输油气管道阀门内漏原因分析与措施
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【摘 要】阀门为油气管道的重要设备之一。阀门为控制介质输送的关键设备。其质量状况直接关系到安全生产。如果阀门存在内漏问题,则存在较大的潜在安全隐患,可能够影响油气运输的安全运行和设备维护维修作业的安全,导致安全生产事故。阀门泄漏会给生产、运行和环境带来危害。结合石油化工管道堆场阀门安装的实践,针对阀门泄漏的原因,提出了解决阀门泄漏的对策和建议。
【关键词】阀门;内漏;原因;判断
1研究背景
阀门泄漏会导致原材料(产品)的浪费,干扰计量和运输,影响工艺流程的正常运行,导致环境污染,导致安全事故。阀门在油气管道运行中起着重要的作用,如切断介质、分配介质流向和调节压力。影响阀门安全生产最常见的问题为泄漏。阀门泄漏的两种情况为外部泄漏(缩写为外漏)和内部泄漏(缩写为内漏)。如不及的时候发现和处理,将产生较大的安全隐患,影响油气运输的安全运行和设备的维修安全。当阀门泄漏的时候,通过现场收听声音并检查是否有明显的介质泄漏,可以直观地找到阀门。也可用可燃气体探测器或检漏液探测器进行检测。在阀门泄漏后,它通常为隐藏的。如果不及的时候发现,很容易发生压力超限、油污染等安全事故。例如,不同介质发生碰撞、罐顶塌落、下游设备无法修复等,后果更加严重。提升阀门的设计、制造和安装质量,避免和减少阀门泄漏,降低更换成本,延长阀门使用寿命,确保阀门安全运行一直为研究和不断改进的问题。
2影響阀门内漏的因素
导致内漏的原因为多方面的,如设计、制造、运输、储存、介质腐蚀、安装施工、运行等,这些因素都会直接或间接导致内漏。特别为在施工安装阶段,阀门密封件的损坏为导致阀门内部泄漏的关键因素。
2.1设计、制造
与国外相比,阀门质量的主要差距在于高端密封材料的选择、研究、开发、设计和制造:第一,耐磨密封材料的选择和密封结构的设计;第二,阀门的制造工艺和加工精度;第三,检验。阀门的质量标准。阀门内漏为我国普遍存在的问题,但其程度不同。我国阀门内部泄漏的主要原因为密封质量差、使用寿命短、运行不灵活以及阀门电气、气动装置不可靠。部分产品相当于20世纪80年代初的国际水平,国内近几年经过技术改进以及制造标准的提升,阀门密封部件的设计和制造质量在不断提升。但一些高温、高压部位构件和关键装置上的阀门依然需要进口,与国外产品仍有差距,主要体现在密封材料的开发选用和结构设计、制造方面:在制造过程中有的阀板和阀门的密封面研磨不到位,未形成完好的密合线;阀杆和关闭件的连接处弯曲,关闭件歪斜或不对称;密封面材质选用不当;有的密封件有斑点、凹坑、划痕、加工质量粗糙,不能够满足精度要求,有的密封件表面光亮,实际上为电镀的,密封件的耐磨性差,阀门质量差,使用寿命短。
2.2建设单位
由于一些施工单位在安装新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。
2.3介质腐蚀
硫化氢为石油和天然气中一种强酸性、无色、有毒的气体。硫化氢溶解在水中形成弱酸。金属腐蚀的形式有电化学腐蚀、氢脆和硫化物应力腐蚀开裂。硫化氢腐蚀会加速非金属材料的老化:阀门用的橡胶密封件在硫化氢环境中使用一段的时候间后,会发生膨胀,失去弹性;浸油石墨和石棉绳上的油会溶解,导致阀密封失效。同时,硫化氢会腐蚀管道阀门的金属。此外,在管道中流动的油中的杂质也可能够对阀门的密封导致磨损。
2.4安装过程
2.4.1储存系数阀不应储存在露天。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。如果不及的时候清洗,会导致阀门生锈,损坏阀门的密封件。
2.4.2施工因素
