輸油氣管道閥門內(nèi)漏原因分析與措施

胡炎興 蘇繼祖 顧喜堃 馬云 王洋 李銀燕

【摘 要】閥門為油氣管道的重要設(shè)備之一。閥門為控制介質(zhì)輸送的關(guān)鍵設(shè)備。其質(zhì)量狀況直接關(guān)系到安全生產(chǎn)。如果閥門存在內(nèi)漏問(wèn)題，則存在較大的潛在安全隱患，可能夠影響油氣運(yùn)輸?shù)陌踩\(yùn)行和設(shè)備維護(hù)維修作業(yè)的安全，導(dǎo)致安全生產(chǎn)事故。閥門泄漏會(huì)給生產(chǎn)、運(yùn)行和環(huán)境帶來(lái)危害。結(jié)合石油化工管道堆場(chǎng)閥門安裝的實(shí)踐，針對(duì)閥門泄漏的原因，提出了解決閥門泄漏的對(duì)策和建議。

【關(guān)鍵詞】閥門；內(nèi)漏；原因；判斷

1研究背景

閥門泄漏會(huì)導(dǎo)致原材料（產(chǎn)品）的浪費(fèi)，干擾計(jì)量和運(yùn)輸，影響工藝流程的正常運(yùn)行，導(dǎo)致環(huán)境污染，導(dǎo)致安全事故。閥門在油氣管道運(yùn)行中起著重要的作用，如切斷介質(zhì)、分配介質(zhì)流向和調(diào)節(jié)壓力。影響閥門安全生產(chǎn)最常見(jiàn)的問(wèn)題為泄漏。閥門泄漏的兩種情況為外部泄漏（縮寫(xiě)為外漏）和內(nèi)部泄漏（縮寫(xiě)為內(nèi)漏）。如不及的時(shí)候發(fā)現(xiàn)和處理，將產(chǎn)生較大的安全隱患，影響油氣運(yùn)輸?shù)陌踩\(yùn)行和設(shè)備的維修安全。當(dāng)閥門泄漏的時(shí)候，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)收聽(tīng)聲音并檢查是否有明顯的介質(zhì)泄漏，可以直觀地找到閥門。也可用可燃?xì)怏w探測(cè)器或檢漏液探測(cè)器進(jìn)行檢測(cè)。在閥門泄漏后，它通常為隱藏的。如果不及的時(shí)候發(fā)現(xiàn)，很容易發(fā)生壓力超限、油污染等安全事故。例如，不同介質(zhì)發(fā)生碰撞、罐頂塌落、下游設(shè)備無(wú)法修復(fù)等，后果更加嚴(yán)重。提升閥門的設(shè)計(jì)、制造和安裝質(zhì)量，避免和減少閥門泄漏，降低更換成本，延長(zhǎng)閥門使用壽命，確保閥門安全運(yùn)行一直為研究和不斷改進(jìn)的問(wèn)題。

2影響閥門內(nèi)漏的因素

導(dǎo)致內(nèi)漏的原因?yàn)槎喾矫娴模缭O(shè)計(jì)、制造、運(yùn)輸、儲(chǔ)存、介質(zhì)腐蝕、安裝施工、運(yùn)行等，這些因素都會(huì)直接或間接導(dǎo)致內(nèi)漏。特別為在施工安裝階段，閥門密封件的損壞為導(dǎo)致閥門內(nèi)部泄漏的關(guān)鍵因素。

2.1設(shè)計(jì)、制造

與國(guó)外相比，閥門質(zhì)量的主要差距在于高端密封材料的選擇、研究、開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)和制造：第一，耐磨密封材料的選擇和密封結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)；第二，閥門的制造工藝和加工精度；第三，檢驗(yàn)。閥門的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。閥門內(nèi)漏為我國(guó)普遍存在的問(wèn)題，但其程度不同。我國(guó)閥門內(nèi)部泄漏的主要原因?yàn)槊芊赓|(zhì)量差、使用壽命短、運(yùn)行不靈活以及閥門電氣、氣動(dòng)裝置不可靠。部分產(chǎn)品相當(dāng)于20世紀(jì)80年代初的國(guó)際水平，國(guó)內(nèi)近幾年經(jīng)過(guò)技術(shù)改進(jìn)以及制造標(biāo)準(zhǔn)的提升，閥門密封部件的設(shè)計(jì)和制造質(zhì)量在不斷提升。但一些高溫、高壓部位構(gòu)件和關(guān)鍵裝置上的閥門依然需要進(jìn)口，與國(guó)外產(chǎn)品仍有差距，主要體現(xiàn)在密封材料的開(kāi)發(fā)選用和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、制造方面：在制造過(guò)程中有的閥板和閥門的密封面研磨不到位，未形成完好的密合線；閥桿和關(guān)閉件的連接處彎曲，關(guān)閉件歪斜或不對(duì)稱；密封面材質(zhì)選用不當(dāng)；有的密封件有斑點(diǎn)、凹坑、劃痕、加工質(zhì)量粗糙，不能夠滿足精度要求，有的密封件表面光亮，實(shí)際上為電鍍的，密封件的耐磨性差，閥門質(zhì)量差，使用壽命短。

