閥門內(nèi)漏原因分析及完整性保障方案研究

張麗珍(重慶安全技術(shù)職業(yè)學(xué)院，重慶 404100)

0 引言

作為石油、化工等關(guān)系國民經(jīng)濟(jì)的工業(yè)裝置系統(tǒng)中不可或缺的流體控制設(shè)備之一，工藝閥門有著極其重要的作用，比如流體的通斷、介質(zhì)流速控制、流體工藝參數(shù)的調(diào)節(jié)、事故應(yīng)急處置保護(hù)。隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，我國閥門生產(chǎn)工業(yè)取得了可觀的發(fā)展，然而受到設(shè)計(jì)參數(shù)、安裝條件、工藝參數(shù)(溫度、壓力)、流體雜質(zhì)等因素的影響，閥門可能會(huì)發(fā)生泄漏。閥門一旦發(fā)生泄漏，輕則改變流體潔凈程度影響生產(chǎn)效率[1]，重則導(dǎo)致火災(zāi)爆炸事故發(fā)生，嚴(yán)重威脅整個(gè)石油管道安全生產(chǎn)甚至人員生命，如：造成了2.5萬人直接致死，55萬人間接致死的印度博帕爾事故；造成2人死亡，3人受傷的安徽久易農(nóng)業(yè)有限公司苯磺隆車間內(nèi)反應(yīng)釜底部閥門泄漏爆燃事故，這些事故案例無不在對(duì)安全管理人員提出警醒，在實(shí)際生產(chǎn)中，企業(yè)必須重視閥門安全，必須采取管理手段和技術(shù)手段預(yù)防閥門泄漏。

閥門泄漏分為外漏和內(nèi)漏兩種形式。外漏主要針對(duì)由閥桿的密封填料處、閥體連接處發(fā)生故障而引起的泄漏，泄漏流體直接暴露在現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境中。而內(nèi)漏是指啟閉件與閥體密封處故障引起的泄漏，管道內(nèi)介質(zhì)流向閥門下游[1]。針對(duì)閥門外漏，雖然可能引發(fā)火災(zāi)爆炸事故，但其明顯的泄漏特征較為容易被巡檢人員發(fā)現(xiàn)，從而及時(shí)采取應(yīng)急處置措施。閥門內(nèi)漏時(shí)泄漏的流體存在于設(shè)備當(dāng)中，具有一定的隱蔽性，巡檢和一般的監(jiān)測(cè)手段較難發(fā)現(xiàn)，所以為了保障現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)安全，關(guān)注閥門內(nèi)漏具有一定的經(jīng)濟(jì)和工程價(jià)值。

1 閥門內(nèi)漏原因分析

1.1 閥門設(shè)計(jì)缺陷，入場(chǎng)驗(yàn)收不嚴(yán)謹(jǐn)

在實(shí)際中，閥門的設(shè)計(jì)和制造工藝存在問題，閥門安裝前應(yīng)按照規(guī)章制度進(jìn)行外觀檢驗(yàn)和閥門實(shí)驗(yàn)，但是驗(yàn)收人員更關(guān)注閥門設(shè)計(jì)參數(shù)、型號(hào)和適用條件，以及產(chǎn)品質(zhì)量證書、檢測(cè)檢驗(yàn)報(bào)告等是否齊全，或是注重閥門外觀檢驗(yàn)，而忽視閥門的閥座、球體、閥瓣制造精度，以及閥門啟閉情況方面的檢查，忽視了閥門本身存在的缺陷[2]，使閥門剛投入使用就出現(xiàn)質(zhì)量問題。

1.2 閥門未按照要求嚴(yán)格安裝

閥門在安裝時(shí)，操作人員安全意識(shí)不強(qiáng)，存在一定的僥幸心理，違章操作或者違章指揮。在安裝過程中只關(guān)注閥門法蘭密封，忽視啟閉件與閥體密封處的完整性，或是對(duì)閥門手輪操作時(shí)用力過猛等不當(dāng)操作，會(huì)導(dǎo)致閥桿變形破壞密封面發(fā)生內(nèi)漏[2]。

