天然氣站場閥門生產(chǎn)工藝與進(jìn)場檢驗研究

杜健

摘 要：在天然氣資源的開發(fā)與運(yùn)用過程中，天然氣站場發(fā)揮著不可替代的作用，運(yùn)輸、貯存體系下的多項設(shè)備，必須配以精準(zhǔn)度極高、質(zhì)量極佳的閥門。本文對天然氣站場閥門的分類及質(zhì)量要求進(jìn)行了介紹，闡述了天然氣站場閥門的生產(chǎn)流程，圍繞平板閘閥、節(jié)流截止類閥門的進(jìn)場檢驗標(biāo)準(zhǔn)展開詳細(xì)闡述，希望通過更加安全、科學(xué)的方式，確保天然氣站場各項作業(yè)維持安全運(yùn)轉(zhuǎn)，避免出現(xiàn)事故。

關(guān)鍵詞：天然氣站場;閥門;生產(chǎn)工藝;進(jìn)場檢驗

0 引言

作為一種清潔程度較高的化石燃料，天然氣由于其便于貯存和運(yùn)輸、安全性較高、間接投資少等優(yōu)勢，大有全面取代石油、煤炭，成為社會發(fā)展主要能源的趨勢。在天然氣開采、貯存、運(yùn)輸供應(yīng)的過程中，天然氣站場的作用十分重要。多種運(yùn)輸、貯存設(shè)備對于閥門的要求極高，一旦因工藝環(huán)節(jié)的控制失靈，或由于質(zhì)量不過關(guān)導(dǎo)致天然氣泄漏、中毒，甚至引發(fā)火災(zāi)、爆炸等事故，后果不堪設(shè)想。

1 天然氣站場閥門生產(chǎn)工藝及質(zhì)量要求簡析

1.1 天然氣站場閥門的生產(chǎn)工藝

現(xiàn)階段，我國有關(guān)企業(yè)生產(chǎn)天然氣站場閥門的主要思路在于，從原材料市場購買半成品后，根據(jù)不同地區(qū)天然氣站場的實際需求，依次完成粗加工、精加工，最終制造成精密度較高的成品。核心生產(chǎn)工藝在于：以半成品材料的外形、尺寸、應(yīng)用位置、構(gòu)件厚度等作為主要參數(shù)，在加工的過程中實現(xiàn)定向轉(zhuǎn)換。天然氣站場閥門具體的生產(chǎn)工藝包含多個步驟，如初裝、工位、走刀等。上述過程必須環(huán)環(huán)相扣、緊密銜接，缺少任何一項操作，或是中途間隔較長時間，均會導(dǎo)致天然氣站場閥門的質(zhì)量嚴(yán)重受損。首先將半成品工件放置于基床上，完成定位后，實現(xiàn)緊固。如果定位不準(zhǔn)確，盲目走刀，則“夾緊”操作的質(zhì)量將會大打折扣，導(dǎo)致生產(chǎn)出的閥門構(gòu)件無法正常應(yīng)用。其次，完成初裝、夾緊操作后的工件，需要立刻進(jìn)行走刀操作。在此期間，被加工的工件在裝配時，其連接表面必須達(dá)到一個“工步（裝配工具沒有發(fā)生任何變化的情況下，機(jī)組設(shè)備在一定時間內(nèi)連續(xù)完成的所有工序）”的基本要求。在此基礎(chǔ)上，如果半成品構(gòu)件表面的厚度依然無法達(dá)到出廠要求，則通過走刀的方式，分一次或多次完成對厚度的切削，使之符合閥門生產(chǎn)的要求。

