浅谈成品油管道上球阀内漏的原因分析与防范措施

张胜红

摘  要：在成品油输送管道中，管线上的关键位置均采用球阀作为介质截断阀，构成成品油介质输送控制工艺中的重要组成部分，满足各种生产工艺的控制需要，保证管网系统的安全可靠运行，实际运行中，出现球阀内漏问题较为频繁，给输油管道正常运行带来严重的安全隐患。本文对成品油输送中球阀内漏的原因进行分析并提出预防措施。

关键词：管道 球阀内漏 原因分析 防范措施

1.概述

球阀在管道工程上有着广泛的应用，在成品油管道上尤甚，整个工艺管道及长输管道上分布着各类型的球阀，目前在成品油输油管线上，按照配置执行机构形式主要有电动球阀和电液球阀两种。阀门运行状态的好坏决定着整条成品油管道是否能安全运行，而影响阀门使用质量的一个重要因素是阀门内漏，阀门内漏问题又较普遍的存在于高压球阀阀门之中，严重时可能会影响管道的安全运行，若能提早预防和发现球阀内漏问题，准确分析判断内漏原因，根据内漏现象制定安全措施及时进行补救，延长阀门使用寿命，保证站内外工艺管道长期平稳运行。本文根据成品油输送生产实际分析阀门内漏的原因，提出几点预防阀门内漏的措施。

2.球阀内漏的形式与影响

2.1一般的球阀内漏是由于阀座密封元件和球体之间的密封出现异常，两个接触面组合的地方出现密封失效现象。根据球阀的组成结构，球阀的内漏主要分为真漏和假漏两种现象。球阀密封圈、阀座软密封和球面等部件出现永久性损伤，以及制造材质、结构缺陷等因素都会使阀门出现真正内漏现象，这种内漏不经过技术性修复、密封圈更换、元件修理等项目不能恢复的内漏判定为真漏。球阀本身元件未受到损伤，阀门球面和软密封均完好，而是由于阀座密封和球面接触面存在异物或者阀球阀机械位置设置不当引起的阀门内漏的现象为假漏，一般通过一些简单外部处理就能恢复的定为假性内漏现象。

2.2在成品油输送管道运行中，关键球阀内漏带来的危害和隐患非常大，在输油站场外，一旦在成品油管道上存在管道腐蚀穿孔或是管道断裂导致油品泄漏事故时，若事发点前后的线路截断阀存在内漏则会带来更大的油品泄漏，造成更大的经济损失及更严重的环境污染等。

2.3在站场内工艺管道的日常检修及设备的维护保养，如在输油泵机组大修时，进出口阀门内漏需要全越站或是停止输油才能进行，影响全线的油品输送量，导致经济效益低，管输沿线各省市能源供应不足等。

2.4若阀门内漏量大，遇清管作业时，大量的杂质会进入输油泵机组及其他设备设施，导致各工艺参数测量不准，损坏仪表设备等。

2.5阀门内漏会在各终端设备形成跑冒漏滴现象，若天气干燥，易燃易爆油品遇明火时极易引燃甚至爆炸。

3.球阀内漏的检测判断

3.1在柴油工况下，通过打开球阀底部排污管路堵头或者球阀，排出阀腔内部油品，假如油品不能排尽证明阀门存在一定的内漏。部分球阀设计安装有独立的检漏口，将阀门全关后，阀门两侧或者单边的管道内依旧存在压力，缓慢打开检漏口控制阀门，检漏口管道介质不连续的流出，证明阀门不存在内漏問题，反之证明存在内漏。将排污口或者检漏口接到容量为 1000ml 量筒内，根据单位时间内的内漏量判断阀门内漏程度。

3.2当阀门全关时，阀门两端的压力稳定后，缓慢打开阀门不能补充压力的一侧排污阀，将该管段压力泄放到一定压力后，将排污阀关闭，观察泄压管段内压力上升速度来判断阀门是否存在内漏现象，假如压力不上升证明阀门不存在内漏，缓慢上升判断内漏量较小，迅速上升则内漏严重，检测期间也可以通过听针辅助判断内漏情况。

3.3利用检测仪检测阀门是否内漏及拆卸离线返厂打压做密封性实验。

4.球阀内漏产生的原因

4.1密封圈损伤或断裂，球阀长期在高速油品和污油环境下开关运行，软密封O型圈极易受到磨损和老化断裂，垫片和弹簧老化等导致与球面密封严重失效，引起阀门内漏，该问题一般都是永久性真漏。

