摘 要：閥門是流體管路的控制裝置，在石油管道運輸生產(chǎn)過程中發(fā)揮著重要作用。以輸油站場典型閥門設備節(jié)流閥、球閥、安全閥為研究對象，對其失效模式以及原因全面分析，綜合分析了閥門常見泄露故障原因，最后提出了預防閥門失效有關措施和建議。從閥門的安裝到運行各個環(huán)節(jié)應該做好全過程的養(yǎng)護，這對閥門的功能能夠充分的發(fā)揮、保證輸油站場生產(chǎn)的安全性具有積極意義。

　　關鍵詞：輸油站場;閥門;失效分析;泄漏故障;全過程;養(yǎng)護措施

　　1 典型閥門設備失效模式及原因分析

　　1.1 節(jié)流閥失效模式及原因分析節(jié)流閥是通過改變節(jié)流截面或節(jié)流長度以控制流體流量的閥門。節(jié)流閥常采用針形、溝形等類型的閥瓣以控制介質(zhì)流通面積，從而得到確定數(shù)值的壓力或流量。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)研，節(jié)流閥常見有泄露、節(jié)流不準等失效模式，節(jié)流閥的主要失效模式及其原因見表1。外 部 泄 漏 常 見 于 填 料 箱 和 法 蘭 連 接 部位;內(nèi)部泄露主要由密封面損壞導致;管路中流體所含雜質(zhì)對閥瓣的磨損、高速流體對閥瓣的直接沖刷以及流體的局部汽化成泡和氣泡產(chǎn)生爆破沖力產(chǎn)生的汽蝕，都會導致節(jié)流及調(diào)壓效果不準。

　　1.2 球閥失效模式及原因分析球閥在輸油管道上主要用于切斷、分配和改變介質(zhì)流動方向。球閥是用帶圓形通孔的球體作啟閉件，球體隨閥桿旋轉(zhuǎn)90°，以實現(xiàn)接通和切斷管道中流體功能 的 閥 門[7-8]。球 閥 失 效 模 式 常 見 于 內(nèi) 漏、外漏、閥桿卡死等現(xiàn)象，開關型球閥故障原因主要是內(nèi)漏及過力矩，而調(diào)節(jié)型球閥則主要是閥桿填料密封滲漏導致的外漏。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)研，球閥的主要失效模式及其原因見表2。由于腐蝕、沖蝕、含雜質(zhì)等原因給密封面的損傷，從而引起球閥的內(nèi)漏;常見球閥外漏的主要原因是閥桿磨損及填料函的老化;球閥所需力矩與執(zhí)行機構輸出力矩不匹配、管道內(nèi)的雜質(zhì)容易出現(xiàn)過力矩故障。

　　1.3 安全閥失效模式及原因分析　安全閥作為輸油管道的超壓保護裝置，在管道運行中必須滿足準確開啟、穩(wěn)定泄壓、及時關閉、密封可靠的要求。輸油站場內(nèi)常選用彈簧式安全閥，在使用過程中，安全閥失效主要表現(xiàn)在：①腐蝕或銹蝕造成安全閥內(nèi)件粘死，閥門開啟壓力增大甚至不能開啟;②安全閥進、出口腔被腐蝕殘物、固化物、聚合物等堵塞，無法開啟;③腐蝕使安全閥彈簧松弛或斷裂，安全閥啟跳后無法關閉;④彈簧表面被腐蝕引起彈簧變軟導致關閉力不夠;⑤高壓介質(zhì)腐蝕或沖蝕造成密封面磨損，以及安全閥因頻繁啟跳受沖擊而損壞，造成閥門泄漏。安全閥的主要失效模式及其原因見表3。

　　2 閥門常見泄漏原因綜合分析

　　油氣管道輸送中，閥門泄露控制是站場生產(chǎn)運行管理的 重 點[9-10]。閥 門 故 障 多 為 內(nèi) 漏 和 外 漏 等故障。內(nèi)漏包括閥座的泄漏和閥座密封圈的損壞所造成的泄漏，外 漏 包 括 閥 桿 的 泄 漏 和 注 脂 嘴、安 全閥、排污閥連接處的泄漏。內(nèi)漏是運行中維修最繁瑣的，也是造成閥桿外漏的主要原因。閥門的外漏極易在閥桿、填料和填料函組成的密封副及其閥蓋、閥蓋墊片和夾緊螺栓組成的密封副發(fā)生，相比之下，閥桿密封副包含動密封，因而更難以控制外漏。

　　閥門泄漏的一般原因如下：①制造工藝存在缺陷的閥門密封不嚴導致介質(zhì)的泄漏，這種故多為滲漏;②一般閥體通過鑄造制造工藝過程容易形成砂眼，砂眼有時 也 能 導 致 介 質(zhì) 的 泄 漏，一 般 表 現(xiàn) 為 滲漏，滲漏流量較小;③密封填料不嚴密往往會造成介質(zhì)在密封填料處泄漏，流量一般較小，主要也表現(xiàn)為滲漏，但流體介質(zhì)通常沿閥桿漏出，直接污染站場環(huán)境;④在閥門的運輸、吊裝、安裝過程中造成閥門的密封面損傷，閥門密封不嚴從而導致閥門泄漏，這種泄漏也表現(xiàn)為小流量的滲漏;⑤閥板或密封面變形造成密封不嚴引起介質(zhì)的泄漏，一般成滲漏或小流量連續(xù)滴漏;⑥含有固體雜質(zhì)的管路造成閥門關閉不嚴引起介質(zhì)泄漏。這種泄漏可能是小流量的滲漏也可能流量較大;⑦閥門的閥桿卡住在某個位置，使閥門關閉不嚴密或閥門無法關閉，從而造成介質(zhì)泄漏。這樣的泄漏往往流量較大，極易對輸油站場生產(chǎn)環(huán)境造成嚴重的安全危害;⑧特別是針對原油輸送管路，由于其流體介質(zhì)的腐蝕性和高溫的要求，閥門零部件的材料不能滿足時，導致閥門在生產(chǎn)運行中被腐蝕，或在高溫下某些敏感零部件的強度降低或完全破壞，從而導致閥門泄漏，這種泄漏所造成的危害都很嚴重。

