摘 要：閥門是流體管路的控制裝置，在石油管道運(yùn)輸生產(chǎn)過程中發(fā)揮著重要作用。以輸油站場典型閥門設(shè)備節(jié)流閥、球閥、安全閥為研究對(duì)象，對(duì)其失效模式以及原因全面分析，綜合分析了閥門常見泄露故障原因，最后提出了預(yù)防閥門失效有關(guān)措施和建議。從閥門的安裝到運(yùn)行各個(gè)環(huán)節(jié)應(yīng)該做好全過程的養(yǎng)護(hù)，這對(duì)閥門的功能能夠充分的發(fā)揮、保證輸油站場生產(chǎn)的安全性具有積極意義。

　　關(guān)鍵詞：輸油站場;閥門;失效分析;泄漏故障;全過程;養(yǎng)護(hù)措施

　　1 典型閥門設(shè)備失效模式及原因分析

　　1.1 節(jié)流閥失效模式及原因分析節(jié)流閥是通過改變節(jié)流截面或節(jié)流長度以控制流體流量的閥門。節(jié)流閥常采用針形、溝形等類型的閥瓣以控制介質(zhì)流通面積，從而得到確定數(shù)值的壓力或流量。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)研，節(jié)流閥常見有泄露、節(jié)流不準(zhǔn)等失效模式，節(jié)流閥的主要失效模式及其原因見表1。外 部 泄 漏 常 見 于 填 料 箱 和 法 蘭 連 接 部位;內(nèi)部泄露主要由密封面損壞導(dǎo)致;管路中流體所含雜質(zhì)對(duì)閥瓣的磨損、高速流體對(duì)閥瓣的直接沖刷以及流體的局部汽化成泡和氣泡產(chǎn)生爆破沖力產(chǎn)生的汽蝕，都會(huì)導(dǎo)致節(jié)流及調(diào)壓效果不準(zhǔn)。

　　1.2 球閥失效模式及原因分析球閥在輸油管道上主要用于切斷、分配和改變介質(zhì)流動(dòng)方向。球閥是用帶圓形通孔的球體作啟閉件，球體隨閥桿旋轉(zhuǎn)90°，以實(shí)現(xiàn)接通和切斷管道中流體功能 的 閥 門[7-8]。球 閥 失 效 模 式 常 見 于 內(nèi) 漏、外漏、閥桿卡死等現(xiàn)象，開關(guān)型球閥故障原因主要是內(nèi)漏及過力矩，而調(diào)節(jié)型球閥則主要是閥桿填料密封滲漏導(dǎo)致的外漏。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)研，球閥的主要失效模式及其原因見表2。由于腐蝕、沖蝕、含雜質(zhì)等原因給密封面的損傷，從而引起球閥的內(nèi)漏;常見球閥外漏的主要原因是閥桿磨損及填料函的老化;球閥所需力矩與執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出力矩不匹配、管道內(nèi)的雜質(zhì)容易出現(xiàn)過力矩故障。

　　1.3 安全閥失效模式及原因分析　安全閥作為輸油管道的超壓保護(hù)裝置，在管道運(yùn)行中必須滿足準(zhǔn)確開啟、穩(wěn)定泄壓、及時(shí)關(guān)閉、密封可靠的要求。輸油站場內(nèi)常選用彈簧式安全閥，在使用過程中，安全閥失效主要表現(xiàn)在：①腐蝕或銹蝕造成安全閥內(nèi)件粘死，閥門開啟壓力增大甚至不能開啟;②安全閥進(jìn)、出口腔被腐蝕殘物、固化物、聚合物等堵塞，無法開啟;③腐蝕使安全閥彈簧松弛或斷裂，安全閥啟跳后無法關(guān)閉;④彈簧表面被腐蝕引起彈簧變軟導(dǎo)致關(guān)閉力不夠;⑤高壓介質(zhì)腐蝕或沖蝕造成密封面磨損，以及安全閥因頻繁啟跳受沖擊而損壞，造成閥門泄漏。安全閥的主要失效模式及其原因見表3。

