王祥 吕鑫 杨剑波
中国石油管道西安输油气分公司 陕西 西安 710018
摘要：阀门是输油气管道重要的设备之一，在保证管线安全运行中担负着极其重要的职责，随着输油气管道和阀门技术的发展进步，对阀门的可靠性、安全性、使用寿命等要求也越来越高。如果阀门存在内漏问题，将产生较大安全隐患，有可能影响输油气安全生产运行和设备维检修作业安全，造成安全生产事故事件。针对阀门内漏普遍存在隐蔽性较强的问题，本文着重探讨了阀门内漏的几种主要原因和如何进行判断验证。
关键词：阀门 内漏 原因 判断
阀门在油气管道运行中起着截断介质、分配介质流向、调节压力等重要作用，阀门最常见影响安全生产的问题就是泄漏，阀门泄漏的两种情况分别是阀门外部泄漏（简称外漏）和内部泄漏（简称内漏）。如果未能及时发现并处理将产生较大安全隐患，有可能影响输油气安全生产运行和设备维检修作业安全。当阀门外漏时，可以通过现场听声响、查看有无明显介质泄漏等比较直观的发现，还可以使用可燃气体检测仪或检漏液检测等仪器进行检查检测。而阀门产生内漏后，普遍隐蔽性较强，不及时发现，容易发生压力超限、油品污染等安全生产事故事件，比如会发生不同介质互串、储油罐冒顶、下游设备无法检修等，后果较严重。
1 阀门的内漏原因
1.1 开关限位问题
导致阀门泄漏的最重要的原因是开关限位调整的不到位。判断阀门内漏的第一步就是检查阀门的开关是否到位，尤其要看阀门是否能全关到位。大部分球阀在全关位置时，球体关闭件与阀体只需要相差2~3度，就会造成介质的泄漏。因为旋塞阀有缩径，因此一般关闭件与阀体相差10-15度才会造成内漏。一般造成阀门开关限位不到位主要有以下几种情况造成：
（1）阀门在厂内安装或在运输装卸过程中，造成阀杆连接的附件与阀杆驱动套装配角度错位而产生限位偏差导致内漏；
（2） 对于装配了阀门限位块的球阀，以及埋地阀门因为有加长阀杆，随着使用时间的增长，阀杆套内产生的铁锈和其他杂质落入下部，将会在阀杆与阀门限位块之间堆积部分灰尘、沙子、铁锈、油漆等杂质，在阀门关闭时致使阀门不能全关到位形成内漏；
（3）长时间未进行维护保养得的执行机构，由于其齿轮箱内润滑脂变质结成硬块、铁锈堆积、限位螺栓松动等原因，将造成限位偏差，引起阀门内漏；
（4）配有执行机构的阀门设定全关位置提前量较多，在阀门没有实际全关到位就停止动作，造成限位不准确而引起内漏；
（5）阀门不定期进行排污，阀腔内杂质堆积，造成阀门无法全关到位而引起内漏；
（6）运行过程中，管内杂质进入阀体与关闭件之间，导致阀门无法全关到位。
1.2 阀门内存在杂质
造成阀门内漏的另一个总要起因是阀门内存在的杂质。这些杂质既可能是沙子、石子、铁锈、焊渣等，也可能是工具、焊条、木棒、塑料制品以及其他可在施工现场找到的类似物品。这类问题主要是以下原因造成：
（1）在阀门厂家进行完水压试验后，没有将设备内水排干净，或水排放后未进行干燥、防腐、涂抹润滑油脂等保护措施，造成阀门内部锈蚀而造成内漏；
（2）施工现场在阀门安装前没有在阀门两侧做好防护，导致在阀门在安装前泥沙、雨水、石子等杂质进入阀座密封与阀体之间的沟槽、阀座“O”型圈或弹簧沟槽内，造成内漏。
（3）施工过程中不安规程操作，不注意施工细节，工人工具、焊条以及施工现场其他杂物进入阀门，造成阀门内漏。
（4）不经常动作的阀门，油泥或杂质堆积在密封面处，形成硬质垫层或闸阀底部堆积过多，无法关到位，造成内漏。
（5）阀门安装前及安装后，没有及时注入合格的润滑脂，投产后杂质进入阀座密封与阀体之间的沟槽、阀座“O”型圈或弹簧沟槽内，造成内漏。
（6）清管前后未进行保养，造成杂质堆积或进入阀座后沟槽，造成密封不严。
1.3 密封面的损坏
密封面的一个小面积损伤，随着管道的运行，都可能因介质的长时间冲刷将小泄漏逐渐转变为大泄漏，主要有以下几种情况：
（1）在运输及施工过程中，野蛮装卸或吊装方法不当造成阀门的整体损坏造成阀门内漏；
（2）阀门安装时，在焊接过程中，焊接飞溅物落到关闭件表面上，造成关闭件损伤，或者当附有焊接飞溅物的关闭件，在阀门进行开关时造成阀座密封损坏，从而造成内漏；
（3）焊渣、硬质颗粒等杂物进入阀门，附着在阀座密封或关闭件上，当阀门开关时划伤密封面，导致阀门内漏；
（4）阀内件的材质因设计选型或热处理不过关，致使硬度达不到运行环境要求，从而造成阀内件被高速流体冲坏；
（5）阀门长时间保持在小开度状态下运行，因介质的流速高、冲击力大，造成阀内件损坏；
（6）采用不合格的密封材料，不能满足管线介质的腐蚀要求，造成密封的腐蚀破损而导致阀座泄漏。如在某成品油库，由于阀门采用了不合格的软密封材料，不能耐油，在通油后，密封溶解或损坏造成阀门内漏；
