运行装置阀门泄露的原因分析及应对措施.doc

运行装置阀门泄露的原因分析及应对措施llO化学工程与装备ChemicalEngineering&Equipment2012年第2期2012年2月运行装置阀门泄露的原因分析及应对措施杨利平.(延长石油集团永坪炼油厂重整加氢车间,陕西延安717208)摘要:随着我国石油化工生产规模的不断发展壮大,石油化工炼制企业也不断增多,对环境污染的程度也日益加大.阀门的泄漏是污染源中有代表性的一种.由于阀门的用量庞大,而在高温,高压环境下使用的阀门会经常发生泄漏,不仅对环境造成严重的影响,而且也造成严重的原材料和产品的浪费,有时还会引起严重的安全事故.因此,我们有必要也应当重视化工生产过程中阀门的泄漏问题,分析各种阀门发生泄漏的原因,提出了解决阀门泄露的办法.关键词:阀门;泄露;原因分析;措施前言阀门是石油化工炼油装置中不可缺少的部分.其使用的阀门种类多,数量大,化工生产中的介质多是腐蚀性强,有毒或易燃易爆的,当阀门泄漏时,不仅会造成严重的原料,能量和成品的浪费,而且对环境也造成严重的影响,甚至引起严重的安全事故.因此,石油炼化过程中阀门的泄漏问题不容忽视,应对装置中引起阀门泄漏的原因以及防止和消除泄漏的对策,方法做重点探讨.1阀门的种类阀门是炼油装置中不可缺少的隔断和控制设备,是装置在正常运行过程中对单体设各进行隔离,切断与系统联系的关键设备.保证阀门正常安全无泄露,才能保证各类单体设备(如压缩机等)正常,安全维护,使其正常运行.才能保证装置的安全长,满,优运行.由于各种工艺技术,各种介质,各种腐蚀类型的不同,为满足其要求必须采用不同的阀门,在石油炼化中主要使用闸阀(楔式闸阀与平板闸阀),截止阀,安全阀,球阀,蝶阀,单向阀,柱塞阔及旋塞阔等.根据其用途的不同可以分为以下几类:(1)用于切断或接通管路中的介质的闸阀,截止阀,旋塞阀,球阀和蝶阀等:(2)用于调节管路中介质压力和流量的调节阀(有气动和电动两种类型),减压阀,节流阀,蝶阀,平衡阀等:(3)用于防止介质倒流,保证介质单向流动的止回阀;(4)用于超温,超压安全保护,排放多余介质,防止温度,匾力超过规定数值,从而保证设备和管路系统安全运行的安全阀,溢流阀等;(5)用于改变管路中介质流动的方向.起分流介质作用的分配阀,三通或四通旋塞阀,三通或四通球阀等;(6)用于介质的取样分析的取样阀;2阀门泄露的原因分析在实际的生产中,阀门的泄漏是最常发生的质量问题,泄漏可以分为外漏和内漏两种类型.阀门的内漏和外漏通常是阀门密封副失效引起的.阀门外漏就是指流体渗漏到阀门的外面,而内漏就是阀门密封关闭不严,阀门关闭后仍有部分流体在管道中流动.两种泄漏现象不同,都与阀门本身的质量和使用操作有关.在大多数情况下,外部泄漏所造成的后果,往往比内部泄漏更加严重.在工业生产中,阀门的外漏不但造成原料及能源的浪费,还会直接污染环境,甚至引起火灾,爆炸,中毒等危害生命安全的重大事故,给国民经济造成严重损失.2.1阀门外漏的形式和原因分析阀门外漏常见于阀体,阀杆,填料和各部件装配的密封连接部位.2.1.1阔体外漏原因阀体质量是阀门质量的核心.确保阀体质量,是靠稳定科学的铸造工艺技术,是靠对铸件的检查和检测,特别对铸造过程容易产生缺陷,承压能力薄弱以及应力集中部位,更需要强化.