前言
据不完全统计，生产现场5%至10%的阀门存在内部泄漏，75%的泄漏损失是由阀门泄漏引起的，占总数的1%至2%。管道运输企业的一些计量站在计量过程的截止阀内发生泄漏，这意味着管道运输企业生产的油品总是在没有计量的情况下流向下游的炼油或销售部门企业。由于缺乏阀门内部泄漏检测工作，这些计量站无法确定阀门的完整性状态。为了完全避免经济损失，一些企业拆除了截止阀并堵塞了管段，被迫改变了工艺流程。但随着阀门泄漏检测技术的发展和成熟，阀门完整性的在线确认变得非常容易实现。
1阀门内漏失效机理分析
阀门根据驱动方式分类为手动、电动、气动以及气液联动型。本文探讨应用最广泛的固定式全焊接球阀。球阀包括阀体、球体、阀座、阀杆及传动机构，阀体设有放空阀和排污阀。长输天然气管道球阀型式为DIB-1型，也称为双隔离泄压阀，具有两侧阀座密封面。在关闭状态，泄放密封面间的内腔压力，每个密封面承受一侧介质的压力。球阀密封机理是以带圆形通孔的球体为启闭装置，以阀杆为轴，球体随阀杆旋转90°，实现连接和截断管道中流体功能。阀体和密封圈之间存在阀腔，阀门运行一定时间后，密封材料可能硬化失效，管道内气体进入阀腔，产生内漏。
2内漏失效原因分析
2.1 厂家原因：
（1） 在生产制造过程中，质量控制不严，阀门密封结构本身存在缺陷，或阀门密封试验控制不到位，导致阀门出厂时出现内漏。
（2） 出厂前水压试验后，阀门未进行排污、烘干、防腐处理，导致密封面腐蚀，内部泄漏。
（3） 从制造商到转运站的吊装和运输不当导致阀门整体损坏，导致阀门内部泄漏。
（4） 工厂或现场安装时限设置不准确可能导致泄漏，长期带泄漏操作可能导致密封面损坏。
（5） 阀门储存或运输过程中保护不当可能导致沙子等固体杂质进入阀门并导致内部泄漏。
（6） 注脂管路中存在铁锈等杂质，当润滑脂进入阀座密封面时，会导致内部泄漏。
2.2施工原因：
（1） 从转运站到施工现场的吊装和运输不当会对阀门造成整体损坏，导致阀门内部泄漏。
（2） 施工现场防护不足，阀门两端防护罩丢失，沙子等固体杂质进入阀门造成内部泄漏。
（3） 在现场焊接过程中，未按照制造商提供的阀座控制温度值严格控制预热、夹层和焊接温度，导致密封圈和密封面损坏，导致内部泄漏。
（4） 焊接时，阀门未处于全开位置，焊接飞溅物会损坏球面或密封面，导致内部泄漏。
（5） 焊渣等施工残留物未清理干净，造成后期阀门启闭过程中密封面划伤和内部泄漏。
（6） 在现场强度压力测试中，阀门处于全开位置，由于压力过大，阀座损坏，导致内部泄漏。
2.3操作原因：
（1） 未按规定对阀门进行定期维护或维护方法不当，导致阀门过早内漏。
（2） 清洁不当可能会损坏密封表面并导致内部泄漏。
（3） 阀门长期不维护或不活动可能会导致阀座和阀球锁定，导致阀门打开和关闭时密封面损坏和内部泄漏。
（4） 阀门在长期运行过程中，阀杆或延长杆可能会生锈脱落，阻碍球体在适当位置旋转。操作过程中执行机构限位锈蚀、螺栓松动或限位设置不准确都可能导致阀门打开和关闭不到位，从而导致内部泄漏：
（5） 由于缺乏定期维护保养，导致密封脂变干变硬，干燥的密封脂堆积在弹性阀座后面，阻碍阀座运动，导致密封失效。
（6） 操作不当，长期使用球阀进行流量和压力调节，以及携带固体颗粒的天然气对球形表面和密封表面的长期侵蚀，都可能损坏球形表面和密封面，导致内部泄漏。
3阀门泄漏检测的技术方法
