输油气管道阀门内漏的原因及防范策略初探

发表时间:2021/7/5   来源:《工程建设标准化》2021年3月第5期   作者:高健
[导读] 油气阀门为我国油气运输管道的重要保护设备之一
        高健
        核工业工程研究设计有限公司 北京市顺义区 101300
        摘要:油气阀门为我国油气运输管道的重要保护设备之一。阀门作为一种控制流体介质流动输送的重要关键设备,其产品质量安全状况直接影响着安全质量生产。如果油气阀门安装存在管道内漏油的问题,会影响我国油气产品运输的安全正常运行和油气设备正常维护以及维修施工作业的安全。阀门泄漏常常会给人的生产、运行和生活环境带来很大危害。结合我国石油化工行业管道现场专用阀门施工安装的实践,针对阀门安装泄漏的主要原因,提出了关于解决现场阀门安装泄漏的具体对策。
        关键词:阀门;内漏;原因;判断
        阀门泄漏问题会直接导致工业原材料(包括产品)的严重浪费,干扰工艺计量和物料运输,影响工艺流程的正常运行,导致工业环境污染,造成重大安全事故。阀门在各种油气运输管道中的运行中,通常起着重要的控制作用,如自动切断压力介质、分配控制介质压力流向和自动调节介质压力。影响工业阀门安全工业生产最常见的安全问题为阀门泄漏。
        一、影响阀门内漏的因素
        导致介质外漏的主要原因客观往往是多方面的,如产品设计、制造、运输、储存、介质中的腐蚀、安装以及施工、运行等,这些客观因素往往都会直接或间接影响导致内水外漏。特别在现场施工以及安装进行阶段,阀门内部密封件的异常损坏,是直接导致安装阀门内部部件泄漏的重要关键因素。
        1、设计、制造
        与国外企业相比,阀门产品质量的主要技术差距体现在于各种高端应用密封材料的开发选择、研究、设计和生产制造;第一,耐磨高端密封材料的开发选择和高端密封材料结构的研究设计;第二,阀门的设计制造安装工艺和生产加工过程精度;第三,检验阀门的各项质量标准。阀门内漏为目前普遍存在的泄漏问题,但其危害程度不同。我国工业阀门内部部件泄漏的主要形成原因表现为阀门密封部件质量差、使用寿命短、运行不灵活以及阀门电气、气动控制装置不可靠。部分公司产品达到相当于0世纪80年代初的各种国际先进水平,国内近几年经过生产技术不断改进以及生产制造工艺标准的不断提升,阀门成套密封件零部件的研发设计和生产制造工艺质量在不断得到提升。
        2、建设单位
        由于一些施工单位在安装阀门之前不需要压力测试,并且只需要少量的抽样检查,所以很容易导致漏检。新阀不排除个别和局部缺陷,新的阀门不保证100%的合格。
        3、介质腐蚀
        硫化氢为中国石油和化工天然气中一种强烈弱酸性、无色、有毒的有机气体。硫化氢在被溶解在水中时会形成弱酸。金属腐蚀的几种形式最常有的是电化学金属腐蚀、氢脆和金属硫化物间的应力化学腐蚀以及开裂。硫化氢盐的腐蚀状况将直接加速阀门非金属材料的快速老化:整个阀门所用的金属橡胶条和密封件在硫化氢腐蚀环境或长时间使用后会突然迅速膨胀,失去原有的弹性;同时,浸泡在油中的石墨和粘在石棉绳上的活性油脂也会迅速溶解,导致整个阀门和密封失效。同时,硫化钠会直接腐蚀管壁和阀门上的某些金属。[1]
        4、安装过程
        (1)阀门不应储存在露天场地。一般阀门供应商或大多数施工单位购买的阀门的存储和储存效率很低,而且大多数都储存在露天。一旦阀门遇到雨水或浸入水中,它会导致异物,如泥土和沙子进入阀门。如果不及时清洗,会导致阀门生锈,损坏阀门的密封件。
        (2)施工因素
        ①在管道安装施工中,如果不对阀门两侧进行临时保护,雨水、灰尘、泥浆和杂物将进入阀门,阀门内壁会受到腐蚀。在安装之前,阀门没有检查(修理)或测试,或者在修理之后没有采取保护措施。
        ②在地铁车站管道建设中,如果在阀门附近没有进行管道喷砂防水除锈施工作业,很容易就会导致生锈砂粒直接飞溅到排水管道和排气阀门中。如果不进行清理,就可能会给其留下很多隐患。在地下管道排水阀门设计安装使用过程中,当天气出现多云或连续下雨的情况时候,管道的水沟将发生坍塌,泥、沙等将很容易直接进入地上管道和地下阀门内部。


