浅谈降低天然气管道干线截断阀室引压管泄漏发生建议措施

陈胜男 杨磊

作者简介：陈胜男（1982-），高级工程师，2005年毕业于辽宁石油化工大学油气储运工程专业，现从事长输天然气管道运行管理工作。杨磊（1988-），工程师，2010年毕业于东北石油大学石油工程专业，现从事长输天然气管道生产运行工作。

摘 要： 为了提高天然气线路的在突发事件情况下的可控性，目前天然气干线截断阀多采用气液联动执行机构。该结构最大的特点是运用管道现有压力气体作为动力源来开关阀门，其优点是功能强大、性能可靠、操作方便、适用性强[1]。某输气管线建设时间早，干线采用Shafer 气液联动阀执行机构，但由于前期设计及施工安装方式等没有明确的标准，导致该条管线在后期实际运行过程中，出现了引压管脱落的情况，根据现场情况运行单位进行了改造，本文对改方案进行了综合描述，并对降低引压管泄漏提出了建议措施。

关键词： 天然气线路;引压管;泄漏;降低措施

【中图分类号】TE832     【文献标识码】A     【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.38.219

1 管线截断阀室基本情况介绍

某输气管线2007年建成投产供气，设计压力6.3MPa，设有干线截断阀室5座，采用埋地全焊接阀门+Shafer 气液联动阀执行机构。该管线建设时间为2006年，气液联动直接机构引压管方式采用从埋地干线直接开孔，全焊接球阀+不锈钢引压管，气液联动执行机构本体引压管直接卡套连接。

2 引压管泄漏情况统计

该管线投产后，管线运行压力前期基本维持在3.0-3.5MPa，根据实际运行需求，2014年12月管线最高运行压力达到5.5MPa。2013年9月巡线队员巡检时发现5#阀室上游的动力引压管和下游的动力引压管的1/2”根部阀都存在外漏现象，考虑到该阀与主管道直接相连，若更换新的阀门需对干线天然气进行放空、泄压后操作，损失大量天然气，而且影响2家下游用户供气，因此采用打卡堵漏处理（图1）。

2014年5月，5#阀室引压管卡套连接处脱落，造成天然气干线阀室阶段，下游用户停输的事件。

2019年7月，3#阀室引压管卡套连接处脱落，因引压管与干线连接处全焊接阀已被挖出，对改阀门关断后，未造成天然气干线停输。

3 引压管改造方案

（1）对原气液联动执行机构引压管埋地部分进行开挖处理，将干线全焊接球阀不在采用埋地的方式，以便紧急情况下可以对干线取压管线进行关断。

（2）对原卡套连接处进行套丝处理，用螺纹连接代替卡套连接，消除引压管卡套脱落风险。使用板牙手动扳手在原来NPT1/2高压引压管的套丝，形成NPT1/2的丝口，在安装NPT1/2 PN10MPa的高压球阀连接丝口，在球阀上安装NPT1/2直通卡套，更换引压管（图2）。