（7）清管前后未对阀门进行维护保养，导致清管产生的杂质堆积在密封面，在开关阀门时将密封面划伤。
（8）强度试验时或注脂压力大于1.1MOP，造成软密封损坏。
（9）阀门两侧压差较大，且阀门两侧未设置压力平衡阀门及管线，造成阀门刚开启时，冲击力大，阀座、密封或关闭件被高速流体冲坏。
（10）阀门两侧管线沉降，导致阀体及阀座变形，受力不均匀，阀座密封不均匀，造成内漏。
1.4 不维护或维护不当造成的阀门内漏
（1）有的管线运行管理者因定期维护阀门的费用比较高，或缺乏科学的阀门管理和维护保养方法，不能及时进行阀门维护保养或者不进行维护保养，阀门因缺乏养护导致阀门关闭件与阀座抱死而无法开关或开关困难、阀门内部杂质较多等，在阀门启闭过程中造成密封损伤形成内漏。
（2）没有按照规程或操作手册进行维护保养，造成阀门损坏导致内漏。
（3）未进行定期的维护保养或使用的润滑脂性能不好，而造成润滑脂变干、变硬后堆积在关闭件与阀座之间或者在阀座与阀体沟槽之间，妨碍弹性阀座运动，造成密封失去作用而形成内漏。
（4）依靠密封脂进行密封的阀门，未及时补充密封脂，导致密封脂的量不足形成内漏。
1.5 其他内漏情况
（1）阀门阀座设计问题，主要是低压管道或进出罐用浮动密封阀门，设计时未考虑0.1MPa以下阀门密封情况，当低压情况下，管线压力无法推动闸板或球体进行浮动密封。
（2）弹性阀座弹簧失效或部分失效
2 阀门内漏的判断方法
2.1 根据阀门后侧的管线或设备的压力变化来判断阀门的内漏情况。
阀门关闭后侧的管线或设备不带压时，可根据管线或设备压力的变化来判断阀门是否内漏，内漏量大小可以通过下列公式计算得出：
Vx：公称直径密封面平均每小时每英寸的泄漏量
P1：压力容器初始压力（bar）
P2：压力容器检查时压力（bar）
V0：压力容器容积（m3）
T：时间（hr）
D：管线公称直径（in）
当计算结果Vx大于0.04m3/hr·in，即可认定该阀门存在内漏。
2.2 放空法判断阀门是否内漏
如不能通过阀门后侧的管线或设备判断阀门是否存在内漏时，可利用阀门的放空丝堵或阀门将阀腔内介质放空的方法，检查阀门的内漏情况：将阀门置于全关位置（带有平衡孔的球阀必须处于全关位置），缓慢对阀门进行排污，如果阀腔的介质可以排空，即可认定此阀门无内漏情况，反之则阀门内漏。可依据放空介质的流量情况进行大致的定量计算泄漏量。
2.3 使用流量计测漏
预先制作一个转换接头，然后将一个量程为约为0.2升/分钟的直接读数式浮子精密流量计或面板式气体流量计安装在阀门排污丝堵或排污阀上，可以直接读出泄漏量。
2.4 根据阀门阀腔压力的变化来判断阀门内漏情况
可以利用管件、精密压力表等制作阀门内漏测试工具
图1 阀门内漏测试工具示意图
具体操作步骤：（1）将阀门内漏测试工具安装到阀门排污阀或丝堵的位置上，安装时可以先将截断阀全开，安装后再将截断阀关闭。（2）缓慢打开待测试的阀门，使阀腔与管道的压力平衡。（3）全关测试阀门。 （4）记录压力表上的读数，此压力为阀腔内压力，记为：P2。（5）打开专用工具上的截断阀，将阀腔内的压力降低约10%-15%，之后关闭截断阀，记录压力表上的读数，此压力为阀腔检测压力，记为：P1。（6）计时阀腔压力恢复的时间。（7）如排放后阀腔压力不上升，则表示阀门不内漏。如压力上升，可以利用本文2.1中的公式计算阀门内漏量。
2.5 利用检测仪检测阀门内漏
目前，也能够采用各种阀门内漏检测仪间接的测出阀门内漏状况。但此类仪器价格较高且使用检测仪时，需要求阀前与阀后压差达到0.3MPa以上，因此不适用于低压管线内漏检测。
3 结束语
本文没有对阀门内漏的处理及操作时注意事项做探讨，为了不断降低阀门故障率、提升设备可靠性、延长阀门运行年限，尽可能地避免输油气管道阀门因运保、安装、运行原因导致的阀门损伤和泄漏，仅提几点建议供讨论和交流：（1） 重视阀门出厂前的压力试验及试验后的干燥、防腐的监督以及运输过程中的监管；（2）阀门安装前，务必按照规程做好压力试验，对有问题的阀门能及时作必要的补救措施，避免问题继续扩大到不堪收拾的地步；（3）制定维护计划，在阀门安装前后进行系统的维护保养，并加强施工过程中的阀门保护及监理工作；（4）阀门投产运行后，执行切实可行的预防性维护保养计划并严格实施，定期保养有助于延长阀门生命周期，以最少的保养费用达到最大的经济效用；（5）加强阀门维护人员专业
性培训，提高维护人员专业技术水平，做到标准化、程序化进行维护保养，维护过程科学、规范、高效、安全。
