壓力管道閥門安全性能的檢驗(yàn)

楊玲玲，石竹青，張建斌，王 靜

（1.合肥通用機(jī)械研究院有限公司，安徽合肥 230031；2.合肥通用機(jī)電產(chǎn)品檢測院有限公司，安徽合肥 230031）

0 引言

設(shè)計(jì)壓力管道時，閥門是非常重要的一個組件，可以進(jìn)行開啟和關(guān)閉，并且起到節(jié)流作用。閥門在應(yīng)用過程中，還可以保證管道和設(shè)備安全。閥門在設(shè)計(jì)過程中比較復(fù)雜，由多個構(gòu)件組成，因此在應(yīng)用過程中技術(shù)含量比較高。當(dāng)前閥門類型較多，常用閥門有止回閥等類型，實(shí)際使用時，應(yīng)該根據(jù)管道的具體要求選擇閥門類型。在安裝過程中，具有一定技術(shù)難度，因此在選用閥門和管道設(shè)備時，需要進(jìn)行重點(diǎn)選擇[1]。

1 壓力管道閥門安全性能特點(diǎn)

壓力管道使用過程中，閥門選擇是一項(xiàng)重點(diǎn)內(nèi)容，而且國家對鍋爐壓力容器設(shè)備和壓力管道進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)察。我國法律規(guī)定要定期對這些設(shè)備進(jìn)行強(qiáng)制性檢查，才能及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備在運(yùn)行過程中存在的一些缺陷和故障問題，消除設(shè)備運(yùn)行安全隱患，確保設(shè)備在運(yùn)行過程中更加安全穩(wěn)定。而且在進(jìn)行安全性能檢驗(yàn)過程中，還可以充分了解設(shè)備運(yùn)行情況，可以根據(jù)設(shè)備運(yùn)行情況對設(shè)備進(jìn)行改造和優(yōu)化，確保設(shè)備在運(yùn)行過程中具備更加優(yōu)越的性能，延長設(shè)備使用時間，減少設(shè)備停用次數(shù)，節(jié)約檢驗(yàn)過程中產(chǎn)生的資金成本[2]。

在進(jìn)行特種設(shè)備安全監(jiān)察過程中，壓力管道運(yùn)行具有一定安全隱患，而且在進(jìn)行壓力管道設(shè)計(jì)和制造等環(huán)節(jié)過程中，經(jīng)常發(fā)生一些破壞性的安全事故，危及操作人員人身安全。因此必須對壓力管道運(yùn)行進(jìn)行規(guī)范管理，并且對閥門性能進(jìn)行安全檢測，才能防止壓力管道在運(yùn)行過程中出現(xiàn)更多安全事故。在對壓力管道進(jìn)行檢驗(yàn)時，如果發(fā)現(xiàn)管道存在一定缺陷和損壞，就要立即進(jìn)行修理和改造，并且填寫檢驗(yàn)報(bào)告[3]。

2 壓力管道閥門安全性能的檢驗(yàn)方法

壓力管道的閥門殼體是由閥體和閥蓋等構(gòu)件連接而成，在檢驗(yàn)過程中需要對整個外殼進(jìn)行檢驗(yàn)，這種檢驗(yàn)的目的是對閥體和閥蓋的密封性以及連接處的耐壓能力進(jìn)行檢驗(yàn)，確保閥門在應(yīng)用過程中能夠更加安全。每臺閥門構(gòu)件在出廠之前都應(yīng)該進(jìn)行殼體檢驗(yàn)，而且在檢驗(yàn)之前不允許使用涂漆或其他防滲漏涂料，但允許進(jìn)行化學(xué)防銹處理。如果是對一些庫存構(gòu)件進(jìn)行檢驗(yàn)，就不需要除掉已有的涂層，在檢驗(yàn)過程中也不需要進(jìn)行額外的壓力值檢驗(yàn)，應(yīng)該保證壓力在檢測期期間保持不變，才能更好地檢測閥門的安全性能[4]。

2.1 內(nèi)漏

閥門在應(yīng)用過程中經(jīng)常會出現(xiàn)內(nèi)漏問題，內(nèi)漏問題是閥門質(zhì)量檢驗(yàn)的一個重要內(nèi)容。一般來說，在進(jìn)行石油化工生產(chǎn)時，處理的介質(zhì)都存在易燃現(xiàn)象，因此當(dāng)閥門關(guān)閉之后，需要通過閥板的泄漏越少越好，甚至有些介質(zhì)在流通過程中要求泄漏為零。在進(jìn)行閥門內(nèi)漏評判時，常見的標(biāo)準(zhǔn)有API（Application Programming Interface）598 等，在進(jìn)行閥門內(nèi)漏判定過程中，一共有3 項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)。

