法兰阀门安装及检修保养管理探讨

2023-03-19梁超于建华陈林罗丙阳赵守伟

化工管理 2023年16期

梁超，于建华，陈林，罗丙阳，赵守伟

（海洋石油工程股份有限公司，天津 300457）

0 引言

随着工业化不断提高，石油化工装置遍布陆地和海上，装置内或装置间物料的存储和运输大多通过设备、阀门和管道系统完成。其中阀门是用来控制管道系统内介质运动的重要管道部件，也是控制管道介质流动以及控制设备管道内流动的其他介质（液体、气体、粉末）的流通方向或者流体静止方向而能够手动或自动调节改变其压力流速等的重要控制部件。根据管道系统内介质流动需求的变化，来控制阀门的开、关、方向，使被输送介质达到运动、停止的要求或改变介质流量大小、调节被输送介质压力大小等要求，常用于管道的中间位置及末端位置。按工艺生产技术要求为了使制造、运输、安装、维修方便，绝大多数石油化工设备都采用可拆卸的连接结构。由阀体、阀盖、阀座、启闭附件、驱动控制机构、密封填料和连接紧固件组件组成。阀门驱动方式可以任意选择，传动的方法有手动、气动、液动、电动、电气联合及电液联合驱动和电气联合驱动方法等等；可以实现在受气压、温度变化和信号传输等各种外部物理形式的共同影响下，按照预先设定好的条件动作。阀门的连接、密封、拆卸等优越性，使阀门成为石油化工等生产装置的主要连接件，阀门的管理成为装置建造中一项重要工作[1]。

1 阀门存储与运输

1.1 阀门的分类及存储

阀门的种类繁多，而且不断有适用性强，结构简单、材料新颖、用途广泛的阀门开发；按构成材质，连接形式，驱动方式，公称压力，阀门的作用及分类可以分为多种方法。如金属阀门和非金属阀门，金属阀门长时间存储前要涂抹润滑脂，存储空间要干燥，以防生锈。其中不锈钢等有色金属阀门，可以使用缓冲材料包裹，装木箱包装，注意密封面一定要垫上缓冲材料，防止磕碰。如果是碳钢阀门，需要做防锈保护，使用气相防锈材料包裹，同时使用缓冲材料，再装木箱。每个阀门要单独存放，因为不同材质和批号的金属材料，接触存放会因为电化学效应而加快腐蚀生锈。非金属阀门一般用于防腐的场合，其自身不会生锈，但应防止机械损伤变形。

1.2 阀门的运输

（1）阀门运输时，首先需要对阀门的法兰面进行保护，在密封面上涂抹润滑油脂，以防止锈蚀，影像密封效果，再使用塑料垫板或木板进行封堵。（2）阀门运输时，要使用条形方木或软包塑料泡沫等包扎牢固，外形包装完好，每个阀门要单独包装，尤其是非金属阀门更要防止磕碰、挤压、机械损伤变形等，避免影响阀门的密封效果。（3）阀门运输时，有色金属阀门、金属阀门及非金属阀门要分开包装、运输，避免材料之间的相互接触，引起化学反应，造成阀门之间的污染。

2 阀门安装

2.1 阀门安装的一般规定及安装注意事项

（1）有方向要求的阀门，外壳上标有方向标志，安装时与图纸介质方向保持一致。（2）安装水平方向的阀门时，阀杆及手轮不准朝下安装，以避免仰脸操作。（3）阀门竖直安装时，当阀门中心高于1.8 m 以上时，需设操作平台，集中布置。（4）多个阀门并列竖直安装时，阀门中心线距离地面要尽量要求在一个高度上，且阀门手轮之间的净距最小不低于100 mm。（5）埋地敷设阀门时，阀门安装处应做井室处理，在地下不能直接安装明杆阀门，要对阀杆加以保护，防止锈蚀。（6）大型阀门吊装时，索具应系在阀体吊点上，不准系在阀杆或手轮上。较小的阀门运输和安装时应轻拿轻放，防止磕坏。

