輸油管道泄壓閥滲漏原因分析及處理措施探討

摘 要:在簡單介紹間接式泄壓閥結(jié)構(gòu)后，對(duì)泄壓閥選用技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)歸納總結(jié)。最后，結(jié)合自我實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)輸油管道先導(dǎo)式泄壓閥滲漏原因及處理對(duì)策進(jìn)行了詳細(xì)分析研究。

關(guān)鍵詞:輸油管道 水擊 泄壓閥 滲漏 處理對(duì)策

中圖分類號(hào):TE973文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1674-098X(2012)04(a)-0074-01

水擊是輸油管道運(yùn)行中常有的一種現(xiàn)象，同時(shí)也是威脅輸油管道安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要因素。當(dāng)管道在正常穩(wěn)定工況條件下運(yùn)行時(shí)，管道內(nèi)流動(dòng)的液體速度和壓力能夠基本保持穩(wěn)定，但一旦整個(gè)水力平衡環(huán)境遭到破壞會(huì)，就會(huì)形成的水擊問題，當(dāng)水擊壓力超出輸油管道最大允許的彈性值或輸油管道系統(tǒng)中設(shè)備的最大承壓能力時(shí)，輕者會(huì)引起輸油管道或設(shè)備發(fā)生損壞，重者甚至?xí)霈F(xiàn)爆管等嚴(yán)重事故。目前，國內(nèi)的輸油管道通常采用單管密閉輸送方式，即在管道正常運(yùn)行時(shí)，除采用調(diào)節(jié)閥來調(diào)節(jié)進(jìn)、出站的壓力和實(shí)現(xiàn)壓力超前保護(hù)外，為了提高輸油管道系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性能，還使用了水擊泄壓閥，以防止輸油管道由于壓力導(dǎo)致管道設(shè)備損壞甚至爆管事故發(fā)生。水擊泄壓閥具有流通能大、調(diào)節(jié)性能強(qiáng)、自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn)，可以自動(dòng)跟蹤閥門前端水擊壓力的變化值，并自動(dòng)調(diào)節(jié)使液體的壓能得到快速釋放，確保輸油管道和輸油設(shè)備安全穩(wěn)定、高效可靠的運(yùn)行。但由于泄壓閥運(yùn)行環(huán)境較為復(fù)雜，其在實(shí)際運(yùn)行過程中經(jīng)常出現(xiàn)泄漏等問題，因此，對(duì)泄壓閥泄漏故障原因進(jìn)行分析，并有針對(duì)性采取相應(yīng)功能維護(hù)技術(shù)措施就顯得尤為重要。

1 間接式泄壓閥結(jié)構(gòu)

水擊泄壓閥按控制環(huán)節(jié)多少可以劃分為直接式(一個(gè)環(huán)節(jié))和間接式(多于一個(gè)環(huán)節(jié))兩種主要類型。目前，工程中常用的間接式泄壓閥主要有先導(dǎo)式和電磁換向式兩種。先導(dǎo)式泄壓閥為兩個(gè)控制環(huán)節(jié)的泄壓閥，而電磁換向式泄壓閥則需要根據(jù)監(jiān)控需求配置一套完善的檢測儀表系統(tǒng)，也就是具有三個(gè)控制環(huán)節(jié)的泄壓閥。從結(jié)構(gòu)來看，間接式泄壓閥是直接式泄壓閥與導(dǎo)閥或電磁換向閥等相互結(jié)合的組合體，但從性能方面來看，間接式泄壓閥是直接式泄壓閥的更新升級(jí)產(chǎn)品，其大大提高了泄壓閥動(dòng)作安全性、可靠性和準(zhǔn)確性。因此，輸油管道干線上絕大多數(shù)均選用間接式泄壓閥以確保輸油管道安全穩(wěn)定的運(yùn)行。

2 泄壓閥選用技術(shù)要點(diǎn)

