輸油站場密封點管理技術研究

趙 濤

（國家管網集團東部原油儲運有限公司，江蘇徐州 221008）

0 引言

輸油站場是管輸系統重要組成部分，承擔著增壓、分輸、計量等重要任務。其密封點具有布置復雜，形式多樣等特點。管理上主要包括動密封點和靜密封點，各種機電設備連續活動（旋轉和往復）的兩個偶（耦）合件之間的密封屬于動密封點，如泵機械密封等；兩個沒有相對運動的耦合件之間的密封屬于靜密封，如法蘭、閥門、管線盲板等。提高密封技術水平對設備的長周期安全運行很重要。因此，加強工藝介質密封點的泄漏管理，控制泄漏風險，對保障人員和設備安全、保護環境十分必要。

1 泵機組動密封點的管理研究

據統計，我國石化企業中，泵的故障停機絕大多數是由于機械密封的損壞而引起的。機械密封的日常管理已經有很多成熟手段，如加強巡檢、觀測泄漏量等。結合工作實際，以下幾點應得到重視。

1.1 做好機械密封安裝質量的管理

1.1.1 機械密封安裝前須進行試壓

（1）新生產的集裝式機械密封出廠前，廠家都會做靜壓試驗，即試壓，試壓合格方可出廠。雖然出廠的機械密封都有嚴密的包裝，但無法避免運輸和搬運過程中發生碰撞、顛簸等情況，會導致動環或靜環破損，從而導致機械密封主密封失效。

（2）一些作為儲備件的機械密封如果在庫房存放時間過久，機械密封內部二次密封（O 形圈）會發生老化，彈簧長期處于壓縮狀態導致疲勞損壞，最終導致備件失效。

（3）部分具有維修價值的舊密封，通過“以修代買”的方式，維修和利用舊的機械密封，可以節省大量的采購費用。但修復后的機械密封必須進行試壓，以確定其性能是否良好。

現場安裝前若不對機械密封試壓，安裝出現問題后需要返工，有時甚至延誤管道運行。因此，維修單位應具備機械密封試壓裝備和能力，并且按照GB/T 14211—2010《機械密封試驗方法》的要求進行試壓。

1.1.2 安裝機械密封過程需嚴格管理

要高質量地安裝機械密封，必須重點把握安裝精度和裝配技術。安裝前必須先鎖緊密封鎖緊片，并且避免雜質進入密封腔或密封沖洗管路。泵機組在運行前應排空密封腔內氣體，保持密封沖洗管路暢通。密封的安裝方式要遵循集裝式密封的形式，保證靜環與軸線的垂直度，不能損壞研磨面，嚴格按照操作規程進行安裝。密封的安裝精度也非常關鍵，安裝精度決定了運行的可靠性，安裝時要注意密封定位及泵軸、聯軸器的調整等。

1.1.3 控制彈簧壓縮量與動、靜環密封圈緊度

輸油泵機械密封彈簧壓縮量應嚴格控制，彈簧壓縮量過大或過小都會影響輸油泵機組運轉，當壓縮量過大時，會增大摩擦副的損耗，甚至可能造成機械密封瞬間失效，當壓縮量過小時，動環密封圈無法調節，會導致輸油泵泄漏。

動環密封圈不宜過緊或過松，過緊的情況下會加大密封圈與軸套摩擦，造成動環密封失效，同時當輸油工況變動時，動環移動調整不到位，會導致機械密封效果下降，最終造成輸油泵泄漏。靜環密封圈可以適當緊固，但應適度，如果過緊安裝后會發生變形，影響密封效果，同時拆卸過程會更加困難，容易造成損壞。因此，安裝機械密封過程應注意控制彈簧壓縮量以及動、靜環密封圈緊度。

1.2 做好關鍵節點機械密封運行的監護

在管道有清管作業時和上游有封堵作業期間，必須加強巡檢和監護。清管球會將上游的泥沙等雜質集聚性地推擠到站內管網，封堵作業砌筑的含泥沙黃油墻，這些都帶有大量的泥沙類雜質，一旦作業完成恢復輸送時，這些雜質會隨原油進入下游站內工藝管網。目前站內使用的泵前和收球過濾器，無法完全將這些泥沙等細小雜質過濾，最終這些泥沙雜質會進入泵體，也會進入沖洗管路。機械密封之所以能起作用是因為機械密封端面間存在著液膜，這些雜質極易造成機封沖洗管堵塞、機封溫度升高，從而破壞液膜，影響密封效果。因此，在清管作業和封堵作業時間段內，巡檢要重點關注機封沖洗管路溫度、機封溫度以及機封狀態，發現異常立即處理。有條件時，應事先清理泵前過濾器，將過濾器原油雜質清空，清潔過濾器的過濾網，以減少雜質對機封的影響。

1.3 減少變頻泵機組的振動

變頻泵機組可以根據輸量調節轉速，從而節約電能。變頻泵機組運行過程需要確保泵調速后的轉速不得與其臨界轉速接近、重合，否則將產生強烈的共振，從而導致機組破壞。一般認為，轉子工作轉速進入其臨界轉速的20%范圍時，即可導致轉子發生共振。因此，在日常生產中要注意觀察變頻轉速和不同轉速下的振動數值，避免轉速進入臨界共振范圍，降低振動，防止機械密封因振動過大發生泄漏。

