输油站场密封点管理技术研究

赵 涛

（国家管网集团东部原油储运有限公司，江苏徐州 221008）

0 引言

输油站场是管输系统重要组成部分，承担着增压、分输、计量等重要任务。其密封点具有布置复杂，形式多样等特点。管理上主要包括动密封点和静密封点，各种机电设备连续活动（旋转和往复）的两个偶（耦）合件之间的密封属于动密封点，如泵机械密封等；两个没有相对运动的耦合件之间的密封属于静密封，如法兰、阀门、管线盲板等。提高密封技术水平对设备的长周期安全运行很重要。因此，加强工艺介质密封点的泄漏管理，控制泄漏风险，对保障人员和设备安全、保护环境十分必要。

1 泵机组动密封点的管理研究

据统计，我国石化企业中，泵的故障停机绝大多数是由于机械密封的损坏而引起的。机械密封的日常管理已经有很多成熟手段，如加强巡检、观测泄漏量等。结合工作实际，以下几点应得到重视。

1.1 做好机械密封安装质量的管理

1.1.1 机械密封安装前须进行试压

（1）新生产的集装式机械密封出厂前，厂家都会做静压试验，即试压，试压合格方可出厂。虽然出厂的机械密封都有严密的包装，但无法避免运输和搬运过程中发生碰撞、颠簸等情况，会导致动环或静环破损，从而导致机械密封主密封失效。

（2）一些作为储备件的机械密封如果在库房存放时间过久，机械密封内部二次密封（O 形圈）会发生老化，弹簧长期处于压缩状态导致疲劳损坏，最终导致备件失效。

（3）部分具有维修价值的旧密封，通过“以修代买”的方式，维修和利用旧的机械密封，可以节省大量的采购费用。但修复后的机械密封必须进行试压，以确定其性能是否良好。

现场安装前若不对机械密封试压，安装出现问题后需要返工，有时甚至延误管道运行。因此，维修单位应具备机械密封试压装备和能力，并且按照GB/T 14211—2010《机械密封试验方法》的要求进行试压。

1.1.2 安装机械密封过程需严格管理

要高质量地安装机械密封，必须重点把握安装精度和装配技术。安装前必须先锁紧密封锁紧片，并且避免杂质进入密封腔或密封冲洗管路。泵机组在运行前应排空密封腔内气体，保持密封冲洗管路畅通。密封的安装方式要遵循集装式密封的形式，保证静环与轴线的垂直度，不能损坏研磨面，严格按照操作规程进行安装。密封的安装精度也非常关键，安装精度决定了运行的可靠性，安装时要注意密封定位及泵轴、联轴器的调整等。

1.1.3 控制弹簧压缩量与动、静环密封圈紧度

输油泵机械密封弹簧压缩量应严格控制，弹簧压缩量过大或过小都会影响输油泵机组运转，当压缩量过大时，会增大摩擦副的损耗，甚至可能造成机械密封瞬间失效，当压缩量过小时，动环密封圈无法调节，会导致输油泵泄漏。

动环密封圈不宜过紧或过松，过紧的情况下会加大密封圈与轴套摩擦，造成动环密封失效，同时当输油工况变动时，动环移动调整不到位，会导致机械密封效果下降，最终造成输油泵泄漏。静环密封圈可以适当紧固，但应适度，如果过紧安装后会发生变形，影响密封效果，同时拆卸过程会更加困难，容易造成损坏。因此，安装机械密封过程应注意控制弹簧压缩量以及动、静环密封圈紧度。

1.2 做好关键节点机械密封运行的监护

在管道有清管作业时和上游有封堵作业期间，必须加强巡检和监护。清管球会将上游的泥沙等杂质集聚性地推挤到站内管网，封堵作业砌筑的含泥沙黄油墙，这些都带有大量的泥沙类杂质，一旦作业完成恢复输送时，这些杂质会随原油进入下游站内工艺管网。目前站内使用的泵前和收球过滤器，无法完全将这些泥沙等细小杂质过滤，最终这些泥沙杂质会进入泵体，也会进入冲洗管路。机械密封之所以能起作用是因为机械密封端面间存在着液膜，这些杂质极易造成机封冲洗管堵塞、机封温度升高，从而破坏液膜，影响密封效果。因此，在清管作业和封堵作业时间段内，巡检要重点关注机封冲洗管路温度、机封温度以及机封状态，发现异常立即处理。有条件时，应事先清理泵前过滤器，将过滤器原油杂质清空，清洁过滤器的过滤网，以减少杂质对机封的影响。

1.3 减少变频泵机组的振动

变频泵机组可以根据输量调节转速，从而节约电能。变频泵机组运行过程需要确保泵调速后的转速不得与其临界转速接近、重合，否则将产生强烈的共振，从而导致机组破坏。一般认为，转子工作转速进入其临界转速的20%范围时，即可导致转子发生共振。因此，在日常生产中要注意观察变频转速和不同转速下的振动数值，避免转速进入临界共振范围，降低振动，防止机械密封因振动过大发生泄漏。

