上海申弘閥門有限公司
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石油化工閥門泄漏解決方案石油化工是我國(guó)的重要支柱產(chǎn)業(yè),與國(guó)家的發(fā)展和人民群眾的生活有著密切的關(guān)系。石油化工企業(yè)是我國(guó)能源轉(zhuǎn)化生產(chǎn)的主要企業(yè),對(duì)國(guó)家發(fā)展的作用不言而喻,所以石化的安全問(wèn)題就引起全社會(huì)的高度關(guān)注。閥門是石化裝置*的構(gòu)成部分,也是石化煉油裝置重要的組成單元,其密封性能直接影響著裝置的安全性,一旦出現(xiàn)泄漏就會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的后果。文章對(duì)石化裝置閥門的密封進(jìn)行詳細(xì)的了解和說(shuō)明,對(duì)其產(chǎn)生泄漏的原因也進(jìn)行了深入分析,并給出防止閥門泄漏的相關(guān)對(duì)策。閥體是閥門中的一個(gè)主要零部件；根據(jù)壓力等級(jí)有不同的機(jī)械制造方法。例如：鑄造、鍛造等。中低壓規(guī)格閥體通常采用鑄造工藝生產(chǎn)閥體。中高壓規(guī)格閥體采用鍛造工藝生產(chǎn)。閥體與閥芯以及閥座密封圈一起形成密封后能夠有效承受介質(zhì)壓力。在石油化工系統(tǒng)中,閥門是極其重要的部件,有了它,石油化工系統(tǒng)才能順暢的運(yùn)行,所以,它密封性能的好壞直接影響石油化工系統(tǒng)能否正常的運(yùn)行,因此主要對(duì)閥門密封原理以及泄漏處理進(jìn)行探討.
閥體就是閥門除了通道以外的其他構(gòu)造，都算是閥體，局部閥門的殼體包含閥蓋。閥門的密封就是閥門內(nèi)有O型圈的構(gòu)造部位。閥門的殼體打壓是和密封打壓辨別開(kāi)的，中間觸及的操作不同。殼體打壓檢驗(yàn)的是閥門強(qiáng)度，以及能否有砂眼；密封打壓需求兩邊向中間打水壓，抵達(dá)設(shè)定壓力以后，推進(jìn)手輪關(guān)閉閥門，查看閥座密封。每臺(tái)閥門出廠前均應(yīng)停止殼體實(shí)驗(yàn)。在殼體實(shí)驗(yàn)之前，不允許對(duì)閥門涂漆或運(yùn)用其他避免滲漏的涂層。
石油化工閥門泄漏解決方案閥體常用的材質(zhì)
（1） 灰鑄鐵 適用于工作溫度在-15～200℃之間，公稱壓力PN≤1.6MPa的低壓閥門。適用介質(zhì)為水、煤氣等。
（2） 黑心可煅燒鑄鐵 適用于工作溫度在-15～300℃之間。公稱壓PN≤2.5MPa的中低壓閥門。適用介質(zhì)為水、海水、煤氣、氨等。
（3） 球墨鑄鐵 適用于工作溫度在-30～350℃之間。公稱壓PN≤4.0MPa的中低壓閥門。適用介質(zhì)為水、海水、蒸汽、空氣、煤氣、油品。
（4）碳鋼素（WCA、WCB、WCC）適用于工作溫度在-29～425℃之間的中高壓閥門。其中16Mn、30Mn工作溫度在-40～450℃之間，常用來(lái)替代ASTMA105。適用介質(zhì)為飽和蒸汽、過(guò)熱蒸汽、上下溫油品、液化氣體、緊縮空氣、水、自然氣等。
（5） 低溫碳鋼（LCB）適用于工作溫度在-46～345℃之間的低溫閥。
（6） 合金鋼 WC6、WC9適用于工作溫度在-29～595℃之間的非腐蝕性的介質(zhì)的高溫高壓閥門，C5、C12適用于工作溫度在-29～650℃之間的腐蝕性介質(zhì)的高溫高壓閥門。
（7） 奧氏體不銹鋼 適用于工作溫度在-196～600℃之間的腐蝕性介質(zhì)的閥門。
（8）蒙乃爾合金 主要適用于含介質(zhì)的閥門。
（9） 哈氏合金 主要適用于稀硫酸等的強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)的閥門。
（10）鈦合金 主要適用于各種強(qiáng)腐蝕介質(zhì)的閥門。
（11）鑄造銅合金 主要適用于工作溫度在-273～200℃之間的氧氣管路和海水管路用的閥門。
（12）塑料、陶瓷 這兩種資料都屬于非金屬資料。非金屬資料的閥門的大特性是耐腐蝕性強(qiáng)，以至有金屬資料閥門所不具備的特性。普通適用于公稱壓力PN≤1.6MPa，工作溫度不超越-60℃的腐蝕性介質(zhì)的中，無(wú)毒塑料閥也適用于給水工程中。
石油化工閥門泄漏解決方案閥門有內(nèi)漏和外漏兩種情況：
