阀门内漏原因分析及完整性保障方案研究

张丽珍(重庆安全技术职业学院，重庆 404100)

0 引言

作为石油、化工等关系国民经济的工业装置系统中不可或缺的流体控制设备之一，工艺阀门有着极其重要的作用，比如流体的通断、介质流速控制、流体工艺参数的调节、事故应急处置保护。随着经济社会的发展，我国阀门生产工业取得了可观的发展，然而受到设计参数、安装条件、工艺参数(温度、压力)、流体杂质等因素的影响，阀门可能会发生泄漏。阀门一旦发生泄漏，轻则改变流体洁净程度影响生产效率[1]，重则导致火灾爆炸事故发生，严重威胁整个石油管道安全生产甚至人员生命，如：造成了2.5万人直接致死，55万人间接致死的印度博帕尔事故；造成2人死亡，3人受伤的安徽久易农业有限公司苯磺隆车间内反应釜底部阀门泄漏爆燃事故，这些事故案例无不在对安全管理人员提出警醒，在实际生产中，企业必须重视阀门安全，必须采取管理手段和技术手段预防阀门泄漏。

阀门泄漏分为外漏和内漏两种形式。外漏主要针对由阀杆的密封填料处、阀体连接处发生故障而引起的泄漏，泄漏流体直接暴露在现场环境中。而内漏是指启闭件与阀体密封处故障引起的泄漏，管道内介质流向阀门下游[1]。针对阀门外漏，虽然可能引发火灾爆炸事故，但其明显的泄漏特征较为容易被巡检人员发现，从而及时采取应急处置措施。阀门内漏时泄漏的流体存在于设备当中，具有一定的隐蔽性，巡检和一般的监测手段较难发现，所以为了保障现场的生产安全，关注阀门内漏具有一定的经济和工程价值。

1 阀门内漏原因分析

1.1 阀门设计缺陷，入场验收不严谨

在实际中，阀门的设计和制造工艺存在问题，阀门安装前应按照规章制度进行外观检验和阀门实验，但是验收人员更关注阀门设计参数、型号和适用条件，以及产品质量证书、检测检验报告等是否齐全，或是注重阀门外观检验，而忽视阀门的阀座、球体、阀瓣制造精度，以及阀门启闭情况方面的检查，忽视了阀门本身存在的缺陷[2]，使阀门刚投入使用就出现质量问题。

1.2 阀门未按照要求严格安装

阀门在安装时，操作人员安全意识不强，存在一定的侥幸心理，违章操作或者违章指挥。在安装过程中只关注阀门法兰密封，忽视启闭件与阀体密封处的完整性，或是对阀门手轮操作时用力过猛等不当操作，会导致阀杆变形破坏密封面发生内漏[2]。

1.3 阀门运行中密封面磨损

阀门密封面是重要组成部分，是保障流体正常运行的重要部件。一旦发生磨损，又长时间运行在高温高压工艺参数下，难免会导致缺损扩大，甚至发生内漏，严重的可能发生火灾爆炸事故。阀门密封面磨损有多方面的原因：(1)有坚硬物质进入阀门中，并附着于阀座或其他重要部件中，操作人员打开或关闭阀门时，坚硬物质划破密封面导致阀门内漏。(2)阀门内部构件的材质、热处理不符合标准，从而导致阀门构件的硬度不能匹配输油气管道的使用要求。而油气管道输送的往往是高温高压流体，阀门长时间受到介质的冲刷，导致阀门密封面发生破坏[3]。

1.4 阀门保养不当或缺少维修

阀门更换以及保养需要一定的时间和经济成本，在实际生产中管理部门保养不当或者未按照规章制度及时维修，导致阀门因为缺乏维护而使其开关构件与阀座抱死，从而阀门启闭困难或者难以操作。同时阀门长时间运行在复杂环境中，受到流体的冲刷，也会有灰尘等杂质，管理人员没有及时清扫或者全面处理，会造成杂质积累，影响阀门正常启用，甚而磨损密封面，产生阀门内漏。另外，维修人员在对阀门进行保养和维护的过程中出现违规操作，或者采用密封脂对阀门管道进行密封，没有及时进行填补[3]。

2 阀门内漏预防措施

阀门内漏需要采取科学、有效的预防手段才能防患于未然，维护企业社会良好声誉，切实保证油气输运正常，保障在场员工的生命安全。

2.1 严把质量关，严格阀门进场和实验

采购人员要选择有资质、信誉好、质量好、精度高的厂家生产的阀门，保证阀门出厂符合国家标准。进场验收人员要严把质量关，检验阀门的外观，关注阀门质量和精度，同时要进行阀门完整性试验，确保进厂的阀门全部符合标准，从源头预防阀门内漏[4]。

2.2 增强责任心，严格阀门安装和施工

注重增强阀门安装人员的安全责任意识，通过安全教育让安装人员认识阀门内漏原因和内漏严重性和事故后果，通过技术培训让安装人员熟练掌握阀门安装操作规程。可以制定职工奖惩制度，督促和警示工人提高安全意识，增强责任心，根据操作规程进行阀门安装[2]。

2.3 全过程阀门质量控制

对阀门运行进行全过程监管和维护，管理部门可以建立阀门完整性安全保障方案，基于信息系统设计对阀门全过程进行安全管理。基于阀门完整性安全保障方案可以使阀门基础信息、运行信息和阀门内漏后续处理全部处于监管之中，能有效预防阀门内漏事故[5]。