2 阀门密封点的管理研究

2.1 推行法兰螺栓标准化定力矩紧固管控

输油站场管道大量使用螺栓法兰连接，法兰连接装配看似简单，实际却非常复杂，尤其是管道高压力密闭输送产生的冲击可能转化为对法兰的复杂载荷。存在的风险主要有垫片失效、内压作用下法兰的偏转以及连接接头的松弛。

2.2 防止法兰泄漏必须强化法兰装配过程的管理

法兰紧固是装配过程最关键的环节。研究表明，85%的法兰泄漏问题是由于不正确的螺栓力造成的。在法兰连接装配的过程中，应杜绝人工敲击的方式，这种方式无法确保足够的螺栓预紧力。应推行使用扭矩法，包括手动扭矩扳手、液压扳手、电动扭矩扳手等，无反作用力臂扭矩拉伸法以及拉伸法。

螺栓扭矩值的计算公式：

式中 K——螺母系数，一般比μn 大0.04

D——螺栓公称直径，mm

F——目标螺栓力，N

在紧固顺序上也可参考ASME PCC-1—2013《压力边界螺栓法兰连接安装指南》给出的多种替代传统方法的螺栓紧固方法，包括使用多个工具同时对螺栓进行紧固，可以提高连接装配质量、提高连接装配工作效率。

2.3 对关键位置法兰螺栓定期进行载荷检测

螺栓预紧力的显著下降是连接失效的关键指标，动态载荷作用下，连接预紧力会出现松弛，导致结构动态特性的时变。松动初期预紧力下降幅度较小，但随着松动的进行，残余预紧力会迅速下降，导致螺栓连接松动失效。

在日常巡检和维护时，建议定期采用超声波螺栓载荷测量仪对关键位置法兰的螺栓进行载荷检测，确保其载荷有效。螺栓载荷不足应及时紧固，损坏的螺栓应立即更换。

2.4 加强对阀门阀杆的保护

输油站库部分设备运行多年，在长期振动、沉降等因素作用下，阀门可能发生重心偏移，这种情况下，电动执行机构和减速机构将会有部分重力作用于阀杆，操作过猛使螺纹损伤，缺乏润滑或润滑剂失效，表面光洁度不够，配合公差不准，咬得过紧，阀杆螺母倾斜。轻者阀杆垂直度变化，造成阀杆卡涩、表面刮伤、开关费力（图1）。光杆部位的直径应一致，相对等性公差超过原设计公差的50%者，应进行修理。当电装和减速箱重心偏移过大时，长时间会造成丝杠变形（图2）。

图1 阀杆刮伤

图2 丝杠变形弯曲

因此，日常巡检除观察阀杆有无渗漏外，还应定期观察阀门整体是否重心偏移。如有，应及时调整重心，避免阀杆损伤，最终导致阀门动密封点泄漏。此外，对于明杆阀门，需定期对阀杆表面涂抹润滑脂，定期对阀杆丝杠进行润滑保养，定期开关阀门是很好的维护方式。

2.5 提高阀杆耐磨性

阀杆在开关动作过程中会与填料发生摩擦，对于经常开关动作的阀杆，易导致磨损，因此需要提升阀杆的耐磨水平，可以通过在阀杆表面喷涂耐磨金属、热处理等措施提升阀门耐磨性，另外选择合适的填料也能减少阀杆磨损，从而增强阀门密封性。

3 措施和建议

综合以上分析，做好站场动静密封点的维护，需要从3 个方面加强管理。

（1）要有细致的技术措施。工艺上，设备的各项运行参数（压力、温度、流量等）不能超过安全限值运行。制定巡检作业指导书，详细规定每处密封点巡检的重点和参数范围，在设备巡检中，应对参数进行监控和分析，防止运行参数超过设定限值。

（2）采用各种先进监测手段。可采用机械密封在线监测、超声波螺栓载荷检测、可燃气体检测仪与检漏液相结合的技术手段定期监测，与设备实际相结合，做好预测性判断，避免事后维修，并做好相关记录。

（3）提升工艺、检修人员能力。提升巡检人员发现问题的能力和责任心，及时发现异常，检修人员必须严格按照标准规范和操作规程的要求实施检修，检修人员应当进行专业化培训，检修过程严格按照规定流程操作，当需要变更操作流程时需要向领导请示，并做好相应预防措施。对于现有检修人员，应当定期培训，考核，夯实检修相关知识，锤炼检修技能，阶段性检验成果，督促检修人员掌握新技术，新方法。

输油站场密封点维护工作是长期的过程，泄漏不可避免，做好泄漏的现场处置预案，更好地解决站场生产运行中所出现的各种应急事件，需要不断地完善总结好的经验方法，并推广应用到工作实际中去，从而更好地服务于输油生产。