3阀门内漏检测技术
3.1阀门气体放空检测
确认阀门处于全开或全关状态，通过排气阀排出阀门内的压力气体，并检测是否有连续的气体排放，证明阀门存在内部泄漏。这种方法广泛用于操作中的阀门，操作简单，但不准确。需要结合专业设备确定泄漏点，阀门现场放空存在风险和隐患。
3.2管段压力检测
关闭管段前后的截断阀，放空管段内的气体，关闭放空阀。通过是否有气体节流声来确认阀门中是否有气体。如果有节流声音，则表明阀门存在内部泄漏。如果没有节流声音，10小时后打开排气阀，再次确认气体节流声音。这种方法简单直观，需要操作来切换流程，验证过程需要大量时间。如果出现压力反弹，则有必要使用专业设备来确定泄漏点。
3.3阀门放空和氮气注入检测
阀门排气，如果阀室内仍有气体，则表明阀门的密封性能不完善。排空阀门后，使用氮气置换来检测排放气体的成分，并确定阀门是否内部泄漏。这种方法适用于阀门内部泄漏严重、操作复杂且耗时的情况。天然气的放空和注氮成本较高，造成一定的能源损失。这种方法主要用于严重的内部泄漏和阀门关闭不充分的情况。
3.4专业设备测试
采用超声波检测器对天然气阀门进行内部泄漏检测。工作原理是测试密封圈处的压差。如果阀体和阀座之间有间隙，高压侧气体通过密封圈的间隙进入低压侧，在间隙处形成涡流并产生声波。如果内部泄漏间隙较大，则声音频率低于20kHz，甚至可以听到节流声。如果间隙很小，并且声音频率高于20kHz，则听不到声音。基于上述四种方法的优缺点，考虑采用超声波检测和阀门排气检测相结合的方法，以避免使用单一方法的局限性和误判。
4.天然气长输管道阀门维护的具体措施
（1） 操作前应严格检查阀门。天然气长输管道阀门在投入使用前，必须进行严格的安全检查，以确保其投入使用后的正常运行。首先，有必要确认阀门的放置位置。阀门的放置位置对于整个天然气运输非常重要，以避免不正确放置的风险。其次，要评估阀门的内部磨损情况，确定材料是旧的还是新的，并检查所有零件都能正常使用，没有任何损坏，尤其是阀门的齿轮和阀杆，以确保阀门处于良好状态。当然，不应忘记，阀门还需要在静态环境中进行密封测试。进行此测试时，必须确保阀门处于半开位置，同时，必须使用低压下密封性能强的测试工具，从阀门的泄压塞向阀室最大限度地施压，以测试其密封性能。
（2） 在使用过程中对阀门进行日常维护。天然气长输管道在使用过程中，要定期对阀门进行检查、维护和保养，更换新材料和旧材料。在实际的长距离管道维护工作中，通常使用绝缘材料来代替管道周围的土壤，以隔离管道中的腐蚀性物质。在此基础上，加强对新材料、新技术的研究，确保长输管道具有良好的防腐性能。由于大多数管道埋在地下，材料更换主要在阀门开启或关闭期间进行，这样可以避免损坏阀门。同时，必须按照标准程序进行日常维护，以最大限度地提高阀门的耐腐蚀性和防锈性，延长其使用寿命，更好地满足天然气运输的需要。
5 结论
随着技术的发展和进步，天然气长输管道也在迅速发展。为了方便公众的生活，长输管道的阀门已被人们广泛使用。为了保证长输管道的运输安全，阀门是管道运输过程中必不可少的设备，对安全运输起到保障作用。长输管道阀门应注意维护，以造福人民。
参考文献：
[1]朱文俊,陈永健,徐栋.天然气长输管道阀门的维护与保养[J].化工设计通讯,2020,44(02):137.
[2]张卓,张晓江.天然气长输管道阀门的维护与保养[J].化工管理,2020(20):7.
