輸油管道水擊泄壓閥爆管事故分析

輸油管道水擊泄壓閥爆管事故分析

1長(zhǎng)輸管道泄壓閥在輸油過(guò)程中，壓力突然變化，管道的允許彈性值和設(shè)備的壓力分配能力超過(guò)允許承受能力時(shí)，導(dǎo)致輸油管道和設(shè)備之間的損壞，嚴(yán)重時(shí)產(chǎn)生爆炸管道。長(zhǎng)輸管道泄壓閥是專(zhuān)為流體集輸管線(xiàn)設(shè)計(jì)的一種安全泄壓裝置,用于防止管道系統(tǒng)瞬間產(chǎn)生的管網(wǎng)異常壓力波動(dòng)及水擊壓力對(duì)管道系統(tǒng)及設(shè)備的破壞。當(dāng)管道中流體發(fā)生水擊時(shí)并達(dá)到水擊泄壓閥的壓力設(shè)定值時(shí),水擊泄壓閥快速開(kāi)啟,使管道中的高壓得到泄放,使水擊壓力波的強(qiáng)度減弱,起到保護(hù)管道和設(shè)備的作用。2導(dǎo)閥彈簧控制位置先導(dǎo)式水擊泄壓閥是由閥體、閥芯、導(dǎo)閥、引壓管、導(dǎo)閥過(guò)濾器等組成。工作原理如圖所示:先導(dǎo)式水擊泄壓閥,介質(zhì)是沿軸向流動(dòng)的,采用導(dǎo)閥控制。開(kāi)閥以管線(xiàn)油品壓力為動(dòng)力源,油品壓力決定閥門(mén)的開(kāi)啟和關(guān)閉。當(dāng)油品壓力低時(shí),導(dǎo)閥彈簧作用力大于上游管線(xiàn)油品壓力,滑閥處于導(dǎo)閥閥腔右側(cè),此時(shí)閥前與閥腔相連通。當(dāng)閥腔內(nèi)充滿(mǎn)油品時(shí),閥芯的壓力是閥芯彈簧壓力與閥前油品壓力之合,大于閥前油品壓力,所以閥芯在兩力的作用下堵住通道,閥門(mén)處于關(guān)閉狀態(tài)。當(dāng)上游管道油品壓力升高時(shí),壓力通過(guò)引壓管迅速傳到導(dǎo)閥閥腔,油品壓力大于彈簧設(shè)定值的作用力,推動(dòng)活塞向右移動(dòng)壓緊導(dǎo)閥彈簧,使得閥腔與閥后相連通,閥腔壓力泄到閥后,閥腔壓力銳減,此時(shí)閥前管線(xiàn)壓力大于閥芯腔內(nèi)的壓力,形成了壓力差,推動(dòng)閥芯向后移動(dòng),壓緊彈簧導(dǎo)通流道,閥門(mén)開(kāi)啟將壓力泄掉。3事故發(fā)生分析3.1油松泄壓罐位下降2010年12月15日20時(shí),西部管道公司某輸油站站控值班人員發(fā)現(xiàn)成品油泄壓罐罐位有上漲趨勢(shì),經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)為成品油低壓泄壓閥C09115#開(kāi)啟,且不能復(fù)位。技術(shù)人員隨即關(guān)閉閥前手動(dòng)球閥,罐位停止上漲。3.2誤開(kāi)啟、閥芯與閥腔密封面被破壞(1)嘗試從導(dǎo)閥打壓,從而使閥門(mén)開(kāi)啟以沖洗閥芯與閥腔及其密封面。經(jīng)打壓沖洗無(wú)效,排除密封面有夾雜原因。(2)對(duì)閥門(mén)進(jìn)行拆解清洗,拆解時(shí)發(fā)現(xiàn)過(guò)濾器有結(jié)冰現(xiàn)象,經(jīng)查看進(jìn)站壓力趨勢(shì)圖,發(fā)現(xiàn)在15日20時(shí)左右,進(jìn)站壓力有約為0.4MPa上升過(guò)程。初步懷疑此次閥門(mén)誤開(kāi)啟原因?yàn)檫^(guò)濾器結(jié)冰導(dǎo)致閥前與閥芯連接通道堵塞,同時(shí)由于0.4MPa的壓力上漲致使閥門(mén)誤開(kāi)啟。