.
2. ניתוח סיבת השורש
שסתום השער של Orbit פועל על ידי הרמת הגזע, תוך שימוש באינטראקציה בין סיכת ההכוונה במכסה המנוע והמסילה על הגבעול כדי להשיג את תנועת ה"הרמה-ו-סיבוב של הכדור. בהתבסס על ממצאי הפירוק ותנאי ההפעלה, הכשל יוחס לשלושה גורמים עיקריים: בעיות הרכבה מכנית, קורוזיה בינונית והתפרקות מימן.
הרכבה מכנית ובלאי
בדיקה של סימני העיוות על מסילת גזע הזיז גילתה שפין המדריך לא החליק בצורה חלקה בתוך החריץ הסליל, במיוחד נתקע בחלקים המעוקלים. חסימה זו הגבילה את הסיבוב הרגיל, והובילה לבלאי מסלול ועיוות ברכיבה תכופה על אופניים. יתר על כן, שברים של סיכת החזקה השבורה נתקעו בין גזע הזיז והתותב, מה שהגדיל באופן משמעותי את מומנט ההפעלה. תחת סופרפוזיציה של מתחים מכניים מרובים, הגבעול נשבר בנקודה של ריכוז הלחץ הגבוה ביותר.
קורוזיה יון כלוריד
השסתום פועל במהירות של 13.0 MPa עם תווך המכיל פחמימנים ועקבות כלורידים. ניתוח של זיהומי בוצה ממוצא המדחס הראה תכולת יוני כלוריד גבוהה של 3.10%. למרות שלנירוסטה מרטנסיטית SS410 יש עמידות מסוימת בפני כלורידים, ריכוזים גבוהים יכולים להרוס את סרט הפסיבציה, לקדם פיתולים וקורוזיה של חרקים. קורוזיה לטווח ארוך- הפחיתה את החתך והחוזק האפקטיבי של הרכיבים.
שברי מימן ושבר סיכה
בסביבת לחץ חלקי מימן גבוה, אטומי מימן מתפזרים לתוך הפלדה ומצטברים, וגורמים להתפרקות מימן, המאופיינת בגמישות מופחתת וקשיחות. בעוד שלחומר סיכת הגבעול (SUH660) יש עמידות טובה בפני קורוזיה במתח, השילוב של שבירות המימן והמומנט הגבוה שנגרם על ידי חסימה מכנית הפך את הפין לרגיש מאוד לשבר שביר כאשר מומנט ההפעלה הידני חורג מהגבול הקריטי.
3. תכנית שיפוץ ושדרוג חומרים
בהתייחס לסיבות השורש, אסטרטגיית השיפוץ התמקדה ב"שיקום ממדי, חיזוק מקומי ואופטימיזציה מבנית", עם דגש ספציפי על שדרוגי חומרים עבור חלקים פגיעים.
חיפוי לייזר לרכיבי מפתח
כדי לשפר את עמידות הבלאי ולמנוע עיוות, הוצגה טכנולוגיית חיפוי לייזר.
גזע מסלול כדור:אזור המסלול הסלילי היה מצופה בסגסוגת Stellite 12 על בסיס SS410. Stellite 12 מציע קשיות גבוהה (HRC 45-50) ועמידות בפני שחיקה מעולה, עמיד ביעילות בפני עיוות מסלול.
סיכת מדריך:הסיכה הייתה מצופה בסגסוגת Stellite 6 על בסיס SS410. Stellite 6 מציע קשיחות טובה יותר ועמידות בפני זעזועים תרמיים, מה שהופך אותו לאידיאלי עבור זוגות חיכוך.
במקביל, תותב ההובלה ופין השמירה עברו עיבוד-מחדש כדי להבטיח התאמה מדויקת.
שינוי מקומי של מערכת האיטום
אטם מכסה המנוע המקורי היה חלק מיובא-בהתאמה אישית,-דק במיוחד עם זמן אספקה ארוך. לאחר חישוב שולי החוזק, משטח האיטום של מכסה המנוע עבר במכונה כדי ליצור חריץ סטנדרטי עבור אטם מרוכב שן של גל גרפיט-. שינוי זה פתר את בעיית האיטום והשיג הסתפקות עצמית- בחלקי חילוף. בנוסף, חלק האריזה הוחלף באריזת גרפיט גמישה מקומית המקבילה ל-GP-6 המיובאת.
4. תוצאות תפעוליות ומסקנה
לאחר שיפוץ, השסתום עבר בדיקת לחץ והותקן מחדש. תרגול שטח הצביע על כך ששסתום השער המשופר של Orbit פעל בצורה חלקה עם ביצועי איטום מצוינים. עד כה, השסתום נמצא בפעילות יציבה כבר שלוש שנים ללא תקלות חוזרות.
מקרה זה מדגים כי עבור שסתומי שער מיובאים של Orbit המתמודדים עם תנאי הפעלה דומים, שיפוץ ביתי ושדרוגי חומרים באמצעות טכנולוגיות הנדסת משטח כמו חיפוי לייזר יכולים לא רק לפתור אתגרי רכישת חלקי חילוף אלא גם להאריך באופן משמעותי את חיי השירות של השסתומים בסביבות קשות המכילות מימן וכלוריד-. לפתרון זה יש ערך קידום מכירות גבוה לתחזוקת שסתומים ביחידות דומות.