(1)要根據(jù)輸油管道設(shè)計(jì)或相關(guān)技術(shù)規(guī)范允許的壓力波動(dòng)范圍要求，按照輸油管線的運(yùn)行工況進(jìn)行詳細(xì)水擊分析計(jì)算，以確定超壓泄放安全保護(hù)裝置正常動(dòng)作泄放壓力設(shè)定值。

(2)根據(jù)輸油管道壓力波動(dòng)及壓力釋放保護(hù)功能要求，應(yīng)首選安全泄壓閥作為整個(gè)管道壓力泄放安全保護(hù)裝置。因?yàn)榘踩箟洪y具有泄放流通量大、調(diào)節(jié)響應(yīng)速度快、不會(huì)產(chǎn)生二次水擊共振等優(yōu)點(diǎn)，能夠有效將超壓點(diǎn)部位處的部分甚至全部壓力泄放到常壓罐中，同時(shí)能夠在管道水擊壓力泄放平穩(wěn)后能夠自動(dòng)恢復(fù)到正常關(guān)閉狀態(tài)，從而為整個(gè)輸油管網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供持續(xù)可靠的安全防護(hù)。如果輸油管道中輸送黏度高或雜質(zhì)含量較高的液體介質(zhì)(如:原油、漿液等物質(zhì))時(shí)，宜選用安全保護(hù)性能更加優(yōu)越的氮?dú)饪刂剖叫箟洪y;在輸送較為清潔的液體介質(zhì)時(shí)，則從技術(shù)經(jīng)濟(jì)角度可以考慮優(yōu)選先導(dǎo)式泄壓閥。

(3)在安全泄壓閥的選型計(jì)算過程中，除了要考慮其額定泄放量外，還應(yīng)復(fù)核其泄放時(shí)的出口流速能否滿足小于17.5m/s的指標(biāo)要求，以避免泄壓閥泄放流速過快而產(chǎn)生汽蝕噪音和管路振動(dòng)，影響輸油管道正常穩(wěn)定運(yùn)行。

(4)泄壓閥的選用還應(yīng)根據(jù)管線運(yùn)行工況和工藝技術(shù)指標(biāo)要求，要明確泄壓閥功能是以控制輸油管道瞬變壓力的增壓速率為主;還是以輸油管道控制瞬變壓力增壓幅值為主。如果泄壓閥功能是以控制增壓速率為主，則在選型時(shí)應(yīng)選用帶有增壓速率控制器的安全泄壓閥，同時(shí)其能夠有效將增壓速率控制在0.14×105～0.4×105Pa/s范圍內(nèi)。

(5)實(shí)際輸油管道泄壓閥選型設(shè)計(jì)過程中，為了便于后期檢修維護(hù)需求，應(yīng)該按照一備一用的設(shè)置模式選配安全泄壓閥。

3 泄壓閥常見滲漏故障及處理對(duì)策

3.1 泄壓閥滲漏故障原因

3.1.1 錐頭復(fù)位不到位

對(duì)于先導(dǎo)式軸流泄壓閥而言，其在正常運(yùn)行條件下，其閥體前后壓力均為P，基本等于上游管道的液體壓力Pu，主要依靠閥塞腔內(nèi)的彈簧壓力，使錐頭與閥座構(gòu)件間的密封環(huán)緊密接觸在一起形成一個(gè)完整的密封比壓，實(shí)現(xiàn)對(duì)油的密封。當(dāng)管道內(nèi)壓力超高讓閥門開啟后，錐頭就會(huì)離開密封環(huán)使輸送油通過，完成泄壓;當(dāng)管道內(nèi)壓力恢復(fù)正常后，泄壓閥關(guān)閉時(shí)錐頭復(fù)位，一旦復(fù)位過程中椎體不能完整到位，就會(huì)發(fā)生滲漏。從大量時(shí)間工作經(jīng)驗(yàn)可知，導(dǎo)致錐頭復(fù)位不到位泄漏的主要原因主要包括彈簧性能降低、雜質(zhì)卡阻兩個(gè)方面，從而導(dǎo)致泄壓閥椎體不能自然準(zhǔn)確復(fù)位，引起泄壓閥發(fā)生滲漏。