4.2球面磨损和腐蚀，输油管道投产前和后期运行维护不到位，管道内存在大量硬颗粒状的铁质渣滓等，在管道长期运行过程中，在管道内检测、清管作业时产生大量污油，夹着大量杂质，若大量污油流经阀门时杂质在阀门底座处堆积，此时不当的开关阀门极易划伤阀门密封面和阀体本身。容易受到介质的冲刷和渣滓进入密封面内，不断增加损伤面积，导致球体表面出现条纹损伤，导致密封失效，出现内漏现象，该损伤一般都是致命性的，导致阀门永久性的失去密封效果；当球面长期接触成品油内的腐蚀性成分后，使球体出现密集的点状腐蚀，也会引起密封失效导致真漏问题。

4.4阀门位置设置不当

（1）整套的电动球阀一般存在3个位置设置，第一道限位是阀门本体的限位，在阀门出厂时已经通过限位曹固定，能够准确的判断出阀门是否全关或者全开。但是限位会被磨损或者变形严重时也会引起阀门实际位置改变，导致内漏现象发生，一般为假漏。

（2）第二道限位是通过传动部件，调节螺栓进行限位，该限位在传动装置安装时，依据阀门的实际限位进行调整，调整完成后将锁定螺母进行锁定，开关位置分别存在独立的调整螺栓，一般该限位与阀门的第一道限位调整后均不会改变，在实际运行中，生产维护活动会导致该限位变化，比如连接法兰松动，导致传动装置移位；传动装置检修后，调整过限位螺栓；传动装置内部损伤等均会改变二级限位位置，引起阀门内漏现象发生。

（3）第三道限位就是在执行上的限位装置，一般通过编码器、电位计、行程开关等部件读取数据的电子限位进行限位，电子限位在运行过程中，最容易出现位置限位改变，比如限位设置不当、编码器计数改变、电位计漂移、行程开关产生形变等因素均会导致阀门内漏。

4.5设计生产质量缺陷，球阀自身的原因。比如阀体内部铸造时存在缺陷积瘤，虽然球阀安装在长输管道上各个工艺流程支线上之前要通过耐压及气密性试验，但是难免阀门本身的材质存在缺陷，并不能在短时间内检测出来，随着运行时间不断增加、运行环境、油品介质性质、开关次数等方面的影响，导致O型圈、弹簧等元件形变失效产生内漏现象，一般表现为真漏。

4.6当阀门运行在非设计运行工况下，超负荷运行时也会产生内漏现象，严重时会导致阀门损坏，产生真漏问题。

5.球阀内漏的处理方法

5.1对于部分球阀来说，内漏的原因可能是因为在安装调试的过程中阀位调试不准确，需要对此类球阀重新进行开关限位的调整设置。首先打开球阀执行机构的传动装置，检查阀杆处的定位键是否运行到极限位置，一般垂直于管线，因为传动装置上的机械指示存在一定的角度偏差，只能作为阀位参考点，如果还有角度，可以调整传动装置上的两个限位螺钉。

5.2如果球阀本身的机械限位重新调整一致后，球阀依旧存在内漏，先注入一定量的润滑脂看是否能止漏，这时注入速度一定要慢，同时可以观察注脂枪上的压力表指数变化来确定阀门的内漏情况。

5.3若不能止漏，有可能是早期注入的密封脂变硬或密封面损坏造成内漏。建议这时注入阀门清洗液，对阀门的密封面以及阀座进行清洗。注完清洗液后一般最少浸泡半小时以上，如果有必要可以浸泡几小时甚至更长时间，待球阀内部的固化物全部溶解后再做进一步处理。在这一过程中最好能缓慢开关动作阀门几次。

5.4再次注入适量的润滑脂，多次缓慢的开关动作阀门，将球阀内部杂质逐渐冲洗排出阀座后腔和清洗密封面。

5.5在全关位进行检查，如果仍有内漏，选择注入加强级密封脂，必要时可以打开阀腔进行放空，使阀门产生大的压差，有助于加强密封，一般情况下，通过注入加强级密封脂可以临时消除内漏问题。

5.6经过以上措施处理后，仍然不能解决内漏问题，就要对阀门做更换处理，旧阀门可以整体拆卸返厂维修。

6.内漏预防措施

6.1加强球阀全生命周期管理

（1）严控采购 。严格控制采购质量，把控采购阀门的质量必须满足设计指标，避免使用的材质强度达不到要求，阀门在验收时需要重点关注球面和阀座建设质量，以及软密封的密封性能是否达标。此外，在检验附属配置过程中，还要了解注脂阀和止回阀有没有受损，由于这两种是联系阀门内部和外部的必要手段，只有其完全良好才可以保证注脂和清洗通道的流畅性，排污阀是否好用，一般增加外置排污阀更加方便后期排污操作。

（2）严格安装。在安装过程中阀门的全开和全关位设定确保准确，严防工程废料进入到管道和阀腔。管道球阀安装时需要保护阀门两侧，以免坚硬的金属物进入损伤球面，给其密封性带来不良影响 ；做好管道扫线工作，阀门安装时一定要保证管道内部清洁，使其处于完好的密封状态，避免密封面受到破坏，尽可能的避免阀门出现内漏现象。