阀体通常足铸造的,容易形成砂眼,松散组织,夹渣,应力裂纹等铸造缺陷,阀体上的砂眼会导致介质的泄漏,这种泄漏一般都表现为渗漏,流量较小,通过水压试验杨利平:运行装置阀门泄嚣的原因分析及应对措施就能被发现.阀体受到天气冻裂,开关阀门及重物撞击后损坏.2.1.2阀杆外漏原因阀门的阀杆由于设计和选材不当会引起阀杆在某个位置被卡死,使阀门无法关闭或关闭不严,造成介质泄漏.此种泄漏往往流量较大,对生产装置和周围的环境容易造成严重的危害.2.I.3填料的泄漏原因阀门在操作使用过程中,阀杆同填料之间存在着相对运动.随着开关次数的增加,相对运动的次数也随之增多,阀门填料由于接触压力逐渐减弱,填料自身的老化,失去了弹性:安装不对,存在着以小代大;阀杆精度不高,有弯曲,腐蚀,磨损:填料圈数不足,压盖未压紧;操作不当,用力过猛等原因容易发生泄漏.这时压力介质就会沿着填料与阀杆的接触间隙向外泄露,长时间会把部分填料吹走和将阀杆冲刷出沟槽,从而使泄露扩大化.2.I.4阀体连接处泄露原因阀体连接部位的密封系指阅体与阀益之问的密封.一般情况下为法兰连接密封,当阀门公称直径较小时为螺纹连接密封.垫片的类型,材质或尺寸不符合要求,法兰密封面加工质量差,连接螺栓紧固不当,因管道配置不合理而在连接处产生过大附加载荷等原因,都能弓慷阀体连接部位泄漏2.2阀门内漏的原因阀门的内漏问题是使用中最常见最普遍的质量问题,也是考核阀门质量好坏塌关键的指标之一.对于截断类阀门而言,其主要的功能就是接通或关闭流体,出现内漏也就失去了它的功能.而产生内漏的原因比较复杂,归纳起来可以分为阀门自身质量问题和使用操作问题.(1)阀门的设计和制造工艺存在问题,造成阀门密封不严而导致介质的泄漏,多为渗漏或小流量连续排放.(2)阀板或密封面变形造成密封不严,从而引起介质的泄漏,一般成渗漏或小流量连续排放.(3)在调门的制造,运输,检验,安装和使用等过程中,损伤了阀门的密封面,使密封不严,导致阀门泄漏.这种泄漏也表现为小流量的渗漏.(4)介质内含有固体杂质造成阀门关闭不严,从而弓l起介质泄漏.这种泄漏可能是小流量的渗漏也可能流量较大.(5)介质中含有IS,CI离子等腐蚀性物质,对阀门密封面腐蚀.导致阀门关不严而泄露.这种泄露随着腐蚀加剧,泄露会不断的增大.3阀门的泄露的对应对措施3.1优化设计能否将阀门泄漏的程度降到最低,使用寿命达到最长,取决于阀门设计选型是否合理,密封形式的选用,阀门的产品质量,安装施工及生产操作是否合乎规范等.对于生产厂家而言,首先要规范生产工艺过程,严格按ISO9001质量体系文件规定的程序进行生产.从原材料的进厂到阀门产品的出厂,生产全过程的一切活动都要在科学有效的控制下进行,而对于高要求的关键阀门产品的关键点要不断研究改进和检验,同时要经常去现场了解产品的使用情况,及时发现问题及时解决,不断改进和提高阀门的质量.对于安装使用单位,设计选用时出具包括设计温度压力介质性质和状态以及阀门类型阀体及主要内件材料接管要求等内容的阀门规格书不仅强化了设计选用意识也为阀门采购提供了科学依据.3.2阀体,阀杆泄露的应对措旌阀杆是阀门中重要的受力零部件,阀杆材料必须具有足够的强度和韧性,能耐介质,大气及填料的腐蚀,耐擦伤,工艺性能好.为了提高阀杆表面耐腐蚀,耐磨损的性能,一般应对其表面进行强化处理.目前,制造阀杆的材料,国内大部分使用马氏体不锈钢,但这种不锈钢耐缝隙腐蚀能力较弱,这是由于酸性物质的作用,使阀杆表面的钝化膜破坏而产生的局部腐蚀,因此最好采用奥氏体一铁索体双相不锈钢可以增强阀杆耐缝隙腐蚀的能力,从而使阀杆处的泄漏得到有效的控制.