　　3 預防措施

　　為了提高閥門的運行效率，減少故障的發(fā)生幾率，在閥門應用之前，做好預防性養(yǎng)護，并且進行壓力測試檢查，做好運輸、安裝等環(huán)節(jié)全過程的保護措施[11]。閥門 運 行 過 程 中，應提升工作人員技能水平，規(guī)范運行操作。定期對閥門進行保養(yǎng)，做好維護措施，提高運行效率，為輸油站場各項設備的穩(wěn)定運行創(chuàng)造有利的條件[12]。

　　3.1 安裝前的維護和檢查

　　3.1.1 閥體和閥腔內(nèi)異物排查。對閥門閥芯、齒輪箱、執(zhí)行機構、注脂嘴潤滑油注入量檢查，清除閥腔內(nèi)部異物(焊渣、鐵屑等)。在安裝前不僅要關注閥門內(nèi)通道及閥芯內(nèi)外的油膜保護狀況，而且還對注脂嘴、放空閥、泄壓閥、排污閥等附屬部件進行全面的潤滑油維護檢查。閥門安裝后，水試壓或吹掃過程中可能將雜物帶到閥座處，造成對閥座密封的損傷。通過現(xiàn)場目視檢查閥座處有無墊隔物，球閥在出廠吹掃時會遺留金屬屑，卡在閥座上將在開啟時對閥座造成損傷，應注意閥座后溝槽嵌入雜物是否過多，會發(fā)生閥門“抱死”現(xiàn)象。

　　3.1.2 閥門操作力矩檢查。檢查是否存在墊隔物卡阻現(xiàn)象;檢查執(zhí)行器有無銹蝕導致操作力矩增加;閥桿與密封填料的摩擦阻力是否過大。

　　3.2 規(guī)范運行操作嚴格按照閥門制造廠家提出操作要求操作，編寫閥 門 的 操 作 規(guī) 程，規(guī) 范 實 際 操 作。操 作 中，通 過聽、聞、看、摸等發(fā)現(xiàn)的異常現(xiàn)象要認真分析原因，自己能解決的應及時消除，需要修理工解決的，自己不要勉強湊合，以免延誤修理時機。運行中的閥門，閥件應齊全、完好。法蘭和支架上的螺栓不可缺少，螺紋應完好無損，不允許有松動現(xiàn)象。在運 行 中 的 閥 門 上 不 允 許 敲 打、支 撐 重 物。對于長期不動作的閥門應定期開關操作，減少閥門卡阻的可能性。填料壓蓋不允許歪斜，不宜壓得過緊，在沒有保護措施的條 件 下，不能隨便帶壓更換或添加填料。對雨雪、風沙、灰塵等污物沾染環(huán)境中的閥門，其閥桿要安裝保護罩。

　　3.3 定期維護保養(yǎng)保持閥門外部和活動部位的清潔，保護閥門油漆的完整。閥門表面及其活動部件容易沾染灰塵、油污及介質(zhì)殘漬等污物，對閥門產(chǎn)生磨損和腐蝕，應把閥門及其他設備的清潔列為輸油站場生產(chǎn)管理的周期性工作。閥門的灰塵應用毛刷清掃，閥門的油污和介質(zhì)殘漬等污物用洗滌油擦拭直到閥門加工面、裝配面顯出金屬光澤，油漆顯出亮色。保持閥門的潤滑。閥門梯形螺紋、閥桿 螺 母 與支架滑動部位，軸承部位、齒輪和蝸輪蝸桿的嚙合部位以及其他配合活動部位都需要良好的潤滑條件，減少相互間的摩擦，避免相互磨損。保持閥件的齊全、完好。法蘭和支架的 螺 栓 應齊全、滿扣，不允許有松動現(xiàn)象。保持電動裝置的日常維護。電動裝置密封應良好，各密封面、點應完整牢固、嚴密、無泄漏。電動裝置應潤滑良好，按規(guī)定期限加油，閥桿螺母加潤滑脂保養(yǎng)。

　　4 結束語

　　綜上所述，在油氣輸運生產(chǎn)中閥門失效是不容忽視的問題，它對輸油站場生產(chǎn)的經(jīng)濟性、安全性、以及節(jié)能環(huán)保有重大的影響。輸油站場典型閥門設備節(jié)流閥、球閥、安全閥各失效模式及失效影響根據(jù)其內(nèi)部結構及功能都不盡相同。有效解決閥門泄漏問題，可以很大程度上滿足安全生產(chǎn)的要求，大幅度減少跑冒滴漏所造成的環(huán)境污染以及帶來的安全風險。從閥門的安裝到運行各個環(huán)節(jié)應該做好全過程的養(yǎng)護措施，這對于提高閥門在輸油站場的使用管理水平有著十分重要的意義。

　　[參考文獻]

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