閥門內漏原因分析及完整性保障方案研究

作為石油、化工等關系國民經(jīng)濟的工業(yè)裝置系統(tǒng)中不可或缺的流體控制設備之一，工藝閥門有著極其重要的作用，比如流體的通斷、介質流速控制、流體工藝參數(shù)的調節(jié)、事故應急處置保護。隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展，我國閥門生產工業(yè)取得了可觀的發(fā)展，然而受到設計參數(shù)、安裝條件、工藝參數(shù)(溫度、壓力)、流體雜質等因素的影響，閥門可能會發(fā)生泄漏。閥門一旦發(fā)生泄漏，輕則改變流體潔凈程度影響生產效率[1]，重則導致火災爆炸事故發(fā)生，嚴重威脅整個石油管道安全生產甚至人員生命，如：造成了2.5萬人直接致死，55萬人間接致死的印度博帕爾事故；造成2人死亡，3人受傷的安徽久易農業(yè)有限公司苯磺隆車間內反應釜底部閥門泄漏爆燃事故，這些事故案例無不在對安全管理人員提出警醒，在實際生產中，企業(yè)必須重視閥門安全，必須采取管理手段和技術手段預防閥門泄漏。閥門泄漏分為外漏和內漏兩種形式。外漏主要針對由閥桿的密封填料處、閥體連接處發(fā)生故障而引起的泄漏，泄漏流體直接暴露在現(xiàn)場環(huán)境中。而內漏是指啟閉件與閥體密封處故障引起的泄漏，管道內介質流向閥門下游[1]。針對閥門外漏，雖然可能引發(fā)火災爆炸事故，但其明顯的泄漏特征較為容易被巡檢人員發(fā)現(xiàn)，從而及時采取應急處置措施。閥門內漏時泄漏的流體存在于設備當中，具有一定的隱蔽性，巡檢和一般的監(jiān)測手段較難發(fā)現(xiàn)，所以為了保障現(xiàn)場的生產安全，關注閥門內漏具有一定的經(jīng)濟和工程價值。1閥門內漏原因分析1.1閥門設計缺陷，入場驗收不嚴謹在實際中，閥門的設計和制造工藝存在問題，閥門安裝前應按照規(guī)章制度進行外觀檢驗和閥門實驗，但是驗收人員更關注閥門設計參數(shù)、型號和適用條件，以及產品質量證書、檢測檢驗報告等是否齊全，或是注重閥門外觀檢驗，而忽視閥門的閥座、球體、閥瓣制造精度，以及閥門啟閉情況方面的檢查，忽視了閥門本身存在的缺陷[2]，使閥門剛投入使用就出現(xiàn)質量問題。1.2閥門未按照要求嚴格安裝閥門在安裝時，操作人員安全意識不強，存在一定的僥幸心理，違章操作或者違章指揮。在安裝過程中只關注閥門法蘭密封，忽視啟閉件與閥體密封處的完整性，或是對閥門手輪操作時用力過猛等不當操作，會導致閥桿變形破壞密封面發(fā)生內漏[2]。1.3閥門運行中密封面磨損閥門密封面是重要組成部分，是保障流體正常運行的重要部件。一旦發(fā)生磨損，又長時間運行在高溫高壓工藝參數(shù)下，難免會導致缺損擴大，甚至發(fā)生內漏，嚴重的可能發(fā)生火災爆炸事故。閥門密封面磨損有多方面的原因：(1)有堅硬物質進入閥門中，并附著于閥座或其他重要部件中，操作人員打開或關閉閥門時，堅硬物質劃破密封面導致閥門內漏。(2)閥門內部構件的材質、熱處理不符合標準，從而導致閥門構件的硬度不能匹配輸油氣管道的使用要求。而油氣管道輸送的往往是高溫高壓流體，閥門長時間受到介質的沖刷，導致閥門密封面發(fā)生破壞[3]。