1.2 天然氣站場閥門的質(zhì)量要求

完成上述生產(chǎn)加工過程的天然氣站場閥門，雖然屬于半成品毛坯件，但其內(nèi)部構(gòu)造已經(jīng)十分復(fù)雜。按照常規(guī)的生產(chǎn)及質(zhì)量檢驗要求，從此期間開始，質(zhì)檢人員必須圍繞毛坯件的性能展開系統(tǒng)性地檢測，避免后續(xù)加工及使用出現(xiàn)任何問題。具體的要求為：首先，符合天然氣站場控制閥門初步生產(chǎn)要求的毛坯構(gòu)件屬于薄殼類構(gòu)件，其表面的光滑及平整程度甚至是化學(xué)特性，對于天然氣控制管道能否長時間無故障運(yùn)行至關(guān)重要，如果出現(xiàn)任何瑕疵，均可能為后續(xù)使用埋下安全隱患。其次，半成品毛坯件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)嚴(yán)禁出現(xiàn)任何技術(shù)性及設(shè)備性缺陷。為了實現(xiàn)這一要求，在鑄造期間，閥門構(gòu)件的核心材料應(yīng)該具有耐火性及耐高溫性，投入生產(chǎn)熔爐后，經(jīng)過反復(fù)的控制性鍛造后，最終成型。再次，成功定型的閥門構(gòu)件，還需采用分層、分時段、分要求打磨的方式，保證砂型的硬度。為了以防萬一，生產(chǎn)人員還可以進(jìn)一步提升閥門構(gòu)件的性能，比如科學(xué)制定帽口系統(tǒng)，對澆注成型的速度、環(huán)境溫度進(jìn)行精確控制[1]。最后，天然氣站場閥門半成品毛坯構(gòu)件原材料的來源多種多樣，內(nèi)中含有多少雜質(zhì)元素尚屬未知，故在生產(chǎn)加工的過程中，有關(guān)人員對閥門外形尺寸、定位精度的控制必須額外注意。在當(dāng)前的生產(chǎn)線中，一種常見的性能、質(zhì)量檢測方式在于重點(diǎn)圍繞材料的金相特點(diǎn)、力學(xué)指標(biāo)及抗腐蝕、耐高溫能力進(jìn)行檢測。在實際生產(chǎn)及檢測過程中，基于前文提到的閥門半成品毛坯件多屬于薄殼、細(xì)長形態(tài)的特性，導(dǎo)致其剛度和承載能力處于較低的水平。故在檢測時，必須使用夾具;否則，檢驗質(zhì)量必然受到影響。

2 天然氣站場閥門的進(jìn)場檢驗標(biāo)準(zhǔn)簡述

我國當(dāng)前的天然氣站場閥門，主要包含閘閥、截止閥兩個大類，多屬于銅套裝入結(jié)構(gòu)，本文以平板閘閥、節(jié)流截止類閥門為例，以銅套的安裝為主要切入點(diǎn)，詳細(xì)敘述其進(jìn)場檢驗標(biāo)準(zhǔn)。從原則上來看，我國天然氣站場閥門的進(jìn)場檢驗標(biāo)準(zhǔn)與普通材料進(jìn)場并無本質(zhì)上的不同，具體流程為：①核驗采購閥門構(gòu)件的型號、規(guī)格等是否與天然氣站場的采購需求相匹配;②詳細(xì)審查閥門出廠檢驗報告，反復(fù)觀看質(zhì)量證明文件，出廠合格證沒有任何問題后，核對實物;③重點(diǎn)觀察外觀，檢驗閥門表層的光滑度、是否存在劃痕，厚度是否達(dá)到天然氣站場貯存、運(yùn)輸管道的相關(guān)要求;④天然氣站場的閥門數(shù)量總體上屬于“一個蘿卜一個坑”，故必須材料數(shù)量的準(zhǔn)確性進(jìn)行檢驗;⑤完成取送樣檢測，待復(fù)檢報告生成后，方可執(zhí)行進(jìn)場材料報審工作。但天然氣站場的安全防范等級畢竟遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過常規(guī)性質(zhì)的工業(yè)場所，故針對平板閘閥、節(jié)流截止類閥門的進(jìn)場檢驗標(biāo)準(zhǔn)，還需注重以下內(nèi)容。

2.1 平板閘閥的進(jìn)場檢驗標(biāo)準(zhǔn)

平板閘閥更多地應(yīng)用于天然氣輸配場站，其顯著特點(diǎn)是，閥桿的行程相對較長。故為在傳動過程中，避免較大的摩擦力導(dǎo)致閥門及管道的使用壽命受損，且為了防范軸中心位置發(fā)生偏移，平板閘閥的銅套必須裝配特定的軸承。而在進(jìn)行平板閘閥進(jìn)場檢驗時，有關(guān)人員還應(yīng)重點(diǎn)審查軸承的質(zhì)量。目前，我國天然氣輸配場站常見的平板閘閥，其導(dǎo)流孔主要為WKM樣式，基于具體的形態(tài)，可以分為傘齒輪型和手搖輪型，其特點(diǎn)如下：