1.3 閥門運(yùn)行中密封面磨損

閥門密封面是重要組成部分，是保障流體正常運(yùn)行的重要部件。一旦發(fā)生磨損，又長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行在高溫高壓工藝參數(shù)下，難免會(huì)導(dǎo)致缺損擴(kuò)大，甚至發(fā)生內(nèi)漏，嚴(yán)重的可能發(fā)生火災(zāi)爆炸事故。閥門密封面磨損有多方面的原因：(1)有堅(jiān)硬物質(zhì)進(jìn)入閥門中，并附著于閥座或其他重要部件中，操作人員打開或關(guān)閉閥門時(shí)，堅(jiān)硬物質(zhì)劃破密封面導(dǎo)致閥門內(nèi)漏。(2)閥門內(nèi)部構(gòu)件的材質(zhì)、熱處理不符合標(biāo)準(zhǔn)，從而導(dǎo)致閥門構(gòu)件的硬度不能匹配輸油氣管道的使用要求。而油氣管道輸送的往往是高溫高壓流體，閥門長(zhǎng)時(shí)間受到介質(zhì)的沖刷，導(dǎo)致閥門密封面發(fā)生破壞[3]。

1.4 閥門保養(yǎng)不當(dāng)或缺少維修

閥門更換以及保養(yǎng)需要一定的時(shí)間和經(jīng)濟(jì)成本，在實(shí)際生產(chǎn)中管理部門保養(yǎng)不當(dāng)或者未按照規(guī)章制度及時(shí)維修，導(dǎo)致閥門因?yàn)槿狈S護(hù)而使其開關(guān)構(gòu)件與閥座抱死，從而閥門啟閉困難或者難以操作。同時(shí)閥門長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行在復(fù)雜環(huán)境中，受到流體的沖刷，也會(huì)有灰塵等雜質(zhì)，管理人員沒有及時(shí)清掃或者全面處理，會(huì)造成雜質(zhì)積累，影響閥門正常啟用，甚而磨損密封面，產(chǎn)生閥門內(nèi)漏。另外，維修人員在對(duì)閥門進(jìn)行保養(yǎng)和維護(hù)的過程中出現(xiàn)違規(guī)操作，或者采用密封脂對(duì)閥門管道進(jìn)行密封，沒有及時(shí)進(jìn)行填補(bǔ)[3]。

2 閥門內(nèi)漏預(yù)防措施

閥門內(nèi)漏需要采取科學(xué)、有效的預(yù)防手段才能防患于未然，維護(hù)企業(yè)社會(huì)良好聲譽(yù)，切實(shí)保證油氣輸運(yùn)正常，保障在場(chǎng)員工的生命安全。

2.1 嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，嚴(yán)格閥門進(jìn)場(chǎng)和實(shí)驗(yàn)

采購人員要選擇有資質(zhì)、信譽(yù)好、質(zhì)量好、精度高的廠家生產(chǎn)的閥門，保證閥門出廠符合國家標(biāo)準(zhǔn)。進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收人員要嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，檢驗(yàn)閥門的外觀，關(guān)注閥門質(zhì)量和精度，同時(shí)要進(jìn)行閥門完整性試驗(yàn)，確保進(jìn)廠的閥門全部符合標(biāo)準(zhǔn)，從源頭預(yù)防閥門內(nèi)漏[4]。

2.2 增強(qiáng)責(zé)任心，嚴(yán)格閥門安裝和施工

注重增強(qiáng)閥門安裝人員的安全責(zé)任意識(shí)，通過安全教育讓安裝人員認(rèn)識(shí)閥門內(nèi)漏原因和內(nèi)漏嚴(yán)重性和事故后果，通過技術(shù)培訓(xùn)讓安裝人員熟練掌握閥門安裝操作規(guī)程?？梢灾贫毠お?jiǎng)懲制度，督促和警示工人提高安全意識(shí)，增強(qiáng)責(zé)任心，根據(jù)操作規(guī)程進(jìn)行閥門安裝[2]。

2.3 全過程閥門質(zhì)量控制

對(duì)閥門運(yùn)行進(jìn)行全過程監(jiān)管和維護(hù)，管理部門可以建立閥門完整性安全保障方案，基于信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)對(duì)閥門全過程進(jìn)行安全管理?；陂y門完整性安全保障方案可以使閥門基礎(chǔ)信息、運(yùn)行信息和閥門內(nèi)漏后續(xù)處理全部處于監(jiān)管之中，能有效預(yù)防閥門內(nèi)漏事故[5]。