(1)在管道安装施工中,如果不对阀门两侧进行临的时候保护,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)在车站建设中,如果在阀门附近进行喷砂除锈作业,很容易导致砂粒飞溅到管道和阀门中。如果不及的时候清理,就会留下隐患。在地下管道阀门安装过程中,当天气多云或下雨的时候,管道沟将坍塌,泥、沙和水将很容易进入管道和阀门内部。不采取清洗和移除措施或不完全清洗。
(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)站内管道阀门的安装过程持续数月。当阀门处于自然状态,密封件处于半暴露状态的时候,如果密封件长时间处于打开状态,则很容易进入异物。在无保护状态下,闸阀、截止阀等在安装前应保持关闭,球阀在安装过程中应保持全开,以便有效地保护密封,减少密封损坏。反之,则会破坏阀门的密封面,导致严重的隐患。
2.5运行、维护
现场工作人员的一些违章操作或误操作,导致了阀门的错开、关闭不严不紧、关闭阀门的时候用力过大,开启阀门超过了上死点,甚至有的人怕下次开阀门的时候困难,故意不关紧,导致阀门关闭不到位产生内漏。阀门开启的间隙小或者利用阀门进行节流,且长的时候间开启的时候处于小间隙状态,易产生“汽蚀”,最易导致阀门的内漏。因高压状态介质流速很高,会冲蚀、损伤阀门密封面,阀门投产初期最易发生。任何阀门运行到一定的时候间必须进行定期地清洗、保养和维护。阀门如果不进行清洗、保养和维护,就会导致阀门的失修,致使阀门渗漏。
2.6其他
检验规范和标准偏低。阀门在安装前没有经过压力测试便直接安装。一些单独测试的阀门具有低的采样率,在3%以下(规范的规定检验比例为3%-5%),这样势必导致漏检。 3应对阀门内漏的相关措施及建议
(1)站内管道阀门应进行100%压力试验,采取临的时候密封措施安装管道和阀门,保护管道两端和阀门密封,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)管道的切割、開启应采用“冷切割”工具或机械设备,有利于提升和改善场站管道阀门的安装质量,避免或减少阀门泄漏。
(6)对于阀门需要定期排污。如果长的时候间不排放污水,会导致排污阀的旋塞上的压力过高,很容易导致泄漏。
(7)对于新安装的阀门,如果没有问题,不要在两年内添加润滑脂或密封脂。
(8)对于站内某些长期处于常开或常关状态的阀门,每月最少开关活动阀门一次,并检查阀门是否能够开到位和关到位;在管道进行完清管作业后,站内要加强排污,防止管线内残留的粉尘或固体颗粒杂质对阀门本体导致冲刷划伤损坏。
(9)不要轻易对阀门加注密封脂。密封脂作为一种临时性强制堵漏产品,在某些特殊作业要求下,可以加注到内漏阀门中进行堵漏。但为由于密封脂内含有大量微小颗粒,运动粘度大,注入后会增加开关阀门操作的难度,且每次开关阀门后密封脂都不能够保证再次堵漏密封的效果,需反复加注。因此在日常的维护作业中,我们不提倡使用密封脂。
4总结
球阀作为天然气管道作为天然气管道工业中最普遍、最广泛的基础设备,在整个天然气输送过程中起着举足轻重的作用。作为用户和维护人员,他们不仅要熟悉阀门的基本结构和性能够,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,确保阀门在天然气输送中的可靠运行。
参考文献:
[1]张百麟.阀门泄漏的原因分析及其设计选型的优化[J].石油化工环境保护,2003(2):60-63.
[2]朱喜平.天然气管道球阀的维护及故障排除技术.天然气工业.2005,27(7):102-104.
(作者单位:中国石油天然气股份有限公司青海油田管道输油处)
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