        ③在工艺系统供水、压力测试、清洗和干燥的后续过程中,可以消除管道和阀门中的异物。由于管道和阀门的管件存在死角,不可能够完全消除这些死角,给生产带来隐患。
        ④站内地下管道排水阀门的维护安装操作过程一般持续数月。当一个阀门不能处于完全自然关闭状态,密封件不能处于半暴露关闭状态的时候,如果阀门密封件长时间不能处于完全关闭状态,则很容易产生进入阀内异物。在无完全保护球阀状态下,闸阀、截止阀等在正常安装前,应始终保持关闭,球阀在正常安装操作过程中,应始终保持全开,以便有效地加强保护闸阀密封,减少了对密封件的损坏。反之,则可能会严重破坏下水阀门的整体密封面,导致严重的安全隐患。
        5、运行、维护
        现场部分工作人员违章操作或操作失误,导致阀门错开,关闭不严,关闭阀门时用力过大,阀门开启时间超过阀体上的死点,甚至有工作人员担心下一次阀门很难开闭,所以他们故意不关,结果整个阀门的开闭操作不到位,导致阀门内漏。
        长时间开启时,间隙小或短,长时间开启时间隙大。当阀门长时间开启时,处于小间隙节流状态,容易直接产生“气穴”,极易导致阀门泄漏。因为在高压工作状态下,在介质中的流速很高,会容易冲蚀、损伤整个阀门的密封面,阀门在投产初期最易发生事故。任何阀门日常运行在达到一定的程度时,必须对其进行定期定次地清洗、保养和维护。阀门如果不及时进行阀门清洗、保养和日常维护,就可能会直接导致整个阀门的长期失修,致使整个阀门发生渗漏。
        二、对阀门管道内漏的各种相关预防措施及技术建议
        1、站外管道底阀两端应定期进行100%压力密封试验。必要时采取完整的密封保护措施。设置站内管道及底阀,保护站内管道阀门及底阀两端,实现“清洁施工”。
        2、加大现场清洁施工措施的成本。
        3、提升阀门检验和压力试验的比值,管道焊接采用100%氢弧焊底焊工艺。
        4、对于大型阀门的安装,建议采用力矩扳手或液压紧固机械进行法兰螺栓的安装和紧固,以避免法兰垫圈和螺栓在安装和紧固过程中由于过大的力对密封件导致损坏。
        5、专用管道的安装切割、开启操作应尽量采用“冷切割”机械工具或其他机械设备,有利于技术提升和不断改善工业场站专用管道给水阀门的维护安装操作质量,避免或大大减少管道阀门质量泄漏。
        6、对于阀门需要定期排污。如果长时间不排放污水,会导致排污阀的旋塞上的压力过高,很容易导致泄漏。
        7、对于新设计安装的排水阀门,如果密封没有出现问题,不要在两年内重新添加密封润滑脂或添加密封润滑脂。
        8、不要轻易对排气阀门内部加注任何密封剂油脂。密封件树脂材料作为一种临时性的可强制使用堵漏材料产品,在某些特殊施工作业条件要求下,可以直接加注材料到管道内漏管或阀门中用以进行强制堵漏。[2]
        但由于密封脂中含有大量细小的油脂颗粒,且在运动过程中粘度较高,会大大增加各开关阀、堵阀密封后密封操作的运动难度,各开关阀、堵阀后注入密封的油脂,可能无法实现其运行效果,保证了回注堵漏阀的密封性,因此需要重复注入。因此,在日常的产品维护工作中,不再鼓励用户使用任何密封纸。
        结束语:阀门作为管道工业中最普遍、最广泛的基础设备,在油气输送过程中起着举足轻重的作用。作为用户和维护人员,不仅要熟悉阀门的基本结构和性能,还要在实践中不断总结经验,掌握常见阀门故障的处理方法,确保阀门在输送中的可靠运行。
        参考文献:
        [1]王维斌,党娜,朱子东,魏义昕.长输天然气管道阀门内漏在线检测技术试验研究[J].管道技术与设备,2018 , No.152 (04) :29-30+56
        [2]郁斌.汨罗站进出站球阀内漏原因分析及应对错谁[J].石油规划设计,2016 (3) :30-33
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