2.4 建立閥門技術(shù)檔案

管理人員應(yīng)建立閥門技術(shù)檔案，閥門入場(chǎng)時(shí)將閥門尺寸、型號(hào)、通徑、類型、結(jié)構(gòu)、材料、密封填料等信息進(jìn)行建檔[5]。閥門安裝后將安裝人員、安裝日期、負(fù)責(zé)人等信息錄入檔案。閥門運(yùn)行中將閥門運(yùn)行工段、運(yùn)行工藝參數(shù)(流體溫度、壓力、介質(zhì)相態(tài))、保養(yǎng)記錄和維修狀態(tài)等數(shù)據(jù)進(jìn)行檔案更新。閥門更換和報(bào)廢的相關(guān)信息同時(shí)也錄入到檔案當(dāng)中。通過閥門技術(shù)檔案加強(qiáng)對(duì)閥門的全過程質(zhì)量控制。

3 閥門完整性保障方案

在閥門實(shí)際生產(chǎn)和使用中，由于閥門生產(chǎn)廠家規(guī)模大小、質(zhì)量高低不一，使用單位受限于經(jīng)濟(jì)實(shí)力和時(shí)間成本、管理人員技術(shù)實(shí)力參差不齊等因素影響，我國閥門內(nèi)漏現(xiàn)象還較為嚴(yán)重，針對(duì)于問題閥門的處理方法，專家一般會(huì)建議三種處理方法：維修保養(yǎng)、降級(jí)使用和更換處理。如果閥門出現(xiàn)非常輕微的損壞，管理人員可以通過加強(qiáng)日常保養(yǎng)、補(bǔ)充填料、增強(qiáng)密封等手段進(jìn)行處理，類似的閥門在壽命周期內(nèi)還可以繼續(xù)服役[1]。如果閥門屬于輕微內(nèi)漏，可以對(duì)其進(jìn)行降級(jí)處理，比如可以將閥門更換至常壓管道內(nèi)使用，或者在常開的狀態(tài)下運(yùn)行，保證閥門內(nèi)漏不會(huì)威脅油氣的正常運(yùn)輸。當(dāng)閥門處于嚴(yán)重內(nèi)漏狀態(tài)時(shí)，需要及時(shí)更換處理，防患于未然，避免發(fā)生事故。

閥門完整性保障方案以企業(yè)閥門管理信息數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，設(shè)置基本信息、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、運(yùn)行數(shù)據(jù)、信息查詢、閥門處置、應(yīng)急管理和系統(tǒng)管理等模塊，力爭(zhēng)關(guān)注到閥門生命整個(gè)周期，具體如圖1所示。

3.1 基本信息

基本信息模塊包括設(shè)計(jì)單位、生產(chǎn)廠家、采購人員、驗(yàn)收人員和責(zé)任人員，一旦閥門出現(xiàn)問題，可以根據(jù)此模塊信息回溯追源，明確問題出處，設(shè)置責(zé)任人員主要是為了提升員工的責(zé)任意識(shí)，全面增強(qiáng)其責(zé)任心。

3.2 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

閥門基礎(chǔ)數(shù)據(jù)模塊主要涉及閥門本身的信息，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括：閥門類型、閥門材質(zhì)、閥門尺寸和閥門編號(hào)，其中閥門類型包括通常的閘閥、截止閥、蝶閥、球閥、旋塞閥、止回閥、減壓閥、疏水閥等，用戶可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行修改和更新。閥門尺寸包含閥門通徑信息，不單獨(dú)進(jìn)行設(shè)置?；A(chǔ)數(shù)據(jù)模塊基于企業(yè)臺(tái)賬管理，在查閱閥門基礎(chǔ)數(shù)據(jù)時(shí)，可以根據(jù)實(shí)際情況對(duì)各部分信息進(jìn)行更改和調(diào)整。

3.3 運(yùn)行數(shù)據(jù)

閥門運(yùn)行數(shù)據(jù)模塊包括：運(yùn)行工段信息、運(yùn)行工藝參數(shù)、運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)。運(yùn)行工段為維修人員提供信息支持，方便巡檢和維修人員快速查找問題閥門。運(yùn)行工藝參數(shù)包括介質(zhì)溫度、壓力、相態(tài)等信息，運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)從閥門投入運(yùn)行時(shí)間開始計(jì)算。設(shè)置運(yùn)行數(shù)據(jù)目的在于關(guān)注閥門運(yùn)行狀態(tài)，全過程全時(shí)段對(duì)閥門進(jìn)行科學(xué)管理。