　　2 閥門常見泄漏原因綜合分析

　　油氣管道輸送中，閥門泄露控制是站場生產(chǎn)運(yùn)行管理的 重 點(diǎn)[9-10]。閥 門 故 障 多 為 內(nèi) 漏 和 外 漏 等故障。內(nèi)漏包括閥座的泄漏和閥座密封圈的損壞所造成的泄漏，外 漏 包 括 閥 桿 的 泄 漏 和 注 脂 嘴、安 全閥、排污閥連接處的泄漏。內(nèi)漏是運(yùn)行中維修最繁瑣的，也是造成閥桿外漏的主要原因。閥門的外漏極易在閥桿、填料和填料函組成的密封副及其閥蓋、閥蓋墊片和夾緊螺栓組成的密封副發(fā)生，相比之下，閥桿密封副包含動(dòng)密封，因而更難以控制外漏。

　　閥門泄漏的一般原因如下：①制造工藝存在缺陷的閥門密封不嚴(yán)導(dǎo)致介質(zhì)的泄漏，這種故多為滲漏;②一般閥體通過鑄造制造工藝過程容易形成砂眼，砂眼有時(shí) 也 能 導(dǎo) 致 介 質(zhì) 的 泄 漏，一 般 表 現(xiàn) 為 滲漏，滲漏流量較小;③密封填料不嚴(yán)密往往會(huì)造成介質(zhì)在密封填料處泄漏，流量一般較小，主要也表現(xiàn)為滲漏，但流體介質(zhì)通常沿閥桿漏出，直接污染站場環(huán)境;④在閥門的運(yùn)輸、吊裝、安裝過程中造成閥門的密封面損傷，閥門密封不嚴(yán)從而導(dǎo)致閥門泄漏，這種泄漏也表現(xiàn)為小流量的滲漏;⑤閥板或密封面變形造成密封不嚴(yán)引起介質(zhì)的泄漏，一般成滲漏或小流量連續(xù)滴漏;⑥含有固體雜質(zhì)的管路造成閥門關(guān)閉不嚴(yán)引起介質(zhì)泄漏。這種泄漏可能是小流量的滲漏也可能流量較大;⑦閥門的閥桿卡住在某個(gè)位置，使閥門關(guān)閉不嚴(yán)密或閥門無法關(guān)閉，從而造成介質(zhì)泄漏。這樣的泄漏往往流量較大，極易對(duì)輸油站場生產(chǎn)環(huán)境造成嚴(yán)重的安全危害;⑧特別是針對(duì)原油輸送管路，由于其流體介質(zhì)的腐蝕性和高溫的要求，閥門零部件的材料不能滿足時(shí)，導(dǎo)致閥門在生產(chǎn)運(yùn)行中被腐蝕，或在高溫下某些敏感零部件的強(qiáng)度降低或完全破壞，從而導(dǎo)致閥門泄漏，這種泄漏所造成的危害都很嚴(yán)重。

　　3 預(yù)防措施

　　為了提高閥門的運(yùn)行效率，減少故障的發(fā)生幾率，在閥門應(yīng)用之前，做好預(yù)防性養(yǎng)護(hù)，并且進(jìn)行壓力測試檢查，做好運(yùn)輸、安裝等環(huán)節(jié)全過程的保護(hù)措施[11]。閥門 運(yùn) 行 過 程 中，應(yīng)提升工作人員技能水平，規(guī)范運(yùn)行操作。定期對(duì)閥門進(jìn)行保養(yǎng)，做好維護(hù)措施，提高運(yùn)行效率，為輸油站場各項(xiàng)設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行創(chuàng)造有利的條件[12]。

　　3.1 安裝前的維護(hù)和檢查

　　3.1.1 閥體和閥腔內(nèi)異物排查。對(duì)閥門閥芯、齒輪箱、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、注脂嘴潤滑油注入量檢查，清除閥腔內(nèi)部異物(焊渣、鐵屑等)。在安裝前不僅要關(guān)注閥門內(nèi)通道及閥芯內(nèi)外的油膜保護(hù)狀況，而且還對(duì)注脂嘴、放空閥、泄壓閥、排污閥等附屬部件進(jìn)行全面的潤滑油維護(hù)檢查。閥門安裝后，水試壓或吹掃過程中可能將雜物帶到閥座處，造成對(duì)閥座密封的損傷。通過現(xiàn)場目視檢查閥座處有無墊隔物，球閥在出廠吹掃時(shí)會(huì)遺留金屬屑，卡在閥座上將在開啟時(shí)對(duì)閥座造成損傷，應(yīng)注意閥座后溝槽嵌入雜物是否過多，會(huì)發(fā)生閥門“抱死”現(xiàn)象。