1.4閥門保養(yǎng)不當或缺少維修閥門更換以及保養(yǎng)需要一定的時間和經(jīng)濟成本，在實際生產中管理部門保養(yǎng)不當或者未按照規(guī)章制度及時維修，導致閥門因為缺乏維護而使其開關構件與閥座抱死，從而閥門啟閉困難或者難以操作。同時閥門長時間運行在復雜環(huán)境中，受到流體的沖刷，也會有灰塵等雜質，管理人員沒有及時清掃或者全面處理，會造成雜質積累，影響閥門正常啟用，甚而磨損密封面，產生閥門內漏。另外，維修人員在對閥門進行保養(yǎng)和維護的過程中出現(xiàn)違規(guī)操作，或者采用密封脂對閥門管道進行密封，沒有及時進行填補[3]。2閥門內漏預防措施閥門內漏需要采取科學、有效的預防手段才能防患于未然，維護企業(yè)社會良好聲譽，切實保證油氣輸運正常，保障在場員工的生命安全。2.1嚴把質量關，嚴格閥門進場和實驗采購人員要選擇有資質、信譽好、質量好、精度高的廠家生產的閥門，保證閥門出廠符合國家標準。進場驗收人員要嚴把質量關，檢驗閥門的外觀，關注閥門質量和精度，同時要進行閥門完整性試驗，確保進廠的閥門全部符合標準，從源頭預防閥門內漏[4]。2.2增強責任心，嚴格閥門安裝和施工注重增強閥門安裝人員的安全責任意識，通過安全教育讓安裝人員認識閥門內漏原因和內漏嚴重性和事故后果，通過技術培訓讓安裝人員熟練掌握閥門安裝操作規(guī)程?？梢灾贫毠お剳椭贫龋酱俸途竟と颂岣甙踩庾R，增強責任心，根據(jù)操作規(guī)程進行閥門安裝[2]。2.3全過程閥門質量控制對閥門運行進行全過程監(jiān)管和維護，管理部門可以建立閥門完整性安全保障方案，基于信息系統(tǒng)設計對閥門全過程進行安全管理?；陂y門完整性安全保障方案可以使閥門基礎信息、運行信息和閥門內漏后續(xù)處理全部處于監(jiān)管之中，能有效預防閥門內漏事故[5]。2.4建立閥門技術檔案管理人員應建立閥門技術檔案，閥門入場時將閥門尺寸、型號、通徑、類型、結構、材料、密封填料等信息進行建檔[5]。閥門安裝后將安裝人員、安裝日期、負責人等信息錄入檔案。閥門運行中將閥門運行工段、運行工藝參數(shù)(流體溫度、壓力、介質相態(tài))、保養(yǎng)記錄和維修狀態(tài)等數(shù)據(jù)進行檔案更新。閥門更換和報廢的相關信息同時也錄入到檔案當中。通過閥門技術檔案加強對閥門的全過程質量控制。3閥門完整性保障方案在閥門實際生產和使用中，由于閥門生產廠家規(guī)模大小、質量高低不一，使用單位受限于經(jīng)濟實力和時間成本、管理人員技術實力參差不齊等因素影響，我國閥門內漏現(xiàn)象還較為嚴重，針對于問題閥門的處理方法，專家一般會建議三種處理方法：維修保養(yǎng)、降級使用和更換處理。如果閥門出現(xiàn)非常輕微的損壞，管理人員可以通過加強日常保養(yǎng)、補充填料、增強密封等手段進行處理，類似的閥門在壽命周期內還可以繼續(xù)服役[1]。如果閥門屬于輕微內漏，可以對其進行降級處理，比如可以將閥門更換至常壓管道內使用，或者在常開的狀態(tài)下運行，保證閥門內漏不會威脅油氣的正常運輸。當閥門處于嚴重內漏狀態(tài)時，需要及時更換處理，防患于未然，避免發(fā)生事故。閥門完整性保障方案以企業(yè)閥門管理信息數(shù)據(jù)為基礎，設置基本信息、基礎數(shù)據(jù)、運行數(shù)據(jù)、信息查詢、閥門處置、應急管理和系統(tǒng)管理等模塊，力爭關注到閥門生命整個周期，具體如圖1所示。