使用单位安装时对气温在0.和0.以下的阀门,应进行保温或拌热,停止使用的阀门应排除积水:阀门上禁止推放重物,不允许用手锤撞击铸铁和非金属阀门,大口径阀门的安装应有支架.3.3填料的泄露应对描旌由于阀门填料函密封的泄漏,以及阀体连接部位密封的泄漏,是造成阀门外漏的关键所在,所以需要特别重视.传统的软质填料密封,是靠填料压盖的轴向压力,使之在闽杆与填料以及填料与填料箱侧壁之间,产生一定的径向接触应力而达到密封的.因此,压盏的轴向力必须相当大,这就造成填料与阀杆之间摩擦转矩增大,磨损增加,软质密封填料磨损快,囡而须经常拧紧压盖螺栓或更换填料,才能保证较好的密封效果.阀门首先应按工况条件选用填科的材料和型式,按有关ll2杨利平:运行装置阀门泄露的原因分析及应对措施规定正确的安装填科,盘根应逐圈安放压紧,接头应成3O或45;其次填料应按规定的圈数安装,压盖应对称均匀地把紧,压套应有5mm以上的预紧间隙;再次,使用单位应遵守操作规程,除撞击式手轮外,以匀速正常力量操作.采用合适的填料密封及填料密封组合,可提高阀门使用的可靠性,延长使用寿命.3.4阀体连接部位泄露的应对措施阀体连接部位密封,就其密封性质而言属于静密封,其应满足下列要求:(1)能适应温度和压力的急剧变化;(2)结构简单,紧凑,多次拆卸而不损坏密封元件;(3)对振动和冲击载荷不敏感;(4)能满足各种工作介质的使用要求.阀体的连接部位,通常采用榫槽式或凹凸式平垫片密封,现今O形密封圈密封,也获得了广泛的应用.榫槽式平垫片密封,是将平垫片安装在封闭槽中,这种结构在密封面上,可产生很高的密封比压,通常远远超过垫片材科的屈服极限,从而保证了可靠的密封性.其适用于压力大于等于4.OMPa的中高压阀门.这种密封结构的缺点是:当维修阀门时,垫片难于从密封槽中取出,如果硬性取出,往往会将垫片损坏.凹凸式平垫片密封,是将平垫片安装在凹凸面法兰的密封面上,与榫槽式平垫片密封结构相比,具有以下优点:(I)拆卸阀门时,垫片容易取出:(2)由于密封稽呈阶梯状,因此加工工艺性能较好.平垫片的材料,根据工艺参数和流体性质,可选用铝,紫铜,ICrl8Ni9Ti和橡胶石棉板等.氟塑料也是常用的垫片密封材料,但由于其具有冷流性,如果密封结构设计不当,将导致不良后果.0形密封圈,其结构简单,制造方便,只要密封结构设计合理,装配后就能产生足够的径向挤压变形,可不必轴向加载即可达到密封,因此,将其用作法兰连接密封,可以减小法兰的结构尺寸,从而减轻阀门的重量对于低压小通径阀门,为减小阀体结构尺寸和重量,阀体一般采用内螺纹连接,而连接处的密封元件也可采用平垫片或0形密封圈.3.5阀门内漏的应对措施阀门内漏是生产中常见的故障,对装置的安全运行影响很大,因此选用阀门时要根据其工况(温度,压力,介质的腐蚀性和介质中含有颗粒量等)选材,选型,可有效的预防阀门的内漏,提高阀门的使用寿命.4总结综上述,在石油炼化生产中阀门的泄漏是不容忽视的问题,它对企业的效益,安全,节能以及环保有重大的影响.消除阀门泄漏的关键在于优化阀门结构的设计,根据不同的工艺条件合理选择阀门的材料,提高阀门在生产过程中的质量控制水平,以及根据工艺操作系统优化阀门的选型.随着科学技术的进步,特别是新材料的出现,一些新结