2.2 阀门安装使用前的强度试验和严密性试验

（1）阀门试验时应从每批相同阀门中抽取，数量不得低于10%,数量较少时，最少于抽取一个进行试验。对于安装在主干管上起切断作用的闭路阀门，应逐个作严密性及强度试验[2]。（2）阀门的严密性试验旨在测试阀门中内部结构及密封面、外部阀盖与密封垫以及填料作密封程度的检验，严密性试验压力为公称压力的1.1 倍。（3）阀门的强度试验旨在测试阀体材质承受压力能力的试验，阀门强度试验压力的大小为公称压力的1.5 倍。

2.3 按图施工

（1）阀门安装前，对阀门的位号、磅级等级、规格尺寸、连接形式等应进行详细核对，确保阀门符合设计使用要求，与图纸保持一致。对有方向要求的阀门如：截止阀、单向阀、调节阀应按设计图纸要求查看管道系统介质流向，其压盖螺栓应留有一定的距离，保证调节尺寸。（2）阀门安装之前应仔细检查法兰面水纹线的完整性，没有损坏磕碰想象，且打到关闭状态在进行安装。阀门安装时，其阀头手柄或手轮的安装方向应考虑到操作方便、维修方便及人员的安全通行等要求。

2.4 工具和设备管理

（1）阀门的安装设备、工具、机具等要符合项目质量要求。（2）液压扭矩设备和工具要在规定的周期内进行检定，检定周期最长是1 年，手动力矩扳手常为一个月，液压扭矩扳手一般三个月，需进行检定。

2.5 人员资质和培训

（1）所有人应学习掌握各种阀门特点，功能，适用范围，保护措施、安装拆卸等相关程序，工具设备的使用程序及方法，阀门安装完成后的验收方法。（2）所有人员必须培训考核合格才能上岗工作。

2.6 阀门连接

（1）阀门装配前，要保证法兰面水纹线完好、无损坏、磕碰等。（2）阀门连接时，阀门法兰和管线法兰在没有外力作用下径向两个法兰面平行和轴向同轴同中心设置。如果使用外力拆卸阀门，相关工作人员要在连接前进行应力计算，符合工艺技术要求后再进行安装连接。（3）选择符合设计文件要求的螺栓和垫片，安装过程中，螺母可以自由穿过法兰孔并在螺钉上旋转。拧紧螺母后，螺纹应漏出2 至3 个扣为宜。（4）按相关规定要求在螺栓上涂抹润滑脂，以防止锈蚀。（5）按设计文件要求规定选择相应的螺栓紧固的扭矩值。（6）阀门螺栓扭矩的紧固顺序以对角顺时针方向用阿拉伯数字进行标记，分三步进行紧固，将第一步扭矩调节至螺栓最大扭矩的1/3 用于紧固，将第二步扭矩调节至螺栓最大扭矩的2/3 用于紧固，将第三步扭矩调节至螺栓最大扭矩的100%用于紧固。拧紧时及时检查阀门法兰缝隙。如果法兰面之间的缝隙不均匀，及时进行调整[3]。（7）在螺栓紧固完成之后，进行管理挂牌，依据验收规范要求由专职检验人员确认签字进行质量验收。

2.7 阀门螺栓拉伸

大管径的阀门，螺栓预连接后需要通过专业螺栓拉伸器进行拉伸，保证连接的可靠性和紧密性。当前比较先进的预拉伸技术就是使用液压拉伸器预紧螺栓。

2.7.1 螺栓拉伸器的特点

（1）螺栓拉伸器利用液压原理产生拉力对螺栓直接拉长，无扭转剪切力和侧向应力，对法兰和螺母之间的接触面不产生摩擦损伤，是使用过程中对螺栓的预紧力精确控制的有效方法[4]。（2）螺栓拉伸器和液压扭矩扳手相比较，其优点是反应敏捷、精确，不产生扭转剪切力、对法兰和螺母不产生摩擦损伤、可以同步多条螺栓预紧使用。（3）螺栓拉伸机广泛应用于许多工作场合，特别是对预紧力有严格要求的场合。螺栓拉伸器广泛应用于许多工作场合，特别是在对预紧力要求较严的场合使用较多。（4）缺点是对螺栓轴向空间的要求大，狭窄的地方会受到一定的局限性，不能完全操作；对螺栓的长度要求要有一定的范围，需要足够的伸长余量。

