天然气输配系统阀门内漏原因分析及应对
2015-04-07张永锋
李 波 张永锋
(陕西省天然气股份有限公司 西安)
一、阀门密封概述
阀门的泄漏分为外漏和内漏两类;其中启闭件与阀座密封面、接触处泄漏叫做内漏,即当阀门处于关闭状态时管路中仍有介质的流通,也就是通常所说的关不严,它将影响阀门截断介质的能力。对于截断阀类来说,内漏是不允许的。填料与阀杆和填料函的结合处以及阀体中法兰的连接处泄漏叫做外漏,即介质从阀内泄漏到阀体外。外漏会造成输送介质损失,污染环境,严重时还会造成事故。对于易燃易爆、有毒或有放射的介质,外漏更是不能允许的,因而阀门必须具有可靠的密封性能。
虽然阀门的性能指标要求不能有泄漏,但实际应用中,由于工况条件,操作方式以及介质的不同,阀门在线发生泄漏的概率较高,主要体现阀门的内部泄漏,给输气场站设备检修和维护保养工作造成了极大的安全隐患。
二、内漏原因分析
1.阀门本身缺陷分析
阀门本身缺陷造成内漏的事例屡见不鲜,主要体现在制造工艺不尽合理,使得阀门密封不严而导致介质泄漏,多为渗漏或小流量连续排放。
(1)制造加工精度不够或者未能达到设计要求,使得阀门控制件(球体、阀瓣)和密封件结合处产生泄露。
(2)阀门装配未完全按照技术要求进行,出厂前压力和泄漏量试验不符合国家标准,形成阀门使用初期的内漏。
(3)阀门阀座材料和密封件材料材质不符合天然气阀门密封的要求也是形成阀门内漏的重要原因。
2.阀门施工安装分析
(1)阀门安装时未按照设计施工,改变阀门安装位置以及安装方式,造成阀门使用工况和接触介质的改变,造成阀门内漏。
(2)阀门安装时没有确认介质流动方向,对有控制方向限制的阀门进行反向安装,造成阀门无法体现工艺作用和阀芯严重冲蚀,影响阀门的密封性能,造成内漏。
(3)阀门在施工运输过程中受到不当外力损伤,造成诸如阀杆弯曲、阀体损伤、密封件松动等也是原因之一。
3.运行和操作分析
(1)新的燃气管网投入运行或者在用管线检修,碰口连头作业后,管道系统吹扫不彻底,残留焊渣对球体表面的碰撞及对阀座划伤造成阀门内漏
(2)在现场工艺操作中,非节流类阀门开关不到位,会产生内漏;节流类阀门选型不当,阀门常用开度与阀门最佳开度不符,形成气蚀,也会造成内漏。
(3)对阀门结构了解不清,对阀座材料的性能以及有效使用周期不明确,未按要求定期更换阀门密封材料或更换的阀门密封材料选型不对,重新装配不合理,造成阀门内漏。
(4)在使用中,对阀门在工艺管线的作用和工作原理缺乏了解,将截止阀用作节流,也是造成内漏的原因之一。
三、内漏的危害
阀门外漏引发事故较多,不仅影响安全生产,而且对环境造成的危害较大,人们对阀门外漏已经相当重视,监测技术和手段也很成熟,但是在用阀门的内漏一般较难发现,但是却对工艺设备的安全运行有着重大的影响,易造成突发的恶性事故,如某些火灾和中毒事故都是由阀门内漏引起的。
(1)阀门的内漏缺少有效的检测手段,多是靠操作者的经验和感官,从而增加了对安全生产的不可控性。
(2)阀门的内漏会对操作和检修设备以及干线的连续作业造成风险。
(3)阀门的内漏会对工艺运行和调整造成影响。
四、防止阀门内漏的应对措施
(1)严把质量关,消除阀门本体缺陷隐患。解决阀门本体缺陷带来的内漏,主要依靠阀门生产厂家,在阀门设计、制造等方面精益求精,从材质的选取到出厂的检验都能严格执行国家标准,生产出高质量的合格阀门产品。为防止和减少阀门质量缺陷在生产使用过程中造成危害,在使用前要严格检查阀门质量,先试压检验,发现问题必须及时更换,以减少存在质量缺陷阀门的使用率,选用高质量合格的阀门。
(2)阀门安装做到按图施工,规范施工。在施工过程中,要严格按照施工图纸安装,对工艺管线和阀门的的作用,以及介质的流向都要确认;对阀门的安装方向,安装方式都要进行逐一确认;在施工过程中对阀门设备的装卸要轻拿轻放,严禁野蛮施工造成阀门的损坏,影响系统投运和使用。
(3)运行和使用严格执行操作规程。在阀门投入运行后,运行和操作人员必须对阀门的原理、性能、操作方法以及用途进行掌握,投运前必须对管道进行彻底的吹扫,操作人员必须严格执行操作规程,严禁违章、违规操作、野蛮操作阀门,做好对阀门的日常保养,是阀门工作在最佳状态。
(4)建立阀门技术档案。对阀门结构、阀座材料、密封材料型号、规格、材质等进行建档。详细记载阀座材料、密封材料的使用更换周期,根据阀门投入运行的先后顺序建立保养周期,变故障后保养为预防性保养,变被动为主动,以确保燃气系统各类阀门的安全运行。
(5)在线内漏消除。如果在线阀门已经发生内漏,球阀、旋塞阀、闸板阀我们可以采取先注清洗液清洗,后加注密封脂的方法缓解和消除漏点,必要时可以注入特氟龙颗粒,保证完全密封;对于节流、截止阀我们可以更换阀座密封垫片和清理密封面夹渣进行处理,达到密封效果。
五、结语
通过对燃气输配系统阀门的内漏,从设计制造,安装施工,运行操作3方面进行了分析,从5个方面提出应对措施。无论内漏量的大小,都会给安全生产带来了诸多隐患。阀门的内漏原因尽管是多方面的,可以从选型、施工安装、运行操作管理3方面采取防范措施,尽量减少阀门内漏的概率,更好的为安全生产服务。