內(nèi)漏是指閥座與關(guān)閉件之間對(duì)介質(zhì)達(dá)到的密封程度，考核內(nèi)漏的標(biāo)準(zhǔn)中國(guó)有兩個(gè)：GB/T13927-2008和JB/T9092-1999。GB/T13927-2008適用于一般工業(yè)用閥門的檢驗(yàn);JB/T9092-1999適用于石油工業(yè)用閥門的檢驗(yàn)。外漏是指閥門閥桿填料部位的泄漏，中法蘭墊片部位的泄漏及閥體因鑄件缺陷造成的滲漏，外漏是根本不允許的。如果介質(zhì)不允許排入大氣，則外漏的密封比內(nèi)漏的密封更為重要。因此，閥門的密封性能應(yīng)引起生產(chǎn)廠家的重視。優(yōu)化設(shè)計(jì)選型
能否將閥門泄漏的程度降到低、使用壽命達(dá)到長(zhǎng)，取決于閥門設(shè)計(jì)選型是否合理、密封形式的選用、閥門的產(chǎn)品質(zhì)量、安裝施工及生產(chǎn)操作是否合乎規(guī)范等，而且很大程度上是取決于閥門設(shè)計(jì)選型的優(yōu)化。閥門在石油化工企業(yè)的日常生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)用十分廣泛,是一種十分重要的控制元件類型。閥門的應(yīng)用,也與實(shí)際的生產(chǎn)效率和安全性等之間存在十分密切的關(guān)系。一旦發(fā)生閥門泄漏,便會(huì)導(dǎo)致各種產(chǎn)品和原料的浪費(fèi),極易導(dǎo)致各種事故的出現(xiàn),并造成環(huán)境污染等問(wèn)題。本文對(duì)石化企業(yè)閥門泄漏的相關(guān)原因進(jìn)行總結(jié),并分析相應(yīng)的應(yīng)對(duì)策略。
閥門設(shè)計(jì)選型的優(yōu)化，牽涉到閥門形式的選擇、閥門本身的設(shè)計(jì)及制造、閥門材料的選用等多方面的問(wèn)題。選擇閥門形式時(shí)，要從工藝條件的要求和設(shè)計(jì)規(guī)范的要求等角度進(jìn)行全面優(yōu)化考慮。閥門的用途、介質(zhì)的溫度、壓力、流速、壓降以及介質(zhì)的腐蝕性等，都直接影響到閥門的選型，還要根據(jù)介質(zhì)的溫度和腐蝕性，選擇制造閥門所使用的材料。根據(jù)施工和實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)，閥門的選用除了滿足有關(guān)工藝要求、設(shè)計(jì)規(guī)范外，還應(yīng)充分考慮各種具體情況，使其盡可能與操作條件相匹配，大限度地滿足使用要求。
對(duì)于液體、氣體或兩相流體，使用閘閥或截止閥與使用球閥相比，其效果會(huì)有明顯的不同。球閥的氣密性優(yōu)于閘閥和截止閥，開(kāi)啟和關(guān)閉的速度也要迅速得多，但使用溫度范圍卻大大小于閘閥和截止閥。一般情況下，大多數(shù)球閥都不能在高溫下使用。而閘閥和截止閥在高溫情況下的性能比較穩(wěn)定。球閥的壓力損失比閘閥和截止閥要小，相比之下截止閥的壓力損失比閘閥的壓力損失要大一些，這是由閥門內(nèi)在的構(gòu)造形式所決定的。對(duì)于不同的物料流速及調(diào)節(jié)流量的效果，使用不同類型的閥門其效果也會(huì)大不一樣。高速流的情況下一般不宜使用截止閥，因?yàn)樵诟咚倭鞯那闆r下截止閥的壓力損失大，但截止閥對(duì)流量的調(diào)節(jié)作用卻比閘閥和球閥要好得多。在選擇閥門類型時(shí)，還要根據(jù)介質(zhì)的溫度和腐蝕性考慮制造閥門所使用的材料。閥門所使用的材料必須滿足閥門工作點(diǎn)的工藝條件的要求。根據(jù)工作點(diǎn)的工藝要求，合理地選用閥芯和閥體的材料，可以延長(zhǎng)閥門的使用壽命而不必大幅度增加費(fèi)用。單純地追求高等級(jí)的材質(zhì)只會(huì)造成材料的無(wú)謂浪費(fèi)。
石油化工閥門泄漏解決方案填料函泄漏對(duì)策
由于閥門填料函密封的泄漏，以及閥體連接部位密封的泄漏，是造成閥門外漏的關(guān)鍵所在，所以需要特別重視。
傳統(tǒng)的軟質(zhì)填料密封，是靠填料壓蓋的軸向壓力，使之在閥桿與填料以及填料與填料箱側(cè)壁之間，產(chǎn)生一定的徑向接觸應(yīng)力而達(dá)到密封的。因此，壓蓋的軸向力必須相當(dāng)大，這就造成填料與閥桿之間摩擦轉(zhuǎn)矩增大、磨損增加、軟質(zhì)密封填料磨損快，因而須經(jīng)常擰緊壓蓋螺栓或更換填料，才能保證較好的密封效果。