2.7.2 螺栓拉伸器的预紧要求

（1）使用之前按施工要求计算出螺栓的预紧拉力，调好与之对应的油压，以免工作压力超出范围，对螺栓造成破坏。（2）在螺栓拉伸过程中，监视拉伸器的最大设计使用行程，不得超过。（3）按顺序分步骤预紧不同的螺栓时，不同步骤预紧的螺栓之间会产生相互作用，为避免减少这一作用，应该有计划的布置螺栓预紧顺序和螺栓的拉伸力。一般情况下拉伸数量应按照拉伸器/ 螺栓的比例为50%, 并且拉器均匀对称分布。在一定情况下，25% 的选配比例也可以接受。

2.8 阀门装配管理记录

（1）建立阀门资料档案数据库，所有阀门都应对应一个唯一的编号，每个阀门的节点信息清楚的记录在卡片上，同时在电子档案中进行记录，包括阀门的安装、紧固日期，阀门的工作压力、工作温度及连接形式，垫片材质和螺栓规格尺寸，螺栓紧固扭矩值，操作人员信息，工具、设备信息，完工确认验收信息等。（2）对存在高风险处的阀门进行实时跟踪及全程记录。

2.9 阀门接口保护

阀门密封面应该重点保护，尤其在运输、存储、吊装过程中应采取相应的保护措施，防止密封面的破坏。（1）阀门在有相应法兰保护的情况下，应在两法兰之间夹以密度小的橡胶或塑料制盖板封闭，盖板的厚度要大于3 mm 以上最佳。（2）当使用金属或非金属盲板安装在阀门端口处时，紧固螺栓应均匀分布且不得少于4 条。（3）使用金属或非金属塑料圆形保护装置固定在阀门接管端部。

3 阀门检修与保养

3.1 阀门检修

（1）阀门管道系统内输送的介质在各种外力及工作环境的作用之下，在一定程度上会产生磨损变形、内部腐蚀泄漏，对阀门管道的整体性能会产生一定的影响。在阀门管道系统的正常操作期间，对阀门管道系统仔细观察，查看介质流量，外部产生的噪音，掌握规律，从而对阀门管道的系统作出判断，作出预判信息，对可能出现问题的阀门作出详细的施工计划，并经有关部门批准后进行维修保养。（2）阀门检修是一项经验性多、技术性高、综合性强的维修技术，其中包括现场观察，就是到作业现场查看阀门的外观变化，如：漏液、腐蚀、生锈等，获得重要信息及时处理，这种方法对阀门检修人员经验性要求高，使用本身肉眼对阀门进行整体观察掌握滴漏跑冒等现象。第二就是介质通过阀门后会出现振动及噪音，对震动及噪音的大小作出判断，对影响较大的阀门需进行计划维修。第三就是用流量计来测量通过阀门管道的介质流量速度、流量，判断阀门管道系统的运行状况是否良好。第四就是对阀门的关断状态进行试验，防止出现有内漏的想象。

3.2 阀门保养

（1）阀门在外界环境影响下，裸漏的外表面会发生锈蚀，在不停产的情况下，要对指定阀门进行在线保养，主要通过涂抹防锈油和缠绕防腐蚀胶带方式解决。（2）经常开关使用的阀门，对阀门转动部件每月至少润滑一次。（3）对于常开或常闭的阀门，要定期对手轮或手柄进行转动，对阀门螺纹杆添加润滑剂，以防卡住。（4）需要对阀门各部件完整性进行常规检查。如手轮或手柄的脱落，螺栓螺母的丢失，不能凑合使用，否则会阀头上部的四方造成破坏，相互配合可靠性降低，乃至不能开关。（5）室外温度在0 度以下时，水阀长期关闭，应将阀后积水排除，防止结冰，冻坏阀门。汽阀停汽后，也要排除产生的冷凝水。松动阀门底部的丝堵，将冷凝水排出阀体。（6）如果阀门的结构是驱动阀门，要定期对驱动机构添加润滑油，并且要保证阀门的清洁。