3.1.2 密封部件損壞

密封部件損壞是泄壓閥發(fā)生滲漏的主要原因，其最常見的是密封環(huán)發(fā)生損壞。泄壓閥在運(yùn)行過程中，由于老化、閥體進(jìn)入雜質(zhì)等原因，均可能引起密封環(huán)發(fā)生斷裂、破損等問題，從而導(dǎo)致閥密封性能下降，引起滲漏。

3.1.3 輸送油品中含有雜質(zhì)

當(dāng)輸送油品中含有微小固體顆粒，如小石子、小焊渣等雜質(zhì)時(shí)，一旦其直徑在0.3～0.8mm范圍間，管道內(nèi)部過濾器就無法將其有效濾除。當(dāng)泄壓閥在超壓開啟進(jìn)入關(guān)閉環(huán)節(jié)中，若油流中存在小顆粒就會(huì)停留在閥體內(nèi)部密封面上，從而造成椎體不能正常復(fù)位、密封不嚴(yán)等問題，引起滲漏。

3.2 處理對(duì)策

3.2.1 認(rèn)真進(jìn)行安裝前檢測

在安裝水擊泄壓閥前，要認(rèn)真清除閥門前管道內(nèi)部的臟東西、廢棄物、以及安裝金屬殘屑。如有條件，應(yīng)將整個(gè)閥門上游側(cè)管道進(jìn)行徹底吹掃。泄壓閥安裝在管線上后，要認(rèn)真負(fù)荷閥門上游螺栓連接是否牢固，并認(rèn)真去除雜物。

3.2.2 預(yù)留足夠備件，及時(shí)更換

對(duì)于密封環(huán)等一類的易損元部件，要根據(jù)工程實(shí)際情況預(yù)留1套以上的足夠備件。目前輸油管道上所選用的安全泄壓閥大部分是進(jìn)口的，其訂貨周期較長，如備件備品不足，一旦閥門發(fā)生滲漏，就很難及時(shí)給予更換，將會(huì)大大影響輸油管道的安全正常生產(chǎn)運(yùn)行。對(duì)于損壞率較低部件如:閥塞腔內(nèi)的彈簧、錐頭等，應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際使用需求備用相應(yīng)數(shù)量的備件。

3.2.3 準(zhǔn)確調(diào)校泄壓閥設(shè)定值

在調(diào)校泄壓閥設(shè)定值時(shí)，應(yīng)選用與管道儀表相匹配精度等級(jí)的引壓壓力表，并對(duì)泄壓閥的引壓壓力表進(jìn)行認(rèn)真校驗(yàn)，以確保泄壓閥設(shè)定值校驗(yàn)具有良好的準(zhǔn)確度，避免當(dāng)輸油管道運(yùn)行壓力超高時(shí)泄壓閥出現(xiàn)“誤動(dòng)”或“拒動(dòng)”現(xiàn)象發(fā)生。在調(diào)校泄壓閥時(shí)，應(yīng)注意緊固好調(diào)整桿，調(diào)整好控制閥，以防止出現(xiàn)彈簧桿滑動(dòng)等不利現(xiàn)象，引起泄壓閥設(shè)定值發(fā)生漂移出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象。

4 結(jié)語

當(dāng)輸油管道中的介質(zhì)發(fā)生水擊，壓力達(dá)到泄壓閥動(dòng)作設(shè)定值時(shí)，其能夠快速可靠的開啟。由于水擊泄壓閥的正常開啟使管路中的油體積發(fā)生變化，介質(zhì)壓能得到有效釋放，水擊壓力波強(qiáng)度得到有效緩解，從而起到保護(hù)管道和設(shè)備安全穩(wěn)定暈的作用，在輸油管道安全保護(hù)領(lǐng)域具有較強(qiáng)的應(yīng)用前景。

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