2.2建設(shè)單位

由于一些施工單位在安裝新閥門之前不需要壓力測(cè)試，并且只需要少量的抽樣檢查，所以很容易導(dǎo)致漏檢。新閥不排除個(gè)別和局部缺陷，新的閥門不保證100%的合格。

2.3介質(zhì)腐蝕

硫化氫為石油和天然氣中一種強(qiáng)酸性、無(wú)色、有毒的氣體。硫化氫溶解在水中形成弱酸。金屬腐蝕的形式有電化學(xué)腐蝕、氫脆和硫化物應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂。硫化氫腐蝕會(huì)加速非金屬材料的老化：閥門用的橡膠密封件在硫化氫環(huán)境中使用一段的時(shí)候間后，會(huì)發(fā)生膨脹，失去彈性；浸油石墨和石棉繩上的油會(huì)溶解，導(dǎo)致閥密封失效。同時(shí)，硫化氫會(huì)腐蝕管道閥門的金屬。此外，在管道中流動(dòng)的油中的雜質(zhì)也可能夠?qū)﹂y門的密封導(dǎo)致磨損。

2.4安裝過(guò)程

2.4.1儲(chǔ)存系數(shù)閥不應(yīng)儲(chǔ)存在露天。一般閥門供應(yīng)商或大多數(shù)施工單位購(gòu)買的閥門的存儲(chǔ)和儲(chǔ)存效率很低，而且大多數(shù)都儲(chǔ)存在露天。一旦閥門遇到雨水或浸入水中，它會(huì)導(dǎo)致異物，如泥土和沙子進(jìn)入閥門。如果不及的時(shí)候清洗，會(huì)導(dǎo)致閥門生銹，損壞閥門的密封件。

2.4.2施工因素

（1）在管道安裝施工中，如果不對(duì)閥門兩側(cè)進(jìn)行臨的時(shí)候保護(hù)，雨水、灰塵、泥漿和雜物將進(jìn)入閥門，閥門內(nèi)壁會(huì)受到腐蝕。在安裝之前，閥門沒(méi)有檢查（修理）或測(cè)試，或者在修理之后沒(méi)有采取保護(hù)措施。

（2）在車站建設(shè)中，如果在閥門附近進(jìn)行噴砂除銹作業(yè)，很容易導(dǎo)致砂粒飛濺到管道和閥門中。如果不及的時(shí)候清理，就會(huì)留下隱患。在地下管道閥門安裝過(guò)程中，當(dāng)天氣多云或下雨的時(shí)候，管道溝將坍塌，泥、沙和水將很容易進(jìn)入管道和閥門內(nèi)部。不采取清洗和移除措施或不完全清洗。

（3）在工藝系統(tǒng)供水、壓力測(cè)試、清洗和干燥的后續(xù)過(guò)程中，可以消除管道和閥門中的異物。由于管道和閥門的管件存在死角，不可能夠完全消除這些死角，給生產(chǎn)帶來(lái)隱患。

（4）站內(nèi)管道閥門的安裝過(guò)程持續(xù)數(shù)月。當(dāng)閥門處于自然狀態(tài)，密封件處于半暴露狀態(tài)的時(shí)候，如果密封件長(zhǎng)時(shí)間處于打開(kāi)狀態(tài)，則很容易進(jìn)入異物。在無(wú)保護(hù)狀態(tài)下，閘閥、截止閥等在安裝前應(yīng)保持關(guān)閉，球閥在安裝過(guò)程中應(yīng)保持全開(kāi)，以便有效地保護(hù)密封，減少密封損壞。反之，則會(huì)破壞閥門的密封面，導(dǎo)致嚴(yán)重的隱患。

2.5運(yùn)行、維護(hù)