而閥門(mén)不能歸位的原因?yàn)殚y芯與閥腔密封面有結(jié)冰所致。后經(jīng)組裝測(cè)試后閥門(mén)依然內(nèi)漏,因此排除了是閥芯與閥腔密封面結(jié)冰導(dǎo)致閥門(mén)不能歸位。注:在水擊泄壓閥關(guān)閉時(shí),閥門(mén)如要開(kāi)啟,必備的條件是閥芯壓力要被泄掉,唯一途徑是導(dǎo)閥動(dòng)作導(dǎo)致閥芯與閥后相連通。僅憑借閥前小范圍的壓力增幅并不足以壓縮閥芯內(nèi)已經(jīng)是高壓液體的油品繼續(xù)被壓縮從而導(dǎo)致閥門(mén)開(kāi)啟。(3)由于懷疑閥芯與閥腔密封面損壞導(dǎo)致閥門(mén)內(nèi)漏,隨即對(duì)閥門(mén)閥芯進(jìn)行更換,一并更換了閥芯與閥腔的整套密封副,經(jīng)重裝測(cè)試后閥門(mén)仍然內(nèi)漏。因此可以排除是閥芯密封問(wèn)題。(4)2011年1月8日,廠(chǎng)家人員來(lái)站,懷疑為導(dǎo)閥問(wèn)題,隨即拆下導(dǎo)閥,對(duì)導(dǎo)閥進(jìn)行沖洗重裝,經(jīng)測(cè)試閥門(mén)不再內(nèi)漏,故可以確定原因?yàn)閷?dǎo)閥內(nèi)有夾雜或者結(jié)冰,是此次閥門(mén)誤開(kāi)啟及開(kāi)啟后閥門(mén)不能歸位的原因。4抗滑閥內(nèi)滑閥微偏密封部位2010年12月15日,站場(chǎng)氣溫大幅下降,下降幅度接近10攝氏度,然而由于成品油低壓泄壓閥電伴熱出現(xiàn)故障致使導(dǎo)閥內(nèi)結(jié)冰,如上圖所示,水擊泄壓閥導(dǎo)閥內(nèi)部結(jié)冰膨脹,致使導(dǎo)閥內(nèi)滑閥微微偏離密封部位,此時(shí)閥芯與閥后有輕微的流通通道,閥芯內(nèi)一部分壓力泄到閥后,閥芯不能保壓,導(dǎo)致閥門(mén)輕微開(kāi)啟(因?yàn)榇藭r(shí)在導(dǎo)閥彈簧設(shè)定壓力下,導(dǎo)閥在向左的壓力下仍然緊貼閥后密封副,導(dǎo)閥并無(wú)動(dòng)作),而此時(shí)閥芯泄掉的壓力從閥前也在不斷補(bǔ)充,故閥門(mén)始終沒(méi)有完全開(kāi)啟,也不能復(fù)位(后續(xù)維修過(guò)程中,閥門(mén)不能復(fù)位的原因也有可能是導(dǎo)閥內(nèi)的閥芯與閥后密封部位夾雜)。結(jié)合本次事故案例,將先導(dǎo)式水擊泄壓閥門(mén)常見(jiàn)故障及處理措施進(jìn)行了總結(jié),如下表所示:5閥芯與閥腔的密封副不純由于成品油低壓泄壓閥接至進(jìn)站口,油品并沒(méi)有經(jīng)過(guò)過(guò)濾器,而且從進(jìn)站口至水擊泄壓閥閥前是死管段,長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后導(dǎo)致死管段內(nèi)油品雜質(zhì)明顯增多,如果水擊泄壓閥一旦開(kāi)啟,雜質(zhì)就有可能被帶到導(dǎo)閥或者閥芯與閥腔的密封副上,導(dǎo)致閥門(mén)不能完全歸位,從而發(fā)生閥門(mén)內(nèi)漏故障。5.1建議定期(如果條件允許,盡量多的)對(duì)水擊泄壓閥閥前死管段油品進(jìn)行置換,將其沖入泄壓罐內(nèi),保證閥前油品相對(duì)清潔。5.2冬季建議加強(qiáng)對(duì)水擊泄壓閥電伴熱投用情況的巡查,確保電伴熱投用并能在出現(xiàn)故障時(shí)及時(shí)發(fā)現(xiàn)處理,杜絕隱患。5.3如果水擊泄壓閥前油品雜質(zhì)較多,則可能