法蘭閥門安裝及檢修保養(yǎng)管理探討

梁超，于建華，陳林，羅丙陽，趙守偉

（海洋石油工程股份有限公司，天津 300457）

0 引言

隨著工業(yè)化不斷提高，石油化工裝置遍布陸地和海上，裝置內(nèi)或裝置間物料的存儲(chǔ)和運(yùn)輸大多通過設(shè)備、閥門和管道系統(tǒng)完成。其中閥門是用來控制管道系統(tǒng)內(nèi)介質(zhì)運(yùn)動(dòng)的重要管道部件，也是控制管道介質(zhì)流動(dòng)以及控制設(shè)備管道內(nèi)流動(dòng)的其他介質(zhì)（液體、氣體、粉末）的流通方向或者流體靜止方向而能夠手動(dòng)或自動(dòng)調(diào)節(jié)改變其壓力流速等的重要控制部件。根據(jù)管道系統(tǒng)內(nèi)介質(zhì)流動(dòng)需求的變化，來控制閥門的開、關(guān)、方向，使被輸送介質(zhì)達(dá)到運(yùn)動(dòng)、停止的要求或改變介質(zhì)流量大小、調(diào)節(jié)被輸送介質(zhì)壓力大小等要求，常用于管道的中間位置及末端位置。按工藝生產(chǎn)技術(shù)要求為了使制造、運(yùn)輸、安裝、維修方便，絕大多數(shù)石油化工設(shè)備都采用可拆卸的連接結(jié)構(gòu)。由閥體、閥蓋、閥座、啟閉附件、驅(qū)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)、密封填料和連接緊固件組件組成。閥門驅(qū)動(dòng)方式可以任意選擇，傳動(dòng)的方法有手動(dòng)、氣動(dòng)、液動(dòng)、電動(dòng)、電氣聯(lián)合及電液聯(lián)合驅(qū)動(dòng)和電氣聯(lián)合驅(qū)動(dòng)方法等等；可以實(shí)現(xiàn)在受氣壓、溫度變化和信號(hào)傳輸?shù)雀鞣N外部物理形式的共同影響下，按照預(yù)先設(shè)定好的條件動(dòng)作。閥門的連接、密封、拆卸等優(yōu)越性，使閥門成為石油化工等生產(chǎn)裝置的主要連接件，閥門的管理成為裝置建造中一項(xiàng)重要工作[1]。

1 閥門存儲(chǔ)與運(yùn)輸

1.1 閥門的分類及存儲(chǔ)

閥門的種類繁多，而且不斷有適用性強(qiáng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、材料新穎、用途廣泛的閥門開發(fā)；按構(gòu)成材質(zhì)，連接形式，驅(qū)動(dòng)方式，公稱壓力，閥門的作用及分類可以分為多種方法。如金屬閥門和非金屬閥門，金屬閥門長(zhǎng)時(shí)間存儲(chǔ)前要涂抹潤(rùn)滑脂，存儲(chǔ)空間要干燥，以防生銹。其中不銹鋼等有色金屬閥門，可以使用緩沖材料包裹，裝木箱包裝，注意密封面一定要墊上緩沖材料，防止磕碰。如果是碳鋼閥門，需要做防銹保護(hù)，使用氣相防銹材料包裹，同時(shí)使用緩沖材料，再裝木箱。每個(gè)閥門要單獨(dú)存放，因?yàn)椴煌馁|(zhì)和批號(hào)的金屬材料，接觸存放會(huì)因?yàn)殡娀瘜W(xué)效應(yīng)而加快腐蝕生銹。非金屬閥門一般用于防腐的場(chǎng)合，其自身不會(huì)生銹，但應(yīng)防止機(jī)械損傷變形。

1.2 閥門的運(yùn)輸

（1）閥門運(yùn)輸時(shí)，首先需要對(duì)閥門的法蘭面進(jìn)行保護(hù)，在密封面上涂抹潤(rùn)滑油脂，以防止銹蝕，影像密封效果，再使用塑料墊板或木板進(jìn)行封堵。（2）閥門運(yùn)輸時(shí)，要使用條形方木或軟包塑料泡沫等包扎牢固，外形包裝完好，每個(gè)閥門要單獨(dú)包裝，尤其是非金屬閥門更要防止磕碰、擠壓、機(jī)械損傷變形等，避免影響閥門的密封效果。（3） 閥門運(yùn)輸時(shí)，有色金屬閥門、金屬閥門及非金屬閥門要分開包裝、運(yùn)輸，避免材料之間的相互接觸，引起化學(xué)反應(yīng)，造成閥門之間的污染。

2 閥門安裝

2.1 閥門安裝的一般規(guī)定及安裝注意事項(xiàng)