現(xiàn)場(chǎng)工作人員的一些違章操作或誤操作，導(dǎo)致了閥門的錯(cuò)開(kāi)、關(guān)閉不嚴(yán)不緊、關(guān)閉閥門的時(shí)候用力過(guò)大，開(kāi)啟閥門超過(guò)了上死點(diǎn)，甚至有的人怕下次開(kāi)閥門的時(shí)候困難，故意不關(guān)緊，導(dǎo)致閥門關(guān)閉不到位產(chǎn)生內(nèi)漏。閥門開(kāi)啟的間隙小或者利用閥門進(jìn)行節(jié)流，且長(zhǎng)的時(shí)候間開(kāi)啟的時(shí)候處于小間隙狀態(tài)，易產(chǎn)生“汽蝕”，最易導(dǎo)致閥門的內(nèi)漏。因高壓狀態(tài)介質(zhì)流速很高，會(huì)沖蝕、損傷閥門密封面，閥門投產(chǎn)初期最易發(fā)生。任何閥門運(yùn)行到一定的時(shí)候間必須進(jìn)行定期地清洗、保養(yǎng)和維護(hù)。閥門如果不進(jìn)行清洗、保養(yǎng)和維護(hù)，就會(huì)導(dǎo)致閥門的失修，致使閥門滲漏。

2.6其他

檢驗(yàn)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)偏低。閥門在安裝前沒(méi)有經(jīng)過(guò)壓力測(cè)試便直接安裝。一些單獨(dú)測(cè)試的閥門具有低的采樣率，在3%以下（規(guī)范的規(guī)定檢驗(yàn)比例為3%-5%），這樣勢(shì)必導(dǎo)致漏檢。

3應(yīng)對(duì)閥門內(nèi)漏的相關(guān)措施及建議

（1）站內(nèi)管道閥門應(yīng)進(jìn)行100%壓力試驗(yàn)，采取臨的時(shí)候密封措施安裝管道和閥門，保護(hù)管道兩端和閥門密封，實(shí)現(xiàn)“清潔施工”。

（2）加大現(xiàn)場(chǎng)清潔施工措施的成本。

（3）提升閥門檢驗(yàn)和壓力試驗(yàn)的比值，管道焊接采用100%氫弧焊底焊工藝。

（4）對(duì)于大型閥門的安裝，建議采用力矩扳手或液壓緊固機(jī)械進(jìn)行法蘭螺栓的安裝和緊固，以避免法蘭墊圈和螺栓在安裝和緊固過(guò)程中由于過(guò)大的力對(duì)密封件導(dǎo)致?lián)p壞。

（5）管道的切割、開(kāi)啟應(yīng)采用“冷切割”工具或機(jī)械設(shè)備，有利于提升和改善場(chǎng)站管道閥門的安裝質(zhì)量，避免或減少閥門泄漏。

（6）對(duì)于閥門需要定期排污。如果長(zhǎng)的時(shí)候間不排放污水，會(huì)導(dǎo)致排污閥的旋塞上的壓力過(guò)高，很容易導(dǎo)致泄漏。

（7）對(duì)于新安裝的閥門，如果沒(méi)有問(wèn)題，不要在兩年內(nèi)添加潤(rùn)滑脂或密封脂。

（8）對(duì)于站內(nèi)某些長(zhǎng)期處于常開(kāi)或常關(guān)狀態(tài)的閥門，每月最少開(kāi)關(guān)活動(dòng)閥門一次，并檢查閥門是否能夠開(kāi)到位和關(guān)到位；在管道進(jìn)行完清管作業(yè)后，站內(nèi)要加強(qiáng)排污，防止管線內(nèi)殘留的粉塵或固體顆粒雜質(zhì)對(duì)閥門本體導(dǎo)致沖刷劃傷損壞。

（9）不要輕易對(duì)閥門加注密封脂。密封脂作為一種臨時(shí)性強(qiáng)制堵漏產(chǎn)品，在某些特殊作業(yè)要求下，可以加注到內(nèi)漏閥門中進(jìn)行堵漏。但為由于密封脂內(nèi)含有大量微小顆粒，運(yùn)動(dòng)粘度大，注入后會(huì)增加開(kāi)關(guān)閥門操作的難度，且每次開(kāi)關(guān)閥門后密封脂都不能夠保證再次堵漏密封的效果，需反復(fù)加注。因此在日常的維護(hù)作業(yè)中，我們不提倡使用密封脂。

4總結(jié)

球閥作為天然氣管道作為天然氣管道工業(yè)中最普遍、最廣泛的基礎(chǔ)設(shè)備，在整個(gè)天然氣輸送過(guò)程中起著舉足輕重的作用。作為用戶和維護(hù)人員，他們不僅要熟悉閥門的基本結(jié)構(gòu)和性能夠，還要在實(shí)踐中不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，掌握常見(jiàn)閥門故障的處理方法，確保閥門在天然氣輸送中的可靠運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1]張百麟.閥門泄漏的原因分析及其設(shè)計(jì)選型的優(yōu)化[J].石油化工環(huán)境保護(hù)，2003（2）：60-63.

[2]朱喜平.天然氣管道球閥的維護(hù)及故障排除技術(shù).天然氣工業(yè).2005，27（7）：102-104.

（作者單位：中國(guó)石油天然氣股份有限公司青海油田管道輸油處）