3.1基本信息基本信息模塊包括設計單位、生產廠家、采購人員、驗收人員和責任人員，一旦閥門出現(xiàn)問題，可以根據(jù)此模塊信息回溯追源，明確問題出處，設置責任人員主要是為了提升員工的責任意識，全面增強其責任心。3.2基礎數(shù)據(jù)閥門基礎數(shù)據(jù)模塊主要涉及閥門本身的信息，基礎數(shù)據(jù)包括：閥門類型、閥門材質、閥門尺寸和閥門編號，其中閥門類型包括通常的閘閥、截止閥、蝶閥、球閥、旋塞閥、止回閥、減壓閥、疏水閥等，用戶可以根據(jù)實際情況進行修改和更新。閥門尺寸包含閥門通徑信息，不單獨進行設置?；A數(shù)據(jù)模塊基于企業(yè)臺賬管理，在查閱閥門基礎數(shù)據(jù)時，可以根據(jù)實際情況對各部分信息進行更改和調整。3.3運行數(shù)據(jù)閥門運行數(shù)據(jù)模塊包括：運行工段信息、運行工藝參數(shù)、運行時長。運行工段為維修人員提供信息支持，方便巡檢和維修人員快速查找問題閥門。運行工藝參數(shù)包括介質溫度、壓力、相態(tài)等信息，運行時長從閥門投入運行時間開始計算。設置運行數(shù)據(jù)目的在于關注閥門運行狀態(tài)，全過程全時段對閥門進行科學管理。圖1閥門完整性保障方案3.4信息查詢閥門信息查詢模塊主要是方便進行日常維修和保養(yǎng)，主要包括：閥門檢測記錄、維護歷史記錄、工藝信息查詢和其他信息查詢。管理人員可以根據(jù)查詢閥門的運行信息、閥門檢測記錄明確閥門運行狀態(tài)，判斷閥門是否發(fā)生內漏、內漏的嚴重程度，也可以查詢閥門的維護歷史記錄，為后續(xù)進行科學管理提供參考。工藝信息查詢子模塊可以提供閥門運行工段的流體溫度、壓力等參數(shù)。3.5閥門處置閥門發(fā)生內漏后，管理人員可以根據(jù)安全保障模塊選擇處理方式，安全保障模塊主要包括：閥門維修保養(yǎng)、閥門降級處理和閥門更換。在實際中應當如何處理可以根據(jù)閥門危險等級進行科學判定，具體如表1所示，閥門危險等級分為四級，I級為災難性的，閥門已經(jīng)報廢；II級為嚴重的，閥門發(fā)生較大損壞；III級為臨界性的，閥門發(fā)生較小損壞；IV級為可忽略的，閥門無損壞或者發(fā)生非常小的損壞。對于危險性等級為I級的閥門進行更換，被更換掉的閥門從系統(tǒng)備用庫中刪除，同時直接報廢。對于危險性等級為II級的閥門，可以進行維修的，通知技術人員進行維修保養(yǎng)，繼續(xù)投入使用，如維修后當前工藝狀態(tài)不能使用，則存儲在閥門備用庫中，以備后續(xù)降級處理。對于危險性等級為III級的閥門，直接進行更換處理，被更換的閥門信息存儲在備用庫中，等待降級處理。對于危險性等級為IV級的閥門，屬于無損壞，加強監(jiān)測，繼續(xù)正常使用即可。表1閥門危險等級3.6應急管理應急管理模塊包括現(xiàn)場處置、廠級應急、擴大應急。當閥門內漏導致發(fā)生事故時，管理部門啟動應急管理模塊，根據(jù)事故嚴重程度決定啟動現(xiàn)場處置方案還是應急預案。3.7系統(tǒng)管理系統(tǒng)管理模塊主要為操作人員提供數(shù)據(jù)維護和系統(tǒng)管理。系統(tǒng)管理模塊包括：用戶登錄、用戶設置、數(shù)據(jù)存儲與更新。要為使用人員提供保存與提取、登錄和退出服務，防止數(shù)據(jù)丟失。4結語綜上