（1）有方向要求的閥門，外殼上標(biāo)有方向標(biāo)志，安裝時(shí)與圖紙介質(zhì)方向保持一致。（2） 安裝水平方向的閥門時(shí)，閥桿及手輪不準(zhǔn)朝下安裝，以避免仰臉操作。（3）閥門豎直安裝時(shí)，當(dāng)閥門中心高于1.8 m 以上時(shí)，需設(shè)操作平臺(tái)，集中布置。（4）多個(gè)閥門并列豎直安裝時(shí)，閥門中心線距離地面要盡量要求在一個(gè)高度上，且閥門手輪之間的凈距最小不低于100 mm。（5） 埋地敷設(shè)閥門時(shí)，閥門安裝處應(yīng)做井室處理，在地下不能直接安裝明桿閥門，要對(duì)閥桿加以保護(hù)，防止銹蝕。（6）大型閥門吊裝時(shí)，索具應(yīng)系在閥體吊點(diǎn)上，不準(zhǔn)系在閥桿或手輪上。較小的閥門運(yùn)輸和安裝時(shí)應(yīng)輕拿輕放，防止磕壞。

2.2 閥門安裝使用前的強(qiáng)度試驗(yàn)和嚴(yán)密性試驗(yàn)

（1）閥門試驗(yàn)時(shí)應(yīng)從每批相同閥門中抽取，數(shù)量不得低于10%,數(shù)量較少時(shí)，最少于抽取一個(gè)進(jìn)行試驗(yàn)。對(duì)于安裝在主干管上起切斷作用的閉路閥門，應(yīng)逐個(gè)作嚴(yán)密性及強(qiáng)度試驗(yàn)[2]。（2）閥門的嚴(yán)密性試驗(yàn)旨在測(cè)試閥門中內(nèi)部結(jié)構(gòu)及密封面、外部閥蓋與密封墊以及填料作密封程度的檢驗(yàn)，嚴(yán)密性試驗(yàn)壓力為公稱壓力的1.1 倍。（3） 閥門的強(qiáng)度試驗(yàn)旨在測(cè)試閥體材質(zhì)承受壓力能力的試驗(yàn)，閥門強(qiáng)度試驗(yàn)壓力的大小為公稱壓力的1.5 倍。

2.3 按圖施工

（1）閥門安裝前，對(duì)閥門的位號(hào)、磅級(jí)等級(jí)、規(guī)格尺寸、連接形式等應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)核對(duì)，確保閥門符合設(shè)計(jì)使用要求，與圖紙保持一致。對(duì)有方向要求的閥門如：截止閥、單向閥、調(diào)節(jié)閥應(yīng)按設(shè)計(jì)圖紙要求查看管道系統(tǒng)介質(zhì)流向，其壓蓋螺栓應(yīng)留有一定的距離，保證調(diào)節(jié)尺寸。（2） 閥門安裝之前應(yīng)仔細(xì)檢查法蘭面水紋線的完整性，沒有損壞磕碰想象，且打到關(guān)閉狀態(tài)在進(jìn)行安裝。閥門安裝時(shí)，其閥頭手柄或手輪的安裝方向應(yīng)考慮到操作方便、維修方便及人員的安全通行等要求。

2.4 工具和設(shè)備管理

（1）閥門的安裝設(shè)備、工具、機(jī)具等要符合項(xiàng)目質(zhì)量要求。（2） 液壓扭矩設(shè)備和工具要在規(guī)定的周期內(nèi)進(jìn)行檢定，檢定周期最長(zhǎng)是1 年，手動(dòng)力矩扳手常為一個(gè)月，液壓扭矩扳手一般三個(gè)月，需進(jìn)行檢定。

2.5 人員資質(zhì)和培訓(xùn)

（1）所有人應(yīng)學(xué)習(xí)掌握各種閥門特點(diǎn)，功能，適用范圍，保護(hù)措施、安裝拆卸等相關(guān)程序，工具設(shè)備的使用程序及方法，閥門安裝完成后的驗(yàn)收方法。（2）所有人員必須培訓(xùn)考核合格才能上崗工作。