GB/T 9092—1999 標(biāo)準(zhǔn)對閥門的出廠要求規(guī)定，閥門在出廠之前需要對殼體進(jìn)行壓力試驗(yàn)和密封檢驗(yàn)。壓力實(shí)驗(yàn)一般是采用溫度在252 ℃左右的水或黏度不大于水的非腐蝕性流體作為實(shí)驗(yàn)介質(zhì)，還需要采用固定的壓力值進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。密封實(shí)驗(yàn)一般是對上部密封和低壓密封效果以及高壓密封作用進(jìn)行試驗(yàn)。對一些具有上密封結(jié)構(gòu)的閥門和截止閥需要進(jìn)行上密封實(shí)驗(yàn)，在進(jìn)行低壓密封實(shí)驗(yàn)時，一般是采用空氣等氣體，并且采用固定的壓力值進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。高壓密封實(shí)驗(yàn)和上密封實(shí)驗(yàn)，也可以采用空氣等氣體，但是在進(jìn)行壓力值實(shí)驗(yàn)過程中，壓力值比較大。這項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)同時規(guī)定了閥門密封實(shí)驗(yàn)的保壓時間，而且在進(jìn)行泄漏檢驗(yàn)的過程中允許的泄漏量也非常嚴(yán)格，這項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)是一個比較嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 外漏

壓力管道閥門在應(yīng)用過程中，常見的外漏問題是指通過閥桿材料和墊片處的介質(zhì)發(fā)生了外漏問題，這種問題同樣是閥門檢驗(yàn)過程中的一項(xiàng)重要內(nèi)容。在檢驗(yàn)過程中，有些介質(zhì)的要求甚至比內(nèi)漏要求更為嚴(yán)格，因?yàn)橥饴苯有谷氲酱髿鈱又校瑫苯右鸢踩鹿?，或?qū)Σ僮魅藛T造成人身傷害。針對這種情況，在進(jìn)行外漏檢驗(yàn)過程中，要采用波紋管密封閥等構(gòu)件來改造閥門，確保閥門的外漏能夠降低到零，當(dāng)前我國已經(jīng)對外漏標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了限定。

2.3 材料

在進(jìn)行壓力閥門檢驗(yàn)過程中，還需要對材料質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格檢查，因?yàn)椴牧腺|(zhì)量是衡量閥門強(qiáng)度的一個重要指標(biāo)，而且關(guān)系到閥門使用時間。一般來說，閥門是通過閥體制造的，在制造過程中，如果質(zhì)量存在一定問題，會直接降低閥門應(yīng)用的可靠性，會縮短閥門使用時間。我國采用的材料標(biāo)準(zhǔn)一般都比較低，確保材料在應(yīng)用過程中能夠適用各種操作條件，但是規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)中設(shè)定了一些附加項(xiàng)目。設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過程中，如果想滿足這些外在條件，就存在一定技術(shù)性難度。如果要求不當(dāng)，在進(jìn)行閥門設(shè)計(jì)過程中就會存在更多問題，甚至?xí)黾釉O(shè)計(jì)過程中的資金成本[5]。

3 壓力管道閥門安全性能增強(qiáng)措施

在進(jìn)行壓力管道閥門安全性能增強(qiáng)過程中，需要確保波紋管膨脹節(jié)能夠應(yīng)用在大直徑高溫管道中，才能對管道中因熱脹而產(chǎn)生的長度進(jìn)行吸收。在進(jìn)行石化生產(chǎn)裝置設(shè)計(jì)過程中，一些高溫介質(zhì)會對管道產(chǎn)生影響，很難應(yīng)用自然方法對熱脹效果進(jìn)行移除或吸收，因此在設(shè)計(jì)過程中，會產(chǎn)生大量資金成本。在設(shè)計(jì)時，可以應(yīng)用波紋管的方式，吸收這些熱量，但是有些管道的反力已經(jīng)超出了設(shè)備允許值，針對這種情況，需要應(yīng)用膨脹節(jié)對反力進(jìn)行吸收[6]。