（3）正确使用。严格遵守阀门操作规程，严格禁止破坏性操作，对密封球面造成严重划痕，导致球阀严重内漏，甚至报废；同时关注球阀使用过程中产生的异常情况，及时查找原因并且采取有效解决措施，在水联运、投油及正常生产过程中，减少水源和油品中的杂质可大大减少由于介质杂质引起的阀门内漏，一方面严控进站过滤器的使用要求，并选择合适的滤网，另一方面减少管道内壁自身腐蚀产生的杂质，做好管道内部的防腐工作。

（4）有效维护。定期组织人员进行球阀的保养、排污、注脂、清洗等，杜绝阀门长期得不到有效保养，在用阀门管理与维修过程中，最关键的就是保养方案落到实处，定期开展阀门检测与维护活动，若查出有内漏情况，需要及时开展阀门修理工作，避免内漏问题越来越严重。強化培训，提高检修工艺。在检修过程中，作业人员要严格执行检修工艺，通过系统性培训、技术讲课、技术比武等多种形式，不断提高检修人员的素质。

（5）球阀的日常维护保养是保障阀门长期正常运行的基本手段，在日常的维护保养中，应做到进出站阀、收发球筒、越站阀、下载总阀及干线线路截断阀，均需定期开展阀门排污检漏工作；对于站内某些长期处于常开或常关状态不动作的阀门，要定期进行阀门开关，并检查阀门是否能够开到位、关到位及内漏情况；不要轻易对阀门加注密封脂。

6.2优化工艺流程减少球阀损伤

（1）成品油输油管道长期运行，受到介质的冲击和气蚀现象，内部管壁会不同程度的剥离不同尺寸的颗粒状铁屑渣滓，硬度较大，需要严格按照管道维护规程进行清管作业，集中清理大量铁屑；输油站场需要对管道过滤器配置合适的过滤网，将大量的渣滓提前过滤清除，给球阀提供良好的运行环境，对于不常开关置换介质的死管段位置，可以在球阀前安装合适配置的Y型过滤器等，定期排放死管段积累的铁质渣滓，或者拆管进行清理；

（2）球阀在使用中，需要严格工艺操作，不规范的工艺操作往往会给球阀的运行带来致命的损伤；超压运行会导致密封面过度挤压变形，使密封效果减弱；球阀不是节流型阀门，不能采用球阀来节流使用，目前，输油站场清管作业时往往使用球阀来节流，进行收发球作业，导致球面大面积在高速流体下运行，并且在污油段也进行节流操作，致使大量颗粒状渣滓进入阀体与球面之间，严重的导致球面和密封圈损伤。

6.3改善球阀结构

（1）改善球阀的密封结构。根据成品油长输管线口径大、介质压力高、流速快、带腐蚀特性、铁屑渣滓多的复杂运行规律特征，针对性的进行选材和关键密封技术设计，改善阀门密封结构，在球阀密封结合处增加铁屑清理元件等，一般优先选用自动泄压阀座结构。

（2）设置球阀内杂质的收集箱。由于管线存在大量的铁屑，当不规范操作和开关时，铁屑会逐步累积进阀腔内，不及时开展阀门排污，累积的渣滓将严重损伤球体与密封，在球阀底部安装设计一个收集箱，当铁质渣滓进入阀腔后，渣滓自流入箱体内，定期对箱体进行排污操作，避免渣滓排出不及时问题出现。

（3）设置阀位观察孔。阀门连接操作部件整体结构上存在3个阀位，一是阀门本身的阀位，在球阀安装完成后，一般不能直观的观察到；二是传动装置的调整限位，调整限位在平时维护时经常被调整，导致限位异常；三是执行机构本身的电子限位，能够直观判断阀门的开关状态，但不一定是阀门真实位置。根据以上几点，不管是采用电动还是电液执行机构操作阀门，在阀门阀杆位置增设一个观察孔，定期进行真实阀位观察对比，保证阀门的限位三位一体，都是与阀门真实的位置一致，保证阀位设置准确。

结束语

综上所述，成品油输送管道阀门内漏主要是开关限位问题、阀门内杂物、阀门维修保养不到位、阀门密封面损坏，以及阀门本身的质量问题造成。阀门从选型、安装、工艺运行、技术性维护等各个环节都需要严格按照成品油管道阀门使用规范要求和特征开展，做好阀门内漏预防性工作，才能使阀门带来长期稳定的运行效果，减少阀门各种内漏问题的出现，保障成品油管道的长久稳定安全运行。

（作者单位：国家石油天然气管网集团有限公司华南公司贵州输油部）