2.6 閥門連接

（1）閥門裝配前，要保證法蘭面水紋線完好、無損壞、磕碰等。（2） 閥門連接時(shí)，閥門法蘭和管線法蘭在沒有外力作用下徑向兩個(gè)法蘭面平行和軸向同軸同中心設(shè)置。如果使用外力拆卸閥門，相關(guān)工作人員要在連接前進(jìn)行應(yīng)力計(jì)算，符合工藝技術(shù)要求后再進(jìn)行安裝連接。（3）選擇符合設(shè)計(jì)文件要求的螺栓和墊片，安裝過程中，螺母可以自由穿過法蘭孔并在螺釘上旋轉(zhuǎn)。擰緊螺母后，螺紋應(yīng)漏出2 至3 個(gè)扣為宜。（4）按相關(guān)規(guī)定要求在螺栓上涂抹潤(rùn)滑脂，以防止銹蝕。（5）按設(shè)計(jì)文件要求規(guī)定選擇相應(yīng)的螺栓緊固的扭矩值。（6）閥門螺栓扭矩的緊固順序以對(duì)角順時(shí)針方向用阿拉伯?dāng)?shù)字進(jìn)行標(biāo)記，分三步進(jìn)行緊固，將第一步扭矩調(diào)節(jié)至螺栓最大扭矩的1/3 用于緊固，將第二步扭矩調(diào)節(jié)至螺栓最大扭矩的2/3 用于緊固，將第三步扭矩調(diào)節(jié)至螺栓最大扭矩的100%用于緊固。擰緊時(shí)及時(shí)檢查閥門法蘭縫隙。如果法蘭面之間的縫隙不均勻，及時(shí)進(jìn)行調(diào)整[3]。（7）在螺栓緊固完成之后，進(jìn)行管理掛牌，依據(jù)驗(yàn)收規(guī)范要求由專職檢驗(yàn)人員確認(rèn)簽字進(jìn)行質(zhì)量驗(yàn)收。

2.7 閥門螺栓拉伸

大管徑的閥門，螺栓預(yù)連接后需要通過專業(yè)螺栓拉伸器進(jìn)行拉伸，保證連接的可靠性和緊密性。當(dāng)前比較先進(jìn)的預(yù)拉伸技術(shù)就是使用液壓拉伸器預(yù)緊螺栓。

2.7.1 螺栓拉伸器的特點(diǎn)

（1）螺栓拉伸器利用液壓原理產(chǎn)生拉力對(duì)螺栓直接拉長(zhǎng)，無扭轉(zhuǎn)剪切力和側(cè)向應(yīng)力，對(duì)法蘭和螺母之間的接觸面不產(chǎn)生摩擦損傷，是使用過程中對(duì)螺栓的預(yù)緊力精確控制的有效方法[4]。（2）螺栓拉伸器和液壓扭矩扳手相比較，其優(yōu)點(diǎn)是反應(yīng)敏捷、精確，不產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)剪切力、對(duì)法蘭和螺母不產(chǎn)生摩擦損傷、可以同步多條螺栓預(yù)緊使用。（3）螺栓拉伸機(jī)廣泛應(yīng)用于許多工作場(chǎng)合，特別是對(duì)預(yù)緊力有嚴(yán)格要求的場(chǎng)合。螺栓拉伸器廣泛應(yīng)用于許多工作場(chǎng)合，特別是在對(duì)預(yù)緊力要求較嚴(yán)的場(chǎng)合使用較多。（4） 缺點(diǎn)是對(duì)螺栓軸向空間的要求大，狹窄的地方會(huì)受到一定的局限性，不能完全操作；對(duì)螺栓的長(zhǎng)度要求要有一定的范圍，需要足夠的伸長(zhǎng)余量。

2.7.2 螺栓拉伸器的預(yù)緊要求

（1） 使用之前按施工要求計(jì)算出螺栓的預(yù)緊拉力，調(diào)好與之對(duì)應(yīng)的油壓，以免工作壓力超出范圍，對(duì)螺栓造成破壞。（2） 在螺栓拉伸過程中，監(jiān)視拉伸器的最大設(shè)計(jì)使用行程，不得超過。（3） 按順序分步驟預(yù)緊不同的螺栓時(shí)，不同步驟預(yù)緊的螺栓之間會(huì)產(chǎn)生相互作用，為避免減少這一作用，應(yīng)該有計(jì)劃的布置螺栓預(yù)緊順序和螺栓的拉伸力。一般情況下拉伸數(shù)量應(yīng)按照拉伸器/ 螺栓的比例為50%, 并且拉器均勻?qū)ΨQ分布。在一定情況下，25% 的選配比例也可以接受。

2.8 閥門裝配管理記錄

（1）建立閥門資料檔案數(shù)據(jù)庫(kù)，所有閥門都應(yīng)對(duì)應(yīng)一個(gè)唯一的編號(hào)，每個(gè)閥門的節(jié)點(diǎn)信息清楚的記錄在卡片上，同時(shí)在電子檔案中進(jìn)行記錄，包括閥門的安裝 、緊固日期，閥門的工作壓力、工作溫度及連接形式，墊片材質(zhì)和螺栓規(guī)格尺寸，螺栓緊固扭矩值，操作人員信息，工具、設(shè)備信息，完工確認(rèn)驗(yàn)收信息等。（2）對(duì)存在高風(fēng)險(xiǎn)處的閥門進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤及全程記錄。