圖1 閥門完整性保障方案

3.4 信息查詢

閥門信息查詢模塊主要是方便進(jìn)行日常維修和保養(yǎng)，主要包括：閥門檢測(cè)記錄、維護(hù)歷史記錄、工藝信息查詢和其他信息查詢。管理人員可以根據(jù)查詢閥門的運(yùn)行信息、閥門檢測(cè)記錄明確閥門運(yùn)行狀態(tài)，判斷閥門是否發(fā)生內(nèi)漏、內(nèi)漏的嚴(yán)重程度，也可以查詢閥門的維護(hù)歷史記錄，為后續(xù)進(jìn)行科學(xué)管理提供參考。工藝信息查詢子模塊可以提供閥門運(yùn)行工段的流體溫度、壓力等參數(shù)。

3.5 閥門處置

閥門發(fā)生內(nèi)漏后，管理人員可以根據(jù)安全保障模塊選擇處理方式，安全保障模塊主要包括：閥門維修保養(yǎng)、閥門降級(jí)處理和閥門更換。在實(shí)際中應(yīng)當(dāng)如何處理可以根據(jù)閥門危險(xiǎn)等級(jí)進(jìn)行科學(xué)判定，具體如表1所示，閥門危險(xiǎn)等級(jí)分為四級(jí)，I級(jí)為災(zāi)難性的，閥門已經(jīng)報(bào)廢；II級(jí)為嚴(yán)重的，閥門發(fā)生較大損壞；III級(jí)為臨界性的，閥門發(fā)生較小損壞；IV級(jí)為可忽略的，閥門無損壞或者發(fā)生非常小的損壞。

對(duì)于危險(xiǎn)性等級(jí)為I級(jí)的閥門進(jìn)行更換，被更換掉的閥門從系統(tǒng)備用庫中刪除，同時(shí)直接報(bào)廢。對(duì)于危險(xiǎn)性等級(jí)為II級(jí)的閥門，可以進(jìn)行維修的，通知技術(shù)人員進(jìn)行維修保養(yǎng)，繼續(xù)投入使用，如維修后當(dāng)前工藝狀態(tài)不能使用，則存儲(chǔ)在閥門備用庫中，以備后續(xù)降級(jí)處理。對(duì)于危險(xiǎn)性等級(jí)為III級(jí)的閥門，直接進(jìn)行更換處理，被更換的閥門信息存儲(chǔ)在備用庫中，等待降級(jí)處理。對(duì)于危險(xiǎn)性等級(jí)為IV級(jí)的閥門，屬于無損壞，加強(qiáng)監(jiān)測(cè)，繼續(xù)正常使用即可。

表1 閥門危險(xiǎn)等級(jí)

3.6 應(yīng)急管理

應(yīng)急管理模塊包括現(xiàn)場(chǎng)處置、廠級(jí)應(yīng)急、擴(kuò)大應(yīng)急。當(dāng)閥門內(nèi)漏導(dǎo)致發(fā)生事故時(shí)，管理部門啟動(dòng)應(yīng)急管理模塊，根據(jù)事故嚴(yán)重程度決定啟動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)處置方案還是應(yīng)急預(yù)案。

3.7 系統(tǒng)管理

系統(tǒng)管理模塊主要為操作人員提供數(shù)據(jù)維護(hù)和系統(tǒng)管理。系統(tǒng)管理模塊包括：用戶登錄、用戶設(shè)置、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與更新。要為使用人員提供保存與提取、登錄和退出服務(wù)，防止數(shù)據(jù)丟失。

4 結(jié)語

綜上，通過分析諸多事故案例發(fā)現(xiàn)，閥門內(nèi)漏會(huì)影響油氣管道的正常運(yùn)輸。為及時(shí)預(yù)防閥門內(nèi)漏，本文進(jìn)行了閥門內(nèi)漏原因分析，提出全過程關(guān)注導(dǎo)致閥門內(nèi)漏因素。為防患于未然，給出閥門內(nèi)漏預(yù)防和控制措施，在此基礎(chǔ)上，構(gòu)建閥門完整性保障方案，此方案共分基本數(shù)據(jù)、信息查詢、安全保障、應(yīng)急管理和系統(tǒng)管理五個(gè)模塊，指導(dǎo)工作人員進(jìn)行閥門管理。后續(xù)也可以根據(jù)實(shí)際增減內(nèi)容，對(duì)提升企業(yè)管理效率和有效性具有一定的意義。