平板閘閥WKM導(dǎo)流孔傘齒輪型銅套：

構(gòu)件配備檢驗必須嚴(yán)絲合縫地滿足以下拆卸流程：①整體性地打開閥門后，將手搖輪和閥桿罩取出;②將手搖輪銷子、松傘齒輪螺栓構(gòu)件、傘齒輪罩和傘齒輪依次取出;③拿出銅套支架盤以及銅套、軸承[2]。上述10項元器件缺少任何一項，都屬于不合格產(chǎn)品，無法滿足進(jìn)場檢驗標(biāo)準(zhǔn)，故檢驗人員必須謹(jǐn)慎小心，避免檢驗過程出現(xiàn)任何疏漏。

平板閘閥WKM導(dǎo)流孔傘齒輪型銅套的安裝過程與拆卸過程完全相反，安裝期間任何構(gòu)件的添加順序不可出現(xiàn)錯亂，否則會導(dǎo)致閥門功能受損。

平板閘閥WKM導(dǎo)流孔手輪型銅套的拆卸檢驗過程與傘齒輪型并無本質(zhì)上的差別，具體的構(gòu)件也大致相當(dāng)，故檢測人員只需按照上述過程完成“復(fù)制”即可，安裝檢測亦同。

需要注意的是，平板閘閥的銅套裝配的推力圓柱滾子軸承，其作用原理為：以承受軸向載荷為主要功能的軸，通常采用徑向聯(lián)合載荷工藝生產(chǎn)而成，銅套的外圈圓上必須配備纏繞“O”型密封圈，其作用在于安裝在矩形截面的溝槽處時，能夠有效起到水密封作用。由此可見，平板閘閥的進(jìn)場檢驗工作涉及的內(nèi)容涵蓋方方面面，檢測人員必須集中注意力。

2.2 節(jié)流截止類閥門的進(jìn)場檢驗標(biāo)準(zhǔn)

節(jié)流截止類閥門的特點(diǎn)在于：①安裝在天然氣輸配站場管道且處于正常的工作狀態(tài)時，銅套應(yīng)該長時間保持固定不動的狀態(tài)。此時，節(jié)流截止類閥門銅套的主要功能僅僅是作為閥桿旋轉(zhuǎn)過程中的支撐物;②該類閥門銅套的保養(yǎng)周期幾乎是所有類型閥門中最短的，但由于使用環(huán)境相對惡劣（比如單向受壓，導(dǎo)致受力不均勻;頻繁的開關(guān)，致使器件磨損、性能降低等），且受天然氣輸配站場管道節(jié)流功能的影響，一旦密封面出現(xiàn)泄漏，關(guān)閉開關(guān)的瞬間可能出現(xiàn)極大的橫向作用力（相對于器件本身的荷載能力），進(jìn)而導(dǎo)致每一次開關(guān)閥門的過程中，其上銅套的螺紋都會遭受擠壓。由此可見，節(jié)流截止類閥門的進(jìn)場檢驗重點(diǎn)仍然在于銅套（特別是密封處），故檢驗人員必須圍繞上述內(nèi)容進(jìn)行仔細(xì)研究，防止不合格產(chǎn)品投入實際運(yùn)用。

3 結(jié)語

目前，有關(guān)部門總結(jié)天然氣站場出現(xiàn)的多項安全事故時，往往從改造天然氣貯存、運(yùn)輸管材的螺旋焊縫等方面切入，確認(rèn)事故的直接原因;同時，將間接原因歸為管材疲勞受損、長時間使用下，缺乏高質(zhì)量的檢測與維護(hù)。但實際情況是，由于一些閥門的生產(chǎn)工藝存在技術(shù)性缺陷，進(jìn)場檢驗過程中也未能及時發(fā)現(xiàn)，從而埋下安全隱患?；诖耍嘘P(guān)人員必須重視閥門的生產(chǎn)和檢驗，保證安全。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳永健，徐棟，朱文俊.淺談天然氣站場閥門生產(chǎn)工藝與進(jìn)場檢驗[J].化工設(shè)計通訊，2018，44（3）：77.

[2]吳鴻，謝宗寶，杜艷.天然氣輸配場站閥門銅套拆裝保養(yǎng)方法探索[J].中國設(shè)備工程，2019（24）：36-37.