2 閥門密封點的管理研究

2.1 推行法蘭螺栓標準化定力矩緊固管控

輸油站場管道大量使用螺栓法蘭連接，法蘭連接裝配看似簡單，實際卻非常復雜，尤其是管道高壓力密閉輸送產生的沖擊可能轉化為對法蘭的復雜載荷。存在的風險主要有墊片失效、內壓作用下法蘭的偏轉以及連接接頭的松弛。

2.2 防止法蘭泄漏必須強化法蘭裝配過程的管理

法蘭緊固是裝配過程最關鍵的環節。研究表明，85%的法蘭泄漏問題是由于不正確的螺栓力造成的。在法蘭連接裝配的過程中，應杜絕人工敲擊的方式，這種方式無法確保足夠的螺栓預緊力。應推行使用扭矩法，包括手動扭矩扳手、液壓扳手、電動扭矩扳手等，無反作用力臂扭矩拉伸法以及拉伸法。

螺栓扭矩值的計算公式：

式中 K——螺母系數，一般比μn 大0.04

D——螺栓公稱直徑，mm

F——目標螺栓力，N

在緊固順序上也可參考ASME PCC-1—2013《壓力邊界螺栓法蘭連接安裝指南》給出的多種替代傳統方法的螺栓緊固方法，包括使用多個工具同時對螺栓進行緊固，可以提高連接裝配質量、提高連接裝配工作效率。

2.3 對關鍵位置法蘭螺栓定期進行載荷檢測

螺栓預緊力的顯著下降是連接失效的關鍵指標，動態載荷作用下，連接預緊力會出現松弛，導致結構動態特性的時變。松動初期預緊力下降幅度較小，但隨著松動的進行，殘余預緊力會迅速下降，導致螺栓連接松動失效。

在日常巡檢和維護時，建議定期采用超聲波螺栓載荷測量儀對關鍵位置法蘭的螺栓進行載荷檢測，確保其載荷有效。螺栓載荷不足應及時緊固，損壞的螺栓應立即更換。

2.4 加強對閥門閥桿的保護

輸油站庫部分設備運行多年，在長期振動、沉降等因素作用下，閥門可能發生重心偏移，這種情況下，電動執行機構和減速機構將會有部分重力作用于閥桿，操作過猛使螺紋損傷，缺乏潤滑或潤滑劑失效，表面光潔度不夠，配合公差不準，咬得過緊，閥桿螺母傾斜。輕者閥桿垂直度變化，造成閥桿卡澀、表面刮傷、開關費力（圖1）。光桿部位的直徑應一致，相對等性公差超過原設計公差的50%者，應進行修理。當電裝和減速箱重心偏移過大時，長時間會造成絲杠變形（圖2）。

圖1 閥桿刮傷

圖2 絲杠變形彎曲

因此，日常巡檢除觀察閥桿有無滲漏外，還應定期觀察閥門整體是否重心偏移。如有，應及時調整重心，避免閥桿損傷，最終導致閥門動密封點泄漏。此外，對于明桿閥門，需定期對閥桿表面涂抹潤滑脂，定期對閥桿絲杠進行潤滑保養，定期開關閥門是很好的維護方式。

2.5 提高閥桿耐磨性

閥桿在開關動作過程中會與填料發生摩擦，對于經常開關動作的閥桿，易導致磨損，因此需要提升閥桿的耐磨水平，可以通過在閥桿表面噴涂耐磨金屬、熱處理等措施提升閥門耐磨性，另外選擇合適的填料也能減少閥桿磨損，從而增強閥門密封性。

3 措施和建議

綜合以上分析，做好站場動靜密封點的維護，需要從3 個方面加強管理。

（1）要有細致的技術措施。工藝上，設備的各項運行參數（壓力、溫度、流量等）不能超過安全限值運行。制定巡檢作業指導書，詳細規定每處密封點巡檢的重點和參數范圍，在設備巡檢中，應對參數進行監控和分析，防止運行參數超過設定限值。

（2）采用各種先進監測手段。可采用機械密封在線監測、超聲波螺栓載荷檢測、可燃氣體檢測儀與檢漏液相結合的技術手段定期監測，與設備實際相結合，做好預測性判斷，避免事后維修，并做好相關記錄。

（3）提升工藝、檢修人員能力。提升巡檢人員發現問題的能力和責任心，及時發現異常，檢修人員必須嚴格按照標準規范和操作規程的要求實施檢修，檢修人員應當進行專業化培訓，檢修過程嚴格按照規定流程操作，當需要變更操作流程時需要向領導請示，并做好相應預防措施。對于現有檢修人員，應當定期培訓，考核，夯實檢修相關知識，錘煉檢修技能，階段性檢驗成果，督促檢修人員掌握新技術，新方法。

輸油站場密封點維護工作是長期的過程，泄漏不可避免，做好泄漏的現場處置預案，更好地解決站場生產運行中所出現的各種應急事件，需要不斷地完善總結好的經驗方法，并推廣應用到工作實際中去，從而更好地服務于輸油生產。