2.4 建立阀门技术档案

管理人员应建立阀门技术档案，阀门入场时将阀门尺寸、型号、通径、类型、结构、材料、密封填料等信息进行建档[5]。阀门安装后将安装人员、安装日期、负责人等信息录入档案。阀门运行中将阀门运行工段、运行工艺参数(流体温度、压力、介质相态)、保养记录和维修状态等数据进行档案更新。阀门更换和报废的相关信息同时也录入到档案当中。通过阀门技术档案加强对阀门的全过程质量控制。

3 阀门完整性保障方案

在阀门实际生产和使用中，由于阀门生产厂家规模大小、质量高低不一，使用单位受限于经济实力和时间成本、管理人员技术实力参差不齐等因素影响，我国阀门内漏现象还较为严重，针对于问题阀门的处理方法，专家一般会建议三种处理方法：维修保养、降级使用和更换处理。如果阀门出现非常轻微的损坏，管理人员可以通过加强日常保养、补充填料、增强密封等手段进行处理，类似的阀门在寿命周期内还可以继续服役[1]。如果阀门属于轻微内漏，可以对其进行降级处理，比如可以将阀门更换至常压管道内使用，或者在常开的状态下运行，保证阀门内漏不会威胁油气的正常运输。当阀门处于严重内漏状态时，需要及时更换处理，防患于未然，避免发生事故。

阀门完整性保障方案以企业阀门管理信息数据为基础，设置基本信息、基础数据、运行数据、信息查询、阀门处置、应急管理和系统管理等模块，力争关注到阀门生命整个周期，具体如图1所示。

3.1 基本信息

基本信息模块包括设计单位、生产厂家、采购人员、验收人员和责任人员，一旦阀门出现问题，可以根据此模块信息回溯追源，明确问题出处，设置责任人员主要是为了提升员工的责任意识，全面增强其责任心。

3.2 基础数据

阀门基础数据模块主要涉及阀门本身的信息，基础数据包括：阀门类型、阀门材质、阀门尺寸和阀门编号，其中阀门类型包括通常的闸阀、截止阀、蝶阀、球阀、旋塞阀、止回阀、减压阀、疏水阀等，用户可以根据实际情况进行修改和更新。阀门尺寸包含阀门通径信息，不单独进行设置。基础数据模块基于企业台账管理，在查阅阀门基础数据时，可以根据实际情况对各部分信息进行更改和调整。

3.3 运行数据

阀门运行数据模块包括：运行工段信息、运行工艺参数、运行时长。运行工段为维修人员提供信息支持，方便巡检和维修人员快速查找问题阀门。运行工艺参数包括介质温度、压力、相态等信息，运行时长从阀门投入运行时间开始计算。设置运行数据目的在于关注阀门运行状态，全过程全时段对阀门进行科学管理。

图1 阀门完整性保障方案

3.4 信息查询

阀门信息查询模块主要是方便进行日常维修和保养，主要包括：阀门检测记录、维护历史记录、工艺信息查询和其他信息查询。管理人员可以根据查询阀门的运行信息、阀门检测记录明确阀门运行状态，判断阀门是否发生内漏、内漏的严重程度，也可以查询阀门的维护历史记录，为后续进行科学管理提供参考。工艺信息查询子模块可以提供阀门运行工段的流体温度、压力等参数。

3.5 阀门处置

阀门发生内漏后，管理人员可以根据安全保障模块选择处理方式，安全保障模块主要包括：阀门维修保养、阀门降级处理和阀门更换。在实际中应当如何处理可以根据阀门危险等级进行科学判定，具体如表1所示，阀门危险等级分为四级，I级为灾难性的，阀门已经报废；II级为严重的，阀门发生较大损坏；III级为临界性的，阀门发生较小损坏；IV级为可忽略的，阀门无损坏或者发生非常小的损坏。

对于危险性等级为I级的阀门进行更换，被更换掉的阀门从系统备用库中删除，同时直接报废。对于危险性等级为II级的阀门，可以进行维修的，通知技术人员进行维修保养，继续投入使用，如维修后当前工艺状态不能使用，则存储在阀门备用库中，以备后续降级处理。对于危险性等级为III级的阀门，直接进行更换处理，被更换的阀门信息存储在备用库中，等待降级处理。对于危险性等级为IV级的阀门，属于无损坏，加强监测，继续正常使用即可。

表1 阀门危险等级

3.6 应急管理

应急管理模块包括现场处置、厂级应急、扩大应急。当阀门内漏导致发生事故时，管理部门启动应急管理模块，根据事故严重程度决定启动现场处置方案还是应急预案。

3.7 系统管理

系统管理模块主要为操作人员提供数据维护和系统管理。系统管理模块包括：用户登录、用户设置、数据存储与更新。要为使用人员提供保存与提取、登录和退出服务，防止数据丢失。

4 结语

综上，通过分析诸多事故案例发现，阀门内漏会影响油气管道的正常运输。为及时预防阀门内漏，本文进行了阀门内漏原因分析，提出全过程关注导致阀门内漏因素。为防患于未然，给出阀门内漏预防和控制措施，在此基础上，构建阀门完整性保障方案，此方案共分基本数据、信息查询、安全保障、应急管理和系统管理五个模块，指导工作人员进行阀门管理。后续也可以根据实际增减内容，对提升企业管理效率和有效性具有一定的意义。