4 引压管常见泄漏原因分析

经过对现场出现引压管泄漏情况进行了统计分析，泄漏的原因是以下几个方面：

（1）卡箍质量问题

大多数卡箍是经过正规厂家购买，且三证齐全。较少数卡箍加工精确度不够，锥形密封垫密封效果不高。

（2）引压管质量问题

大多数引压管经过正规厂家购买，且三证齐全。极少数出现外圆光洁度不够、出现小坑或者轻微变形等。

（3）运输途中损坏

设备都有自己独立的包装，且在运输过程中另外有包装，对设备起到双重保护，设备在运输过程中损伤几乎为零。

（4）后期的使用维护

1）安装完成后在使用过程中因操作不当，造卡箍密封面损伤和卡箍有机械伤。

2）因管道震动使螺纹式连接引发管发生泄漏，发生次数较少。

3）因夏冬季气温交替变化，导致部分螺纹连接引压管发生热胀冷缩，出现渗漏，该情况发生次数较多，但影响较小，多数通过紧固或者重新连接即可修复。

4）重复卸装，压变等设备定期检定，需要对引压管进行拆卸，重复安装过程中易出现安装不到位而渗漏。

（5）选材不合适

1）部分引压管因壁厚高于2mm，在连接过程中因其硬度较大，不容易被挤压成型

3）相连接的两引压管直径相差较多，无法形成有效连接。

（6）施工安装未按要求安装

1）在施工过程中未按照操作要求对设备进行试装，卡套未挤压成型，在压力变化的情况下容易造成脱扣。

2）在安装过程中未进行对正，直接采用扳手将卡套螺帽拧紧，造成卡套承受不合理的应力，且密封不严，容易造成渗漏。

3）引压管弯头在制作过程中距离引压管接头距离较短，导致卡箍连接时存在不合理应力。

4）引压管切割方式不合理，现场施工作业经常采用非专业切割刀进行切割，导致引压管切口不平滑，出现磨边（毛刺），在安装过程中不容易校正，造成连接不到位，密封不严。

5）施工作业期间引压管存在混用，公制单位引压管和英制单位引压管标准尺寸存在细微差别，例，φ12引压管外径为12mm，nptNPT1/2引壓管外径为12.7mm，两种管材混用导致引压管密封不严，此种情况在场站及阀室建设期间出现较多。

6）引压管施工作业前未将引压管两端（易受损伤、磨损、变形部分）切掉（1公分），导致引压管连接后容易发生渗漏。

7）施工期间未合理设置弯头，阀室引压管可能受管线设备下沉影响，产生拉脱应力，致使引压管在管内压力出现波动的时候容易出现脱扣现象。

8）安装选择方式不合理，对一些直径大于20mm、壁厚高于2mm的引压管进行卡套式连接时，不容易被挤压成型，安装不到位。

5 降低引压管泄漏建议措施

（1）合理选材。结合现场实际需求，卡套连接的引压管壁厚尽量低于2.0mm。

（2）正确安装。

1）进行试装。在引压管连接到设备前进行试装，若连接处未被锥形密封面撑大，则需要对引压管头部进行切割或者更换引压管后再进行安装。

2）对正安装。在安装引压管时，将锥形密封面针对引压管，并先手动拧上螺帽，拧动过程中注意手部用力大小，若发现拧动过程较吃力，则可能存在没有正确连接螺帽，需要重新对准连接，最后采用扳手将卡套螺帽拧紧。

3）在引压管安装时，注意将锥形密封面所套的引压管头部插进所连接引压管深度较锥形密封面头部深入至少0.5公分，使引压管连接处形成有效受力。

4）选择合适的引压管连接方式，对不合理引压管连接进行改造。胶日线阀室改造前是NPT1/2的直通卡套，引压管是加厚高压不锈钢管，由于材质太硬，卡套无法挤压成型，容易脱扣，使用板牙手动扳手在原来NPT1/2高压引压管的套丝，形成NPT1/2的丝扣，再安装NPT1/2 PN10mpa的高压球阀连接丝扣。

5）引压管弯头在制作过程中距离引压管接头留有足够距离，防止出现弯头变形附近引起的连接口变形而产生不合理应力。

6）采用专业切割刀及专业弯管器进行引压管切割机弯管作业;引压管施工作业前将引压管两端（易损伤部分）进行切除。

7）施工期间按照各类设备原装引压管进行施工，杜绝公制单位引压管和英制单位引压管混合使用。

8）施工期间合理设置弯头，阀室及场站埋地设备引压管设计、施工过程中，应加装弯头，避免因管道下沉出现引压管拉脱应力。

9）引压管安装过程中，若出现引压管较长的情况，应采取固定引压管的方式，防止引压管在运行过程中因重力产生不合理应用。

参考文献

[1] 汪世军.《Shafer气液联动阀执行机构功能与维护》[J].油气储运.2010. 29（ 4 ）：296-299.