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石油化工中阀门泄露检测分析

吴云舸

浙江省机电产品质量检测所有限公司,浙江杭州,310051

摘要: 相对于其余行业来说,化工行业及石油行业对环境污染更加严重,所以相关部门和人员必须提升对其关注程度。当前,我国对废渣、废气和废水的排放标准进行了明确规定并采取了相关措施进行干预,但是当前缺少对污染源的关注程度,比如阀门泄露问题。阀门是于石油化工冶炼装置中应用最为关键的部件,由于阀门的类型较多,且数目庞大,加之石油化工生产中,大都以易燃易爆、毒性强和腐蚀性强的物质为主要介质,其实际应用中,阀门故障的发生概率较高,其会导致较为严重的产品、能源和原材料浪费问题,加剧对环境的不良影响,笔者作为一名相关行业的从业人员,对石油化工中阀门泄露检测分析进行了一定研究,希望可以为未来的研究工作带来更多的帮助。
关键词: 石油化工;阀门泄露;气体检测;阀门故障
DOI:10.12721/ccn.2022.157170
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0引言

阀门在油气储运中发生着不可或缺的关键效用,阀门泄露属于常见问题之一,若是不能尽早采取措施进行问题的处理,将导致严重后果的出现。阀门泄露主要涵盖内部和外部两种卸扣方式,若是发生外部泄露,时长可听到气流声。若是阀门产生内漏,其不易察觉,且隐蔽性较强,极易导致安全隐患的形成,本文分析阀门泄露发生的主要因素,了解其对生产及环境所产生的危害,由石化生产的情况出发,对阀门检测技术机械能分析,并针对石化生产之中阀门泄露检测进行针对性建议的提出。

1阀门泄露的原因分析

在实际的生产中,阀门的泄露是最常发生的质量问题,阀门泄露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,两种泄露现象不同,都与阀门本身的质量和使用操作有关。在大多数情况下,外漏造成的后果往往比内漏更加严重。在工业生产中,阀门的外漏不但造成原材料及能源的浪费,还会直接污染环境,甚至引起火灾、爆炸、中毒等危害生命的重大事故,给国民经济造成严重损失。

1.1 阀门外漏的原因及其分析

外漏常见于阀体、阀杆、填料函与阀体的连接部位。

1)阀体泄露的原因阀体通常是铸造的,容易形成砂眼等铸造缺陷,阀体的砂眼会导致介质的泄露,一般为渗漏,流量较小,通过水压试验就能被发现。

2)阀杆泄露的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,产生泄露。此种泄露往往流量较大,对生产装置和周围的环境容易造成严重的危害。

3)填料函泄露的原因填料函是由填料箱、填料、填料垫以及填料压紧机构等组成。填料箱置于阀体或阀盖上,起容纳填料的作用。填料垫置于填料箱底部,起支撑填料的作用。填料分软质密封填料和成型填料两种。成型填料以弹性材质为原料,采用压模成型或车削加工制成各种环形密封圈,相比之下,成型填料结构紧凑,密封性能好,适用性更强。填料函泄露的原因是填料压盖松动、密封填料不严密、填料品种或质量不符合要求、填料老化或被阀杆磨损。

4)阀体连接处泄露的原因阀体连接部位的密封是指阀体与阀盖之间的密封,一般情况下为法兰密封。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,都能引起阀体连接部位泄露。

1.2阀门内漏的原因分析

介质的隔断式靠阀芯和阀座表面密封来实现的,阀芯、阀座密封失效,使阀门出现内漏。其原因主要如下:阀门的设计和制造工艺存在问题,造成阀门密封不严导致介质的泄露,多为渗漏或小流量连续排放;阀板或密封面变形造成密封不严,从而引起介质的泄露,一般为渗漏或小流量连续排放;在阀门的制造、运输、检验、安装和使用过程中,损伤了阀门的密封面,使密封不严,小流量的渗漏也可能成为大流量的渗漏;介质内含有固体杂质造成阀门关闭不严,从而引起介质泄露,这种泄露可能是小流量的渗漏,也可能是大流量的渗漏。综合分析阀门的泄露原因,我们可以看出,阀门在设计、制造和运输中形成的泄露,可以通过前期有效的检查和检测进行可靠地控制。阀门在安装和使用过程中造成的泄露,主要是阀门连接处中法兰或阀杆填料函密封损伤造成的外漏和阀座密封面失效形成的内漏。据统计,80%的阀门泄露是由于其密封面的损坏而引起的。石油化工生产中,内漏由于更不易发现,时有发生的介质被污染、火灾爆炸、中毒事故大多是阀门内漏造成的。

2阀门泄露检测方法

2.1直观观察法

根据有经验的操作人员对装置进行巡查,应用闻、听及看的方式,分析是否存在泄露现象。这一形式无法开展连续性的泄露检测,所以具有较差的检测实时性。

2.2质量平衡法

从流入及流出阀门介质的质量值与体积值之间的差值分析是否存在泄露问题,其应用优势为具有较高的可靠性,可对小流量泄露问题进行检验,但是其应用中也存在缺陷,为应用具有较差的及时性,且仅能够对阀门外漏情况进行检测。

2.3压力点分析方式

压力点分析方式为阀门捡漏应用的最主要方法,在运行阀门之上所产生的泄露,会增加上游流量,同时下游及上游之中的压力值也会随之降低。泄露会导致压降在泄露点位置发生的数据最大,且其会向泄露段头尾部位逐渐降低。若是入口流量或者压力值发生极大变化的状况下,则说明可能存在阀门泄露问题,这一方式可对较大的泄露问题进行检测。

2.4声发射法

材料之中,局域源能量快速释放后,会形成瞬态弹性波现象,其指的就是声发射,也被称之为应力波发射。开展阀门检测过程中,若是由于阀门的密封性不好而诱发的泄露问题的发生,阀体内部材料会由密封面缝隙之中喷射出,导致紊流的形成。这一紊流对密封面表面形成冲击作用,导致弹性波被激发,这就是泄露发生信号,信号的强弱与流体之间的流动速度、流量、流体物理性质、管道布置情况、阀门压降及阀前压力存在相关性。弹性波会由阀体传播至材料表面位置,其会诱发声发射传感器探测表面位置的改变,探测器会受到压电效应影响,出现材料进行振动转化,形成电信号,进而电信号被放大,被处理并被记录。依靠声发射信号记录分析及鉴别形式,可有效对阀门泄露的情况进行把控。

3结论

在石化工业生产中阀门的泄露往往是重大事故的隐患,是不容忽视的问题,它对企业的效益、安全、节能及环保都会带来重大影响。目前石化企业阀门管理还仅限于简单的检查手段,主要依靠企业定期大检修,这对于设备的安全运转和阀门的使用寿命都是极为不利的,由此造成的损失也是巨大的。因此消除阀门泄露不仅要从优化阀门结构设计、合理选型入手,还要逐步发展在线泄露检测技术作为预知性维修手段。

参考文献

[1]陈让曲,赵声玉.阀门的泄露与控制[J].通用机械,2005,(2):11.

[2]王训钜.阀门使用维修手册[M].北京:中国石化出版社,1999.

[3]张仁忠,路艳洁.系统思想在管道运输泄露监测,精确定位中的应用[J].系统工程理论与实践,1999,19(12):123-127.

[4]袁振明,马羽宽,何泽云.声发射技术及其应用[M].北京:机械工业出版社,1985.

[5]王立宁,李健.热输原油管道瞬态压力波法泄露点定位研究[J].石油学报,2000,(4):93-96.