2.9 閥門接口保護(hù)

閥門密封面應(yīng)該重點(diǎn)保護(hù)，尤其在運(yùn)輸、存儲(chǔ)、吊裝過程中應(yīng)采取相應(yīng)的保護(hù)措施，防止密封面的破壞。（1） 閥門在有相應(yīng)法蘭保護(hù)的情況下，應(yīng)在兩法蘭之間夾以密度小的橡膠或塑料制蓋板封閉，蓋板的厚度要大于3 mm 以上最佳。（2） 當(dāng)使用金屬或非金屬盲板安裝在閥門端口處時(shí)，緊固螺栓應(yīng)均勻分布且不得少于4 條。（3） 使用金屬或非金屬塑料圓形保護(hù)裝置固定在閥門接管端部。

3 閥門檢修與保養(yǎng)

3.1 閥門檢修

（1）閥門管道系統(tǒng)內(nèi)輸送的介質(zhì)在各種外力及工作環(huán)境的作用之下，在一定程度上會(huì)產(chǎn)生磨損變形、內(nèi)部腐蝕泄漏，對(duì)閥門管道的整體性能會(huì)產(chǎn)生一定的影響。在閥門管道系統(tǒng)的正常操作期間，對(duì)閥門管道系統(tǒng)仔細(xì)觀察，查看介質(zhì)流量，外部產(chǎn)生的噪音，掌握規(guī)律，從而對(duì)閥門管道的系統(tǒng)作出判斷，作出預(yù)判信息，對(duì)可能出現(xiàn)問題的閥門作出詳細(xì)的施工計(jì)劃，并經(jīng)有關(guān)部門批準(zhǔn)后進(jìn)行維修保養(yǎng)。（2） 閥門檢修是一項(xiàng)經(jīng)驗(yàn)性多、技術(shù)性高、綜合性強(qiáng)的維修技術(shù)，其中包括現(xiàn)場(chǎng)觀察，就是到作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)查看閥門的外觀變化，如：漏液、腐蝕、生銹等，獲得重要信息及時(shí)處理，這種方法對(duì)閥門檢修人員經(jīng)驗(yàn)性要求高，使用本身肉眼對(duì)閥門進(jìn)行整體觀察掌握滴漏跑冒等現(xiàn)象。第二就是介質(zhì)通過閥門后會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)及噪音，對(duì)震動(dòng)及噪音的大小作出判斷，對(duì)影響較大的閥門需進(jìn)行計(jì)劃維修。第三就是用流量計(jì)來測(cè)量通過閥門管道的介質(zhì)流量速度、流量，判斷閥門管道系統(tǒng)的運(yùn)行狀況是否良好。第四就是對(duì)閥門的關(guān)斷狀態(tài)進(jìn)行試驗(yàn)，防止出現(xiàn)有內(nèi)漏的想象。

3.2 閥門保養(yǎng)

（1）閥門在外界環(huán)境影響下，裸漏的外表面會(huì)發(fā)生銹蝕，在不停產(chǎn)的情況下，要對(duì)指定閥門進(jìn)行在線保養(yǎng)，主要通過涂抹防銹油和纏繞防腐蝕膠帶方式解決。（2） 經(jīng)常開關(guān)使用的閥門，對(duì)閥門轉(zhuǎn)動(dòng)部件每月至少潤(rùn)滑一次。（3）對(duì)于常開或常閉的閥門，要定期對(duì)手輪或手柄進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)閥門螺紋桿添加潤(rùn)滑劑，以防卡住。（4）需要對(duì)閥門各部件完整性進(jìn)行常規(guī)檢查。如手輪或手柄的脫落，螺栓螺母的丟失，不能湊合使用，否則會(huì)閥頭上部的四方造成破壞，相互配合可靠性降低，乃至不能開關(guān)。（5） 室外溫度在0 度以下時(shí)，水閥長(zhǎng)期關(guān)閉，應(yīng)將閥后積水排除，防止結(jié)冰，凍壞閥門。汽閥停汽后，也要排除產(chǎn)生的冷凝水。松動(dòng)閥門底部的絲堵，將冷凝水排出閥體。（6）如果閥門的結(jié)構(gòu)是驅(qū)動(dòng)閥門，要定期對(duì)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)添加潤(rùn)滑油，并且要保證閥門的清潔。

4 結(jié)語

閥門管理是一項(xiàng)系統(tǒng)性工作。作為設(shè)備或管道的一部分，從裝置建造初期到投產(chǎn)運(yùn)行，是重要的質(zhì)量控制點(diǎn)和巡檢的重點(diǎn)部位。防止因閥門失效而發(fā)生介質(zhì)跑冒滴漏的現(xiàn)象，甚至更大的事故，可保證石化裝置的安全運(yùn)行。