采用合適的填料密封及填料密封組合，可提高閥門使用的可靠性，延長(zhǎng)使用壽命。如柔性石墨環(huán)填料的組合使用，比只用柔性石墨環(huán)填料的密封效果好。目前在國(guó)內(nèi)采用單一柔性石墨環(huán)填料的情況比較多；而在國(guó)外，采用柔性石墨環(huán)填料組合的使用方法已開(kāi)始流行，并且取得了良好的效果。
石油化工閥門泄漏解決方案消除閥體連接部位的泄漏
閥體連接部位密封，就其密封性質(zhì)而言屬于靜密封，其應(yīng)滿足下列要求：
（1）能適應(yīng)溫度和壓力的急劇變化；
（2）多次拆卸而不損壞密封元件；
（3）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，金屬消耗量少；
（4）對(duì)振動(dòng)和沖擊載荷不敏感；
（5）能滿足各種工作介質(zhì)的使用要求。
閥體的連接部位，通常采用樺槽式或凹凸式平墊片密封，近年來(lái)，“O”形密封圈密封，也獲得了廣泛的應(yīng)用。禪槽式平墊片密封，是將平墊片安裝在封閉槽中，這種結(jié)構(gòu)在密封面上，可產(chǎn)生很高的密封比壓，通常遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)墊片材料的屈服極限，從而保證了可靠的密封性。其適用于壓力大于等于4.OMPa的中高壓閥門。這種密封結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)是：當(dāng)拆卸閥門時(shí)，墊片難于從密封槽中取出，如果硬性取出，往往會(huì)將墊片損壞。
凹凸式平墊片密封，是將平墊片安裝在凹凸面法蘭的密封面上，與樟槽式平墊片密封結(jié)構(gòu)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：
（1）拆卸閥門時(shí)，墊片容易取出；（2）由于密封槽呈階梯狀，因此加工工藝性能較好。
平墊片的材料，根據(jù)工藝參數(shù)和流體性質(zhì)，可選用鋁、紫銅、1Cr18Ni9Ti和橡膠石棉板等。氟塑料也是常用的墊片密封材料，但由于其具有冷流性，如果密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不當(dāng)，將導(dǎo)致不良后果。
“O”形密封圈，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，只要密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，裝配后就能產(chǎn)生足夠的徑向擠壓變形，可不必軸向加載即可達(dá)到密封，因此，將其用作法蘭連接密封，可以減小法蘭的結(jié)構(gòu)尺寸，從而減輕閥門的重量。
對(duì)于低壓小通徑閥門，為減小閥體結(jié)構(gòu)尺寸和重量，閥體一般采用內(nèi)螺紋連接，而連接處的密封元件也可采用平墊片或“O”形密封圈。
閥桿泄漏對(duì)策
閥桿是閥門中重要的受力零部件，閥桿材料必須具有足夠的強(qiáng)度和韌性，能耐介質(zhì)、大氣及填料的腐蝕，耐擦傷，工藝性能好。為了提高閥桿表面耐腐蝕、耐磨損的性能，一般應(yīng)對(duì)其表面進(jìn)行強(qiáng)化處理。目前，制造閥桿的材料，國(guó)內(nèi)大部分使用馬氏體不銹鋼，但這種不銹鋼耐縫隙腐蝕能力較弱，這是由于酸性物質(zhì)的作用，使閥桿表面的鈍化膜破壞而產(chǎn)生的局部腐蝕，因此采用奧氏體-鐵素體雙相不銹鋼，可以增強(qiáng)閥桿耐縫隙腐蝕的能力，從而使閥桿處的泄漏得到有效的控制。
結(jié)束語(yǔ)
綜上所述，在石化工業(yè)生產(chǎn)中閥門的泄漏是不容忽視的問(wèn)題，它對(duì)生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性、安全性以及對(duì)環(huán)境都會(huì)帶來(lái)重大的影響。消除閥門泄漏的關(guān)鍵在于優(yōu)化閥門結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，根據(jù)不同的工藝條件合理選擇閥門的材料，提高閥門在生產(chǎn)過(guò)程中的質(zhì)量控制水平，以及根據(jù)工藝操作系統(tǒng)優(yōu)化閥門的選型。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，特別是新材料的出現(xiàn)，一些新結(jié)構(gòu)的閥門已投入使用，它們性能好、壽命長(zhǎng)，可滿足生產(chǎn)發(fā)展的需要。