　　3.1.2 閥門操作力矩檢查。檢查是否存在墊隔物卡阻現(xiàn)象;檢查執(zhí)行器有無銹蝕導(dǎo)致操作力矩增加;閥桿與密封填料的摩擦阻力是否過大。

　　3.2 規(guī)范運(yùn)行操作嚴(yán)格按照閥門制造廠家提出操作要求操作，編寫閥 門 的 操 作 規(guī) 程，規(guī) 范 實(shí) 際 操 作。操 作 中，通 過聽、聞、看、摸等發(fā)現(xiàn)的異�，F(xiàn)象要認(rèn)真分析原因，自己能解決的應(yīng)及時(shí)消除，需要修理工解決的，自己不要勉強(qiáng)湊合，以免延誤修理時(shí)機(jī)。運(yùn)行中的閥門，閥件應(yīng)齊全、完好。法蘭和支架上的螺栓不可缺少，螺紋應(yīng)完好無損，不允許有松動(dòng)現(xiàn)象。在運(yùn) 行 中 的 閥 門 上 不 允 許 敲 打、支 撐 重 物。對(duì)于長期不動(dòng)作的閥門應(yīng)定期開關(guān)操作，減少閥門卡阻的可能性。填料壓蓋不允許歪斜，不宜壓得過緊，在沒有保護(hù)措施的條 件 下，不能隨便帶壓更換或添加填料。對(duì)雨雪、風(fēng)沙、灰塵等污物沾染環(huán)境中的閥門，其閥桿要安裝保護(hù)罩。

　　3.3 定期維護(hù)保養(yǎng)保持閥門外部和活動(dòng)部位的清潔，保護(hù)閥門油漆的完整。閥門表面及其活動(dòng)部件容易沾染灰塵、油污及介質(zhì)殘漬等污物，對(duì)閥門產(chǎn)生磨損和腐蝕，應(yīng)把閥門及其他設(shè)備的清潔列為輸油站場生產(chǎn)管理的周期性工作。閥門的灰塵應(yīng)用毛刷清掃，閥門的油污和介質(zhì)殘漬等污物用洗滌油擦拭直到閥門加工面、裝配面顯出金屬光澤，油漆顯出亮色。保持閥門的潤滑。閥門梯形螺紋、閥桿 螺 母 與支架滑動(dòng)部位，軸承部位、齒輪和蝸輪蝸桿的嚙合部位以及其他配合活動(dòng)部位都需要良好的潤滑條件，減少相互間的摩擦，避免相互磨損。保持閥件的齊全、完好。法蘭和支架的 螺 栓 應(yīng)齊全、滿扣，不允許有松動(dòng)現(xiàn)象。保持電動(dòng)裝置的日常維護(hù)。電動(dòng)裝置密封應(yīng)良好，各密封面、點(diǎn)應(yīng)完整牢固、嚴(yán)密、無泄漏。電動(dòng)裝置應(yīng)潤滑良好，按規(guī)定期限加油，閥桿螺母加潤滑脂保養(yǎng)。

　　4 結(jié)束語

　　綜上所述，在油氣輸運(yùn)生產(chǎn)中閥門失效是不容忽視的問題，它對(duì)輸油站場生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性、安全性、以及節(jié)能環(huán)保有重大的影響。輸油站場典型閥門設(shè)備節(jié)流閥、球閥、安全閥各失效模式及失效影響根據(jù)其內(nèi)部結(jié)構(gòu)及功能都不盡相同。有效解決閥門泄漏問題，可以很大程度上滿足安全生產(chǎn)的要求，大幅度減少跑冒滴漏所造成的環(huán)境污染以及帶來的安全風(fēng)險(xiǎn)。從閥門的安裝到運(yùn)行各個(gè)環(huán)節(jié)應(yīng)該做好全過程的養(yǎng)護(hù)措施，這對(duì)于提高閥門在輸油站場的使用管理水平有著十分重要的意義。

　　[參考文獻(xiàn)]

　　[1] 黃亮 亮，姚 安 林，魏 沁 汝.基 于 RBI與 多 米 諾效應(yīng)的輸氣站場設(shè)備定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng) 價(jià)[J].中 國安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù)，2014，10(5)：90～94.

　　[2] 金承堯.石化裝置在役安全閥的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)和風(fēng)險(xiǎn)管理[D].南京：南京工業(yè)大學(xué)，2004.

　　[3] 黃燕，周密，黃衛(wèi)星，等.閥門故障分析及其分類[J].閥門，2007，35(6)：41～44.

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