常用的膨脹節(jié)可以分為2 種類型，其中非約束類型金屬波紋管材料膨脹節(jié)的特點(diǎn)是利用管道的內(nèi)壓推力，由固定點(diǎn)或限位點(diǎn)承受壓力，這種材料不適用于敏感機(jī)械設(shè)備的管道應(yīng)用。非約束類型的波紋管材料膨脹節(jié)主要應(yīng)用于吸收軸向位移的作用力，常用的非約束類型波紋管膨脹節(jié)，一般是自由型膨脹節(jié)，在應(yīng)用過程中產(chǎn)生的特點(diǎn)是利用管道的內(nèi)壓推力，但是沒有固定點(diǎn)或限定點(diǎn)，而是由膨脹節(jié)自身的金屬構(gòu)件承受外在壓力[7]。

在進(jìn)行壓力管道閥門安全性能增強(qiáng)過程中，還需要利用過濾器設(shè)備，這種設(shè)備是用于去除管道中的一些固體顆粒，將這些顆粒過濾后可以保護(hù)設(shè)備，確保設(shè)備在應(yīng)用過程中更加安全，而且可以保證管道運(yùn)行穩(wěn)定。過濾器設(shè)備的類型比較多，一般情況下會應(yīng)用臨時過濾器等設(shè)備，這些設(shè)備的形狀分為Y 型和加長型等。在應(yīng)用過程中，如果管道公稱直徑Dn＜80 mm 時，應(yīng)該選用Y 型過濾器設(shè)備；Dn＞100 mm，應(yīng)該根據(jù)管道實(shí)際情況，選用其他類型的過濾器設(shè)備。如果在管道建設(shè)過程中，需要較大的過濾面積，就可以采用加長型過濾器設(shè)備。一般來說，常用的過濾器設(shè)備過濾等級都是30 目，如果應(yīng)用過程中，對過濾器設(shè)備的等級具有更高的要求，應(yīng)該按照等級要求選擇相應(yīng)的過濾器設(shè)備類型，而且要保證設(shè)備在應(yīng)用過程中能夠發(fā)揮更大作用，確保設(shè)備能夠?qū)σ恍┕腆w顆粒進(jìn)行有效過濾[8]。

在進(jìn)行壓力管道閥門安全性能增強(qiáng)的過程中，還需要應(yīng)用阻火器設(shè)備，這種設(shè)備常用于一些低壓可燃?xì)怏w的管道中，而且要在管道末端設(shè)置一些可能產(chǎn)生明火的設(shè)施。如果管道中的介質(zhì)壓力不斷降低，可能會因?yàn)榻橘|(zhì)的倒流產(chǎn)生明火，從而在介質(zhì)源頭發(fā)生爆炸。因此在這些管道的末端處應(yīng)該安裝阻火器設(shè)備，防止在管道運(yùn)輸過程中，因介質(zhì)倒流產(chǎn)生火焰，或因介質(zhì)流入影響管道正常應(yīng)用，還可以對設(shè)備進(jìn)行保護(hù)，防止產(chǎn)生大型火災(zāi)事故。但是因?yàn)樽杌鹌髟O(shè)備是一種安全保護(hù)原件，因此在進(jìn)行這種設(shè)備生產(chǎn)過程中，必須通過消防部門的認(rèn)證才能進(jìn)行正式應(yīng)用。在進(jìn)行壓力管道閥門安全性能增強(qiáng)的過程中，需要對管道具體問題具體分析，而且在應(yīng)用各項(xiàng)構(gòu)件的過程中需要提高構(gòu)件質(zhì)量，確保構(gòu)件在應(yīng)用過程中能夠發(fā)揮更大作用，才能更好發(fā)揮閥門作用，才能對壓力管道運(yùn)行過程中可能存在的一些問題進(jìn)行預(yù)測和解決。當(dāng)前在進(jìn)行閥門安全性能檢驗(yàn)過程中，標(biāo)準(zhǔn)要求不斷提高，因此應(yīng)該采取各種措施增強(qiáng)閥門的安全性能[9]。

4 結(jié)語

當(dāng)前我國在進(jìn)行壓力管道閥門應(yīng)用過程中，還存在一定問題，需要對這些問題進(jìn)行深入分析，并且采取有效措施來解決，提高閥門應(yīng)用的安全性能。閥門應(yīng)用過程中，需要做好安全性能的檢驗(yàn)工作，并且根據(jù)管道的具體要求，對閥門的各項(xiàng)性能進(jìn)行完善，才能保證管道的安全運(yùn)行。結(jié)合國內(nèi)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)閥門實(shí)際應(yīng)用現(xiàn)狀，對安全性能進(jìn)行檢驗(yàn)和完善，才能更好地應(yīng)用閥門，充分發(fā)揮閥門的作用。