從監造的角度看管線球閥常見質量問題

2014-03-21 郝偉沙 合肥通用機械研究院

  通過實際案例介紹了管線球閥監造過程中常見的閥門質量問題,分析了導致這些問題的原因,對于提高閥門的制造水平具有積極意義。

1、前言

  長距離管道輸送石油、天然氣等資源已成為當今世界能源輸送的最主要手段,利用長輸管線輸送需要控制介質的流動,閥門具有切斷、控制介質輸送以及安全保護等作用,因而在管線上閥門被大量應用。

  閥門監造服務是自閥門設計、投產到現場應用中的重要環節。經驗豐富的閥門監造人員可以幫助業主更加專業的控制閥門質量,也可以幫助閥門制造廠預見性的將隱患消除在搖籃里,可以避免產品成型甚至投產后造成更大的損失。本文中筆者將自己近幾年來從事長輸管線球閥監造工作中,在設計審核、裝配、試壓等重點環節中遇到的常見閥門質量問題進行了闡述和分析。

2、設計審核環節

  設計審核主要是審核閥門產品的圖紙、計算書等是否符合相關標準及招投標文件要求以及該產品是否存在結構功能等方面的設計缺陷。以按照API6D 標準生產的管線閥門為例,總結起來主要有以下3 個方面的問題。

  2.1、結構

  (1) 閥座單活塞與雙活塞結構分辨不清單活塞效應閥座與雙活塞效應閥座結構原理差異如圖1、圖2 所示。

單活塞效應閥座結構原理

圖1 單活塞效應閥座結構原理

雙活塞效應閥座結構原理

圖2 雙活塞效應閥座結構原理

  配裝單活塞閥座的閥門能實現上游密封、下游泄壓,當中腔壓力升高時,下游閥座自動卸壓,保證閥門中腔不承受過大壓力而發生故障。這種閥門必須標明介質流向。

  配裝雙活塞閥座的閥門能實現上下游同時密封,當上游閥座損壞時,下游閥座能起到密封作用。但為了保證閥門中腔不承受過大壓力而發生故障,通常中腔要裝一個安全閥。這種閥門對介質流向沒有要求。

  因此閥座單活塞與雙活塞結構分辨不清、混裝或錯裝會導致嚴重后果。

  (2) 防火功能設計不到位

  要求具有防火功能的閥門無防火結構設計( 如圖3 所示) 或者防火石墨圈位置安排不合理( 如圖4 所示) 。

無防火結構閥座

圖3 無防火結構閥座

有防火結構閥座

圖4 有防火結構閥座

  圖4 所示,因防火石墨圈位置設計不合理,在火災情況下仍存在不止一處泄漏( 如圖所示,有1、2 共2 處) ,不能實現防火功能。在火災情況下,防火結構設計完善的閥座應僅存在一種泄漏途徑( 如圖中1 所示) 。

3、裝配環節

  裝配環節特別要注意對主要零部件的材質進行核對,避免混料。裝配前對零件進行打磨去除毛刺,尤其是橡膠密封圈的配合部位,另外還要保持零部件及裝配環境的清潔。

  案例: 在某公司監造過程中,試壓時一臺閥門的閥座密封泄漏,后經解體檢查,發現有雜物( 鐵屑) 進入腔體,已將閥座密封圈及球體劃傷,導致閥座密封圈和球體報廢,嚴重影響了工期。

4、試壓環節

  標準API 6D 第7. 8 條壓力泄放“如需要閥腔泄壓,應確保閥腔壓力不超過按7. 2 確定的在最大操作溫度時的閥門壓力額定值的1. 33倍”。第11. 4. 4. 3 條附加的密封試驗“如購方指定,閥門的功能為DIB-2,一只閥座為單向密封,另一只閥座為雙向密封,應進行條款B. 12 所述的試驗”。而第B. 12 條“閥腔試驗的單向密封閥座試驗,將試驗壓力依次施加到閥腔和上游端。監測閥門下游端的泄漏情況。”第B. 12 條對該單向密封閥座是否確實能夠向上游端泄壓卻沒有試驗要求。

  在某公司監造過程中考慮到這種DIB-2 結構的閥門沒有再另設泄壓閥,即若要滿足API 6D7.8條的規定,只能通過該單向密封閥座向上游端泄壓。在實際管道中上游端最大壓力為按7. 2 確定的在最大操作溫度時的閥門壓力額定值,為滿足7. 8 條規定,保證閥腔壓力不超過按7. 2 確定的在最大操作溫度時的閥門壓力額定值的1. 33倍,則該單向閥座須在閥體中腔比上游端壓力高出在按7. 2 確定的在最大操作溫度時的閥門壓力額定值的0. 33 倍范圍內向上游端泄壓。如果泄壓失敗,將導致閥腔壓力升高異常,超出7. 8 條規定,具有危險性。所以監造經和制造廠協商后,增加了單向閥座是否確實能夠在按7. 2 確定的在最大操作溫度時的閥門壓力額定值的0. 33 倍范圍內向上游端泄壓的檢驗試驗。

  此外,在監造現場不乏試壓工人為省事不及時更換試壓表的例子,API 6D 第10. 2. 3. 2 條測量范圍里有明確要求: “壓力測量應在測量器材滿刻度的25%至75%之間進行。”對此監造應特別提醒試壓工人注意。

5、結語

  閥門質量的好壞直接影響到管道運輸的安全性,閥門監造應站在更為專業的角度重點把握閥門生產的關鍵環節,進一步為閥門質量把好關。