石化阀门设备选型及其常见故障

黄宇

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摘  要：大型管道系统中重要的装置种类非常多，其中起到关闭、开合作用的部件就是阀门。阀门这种部件本身有很多品种和规格，并且用途十分广泛，在每一个大型装置中使用量都非常大。所以设备选型是非常重要的问题，阀门质量如果不过关也会造成严重的泄露事件，这不仅仅会给企业带来严重的经济效益损失，甚至还可能会危害人们的生命财产安全，影响非常恶劣。本文针对设备选型的问题以及可能会出现的故障进行分析，期望能给有关工作带来科学参考意义。

关键词：阀门；选用；故障分析

在石油化工的领域，其大型装置和管道系统中非常广泛地应用到阀门这个部件、阀门通过其开闭，可以实现减压增压，还能改变介质的流向。石油化工行业本身具有一定的特殊性，在操作过程中经常承受高温高压，并且有毒有害气，体和易燃易爆物质非常多见，为了维持生产的连续性，这也给阀门自身的质量提出了较高的要求，阀门使用量非常大，在具体工作中耗损情况是十分严重，所以门类型的选择和质量的控制都是非常重要的内容。

1 阀门设备选型的依据

由于生产工艺各有不同，并且管道系统对于阀门的具体要求也不一样，所以阀门在种类和结构形式上是多种多样的，设备选型一直是工程设计中非常重要的一项内容。选用最为合适的阀门设备，可以延长使用寿命，对于设备的长期稳定运行来说作用非常明显。

1.1阀门的温度和压力

在一定温度下，能够承担的最大压力就是阀门的压力-温度的额定数值，温度升高的话，其压力阀值也会有所降低，这项内容也是阀门设备选择的主要依据。很多国家都针对阀门和法兰管件分别制定了压力-温度的额定阈值，部分厂商直接将二者采用统一的标准。

1.2关于阀门材料

对于一个阀门部件来说，其选择除了温度和压力之外，质量往往直接决定可靠性和使用寿命的重要因素，并且也对其耐腐蚀性有一定的影响。阀门会随看其型号和用途不同，而在材料上也产生一定区别，所以不同的阀门，对于其材料的要求有所不同，除此之外也应该考虑到此种材料的耐热性能和抗腐蚀性能。

1.3阀门部件的密闭性

密闭性也是一个阀门质量的重要衡量因素，一个阀门中的密封部位包括以下几种：启闭件、阀体阀盖之间的连接部位、阀门管道之间的连接、填料和阀杆之间等等，其中启闭件出现泄漏情况即为内漏、不容易被发现，其余则为外漏。密闭性也是阀门管件质量的主要影响因素，是阀门选用的一项重要参数。

1.4消防安全问题

在火灾发生之后，阀门如果成为整个管道系统的破坏点，将会给整个管道地成很大破坏，有其是软密封阀门，其使用的材料强度远远低于阀体金属，并且随着阀门周围温度上升，软密封结构很有可能成为破坏点，直接加重火灾所造成的破坏。很多软密封阀门虽然密闭性较好，但如果应用的管道用于输送易燃品，则应该重视防火设计工作。

2工程应用中常见故障分析

2.1阀门选型不当

按实际情况来看，选型不当作为阀门事故根本起因，必须受到人们高度重视。

2.1.1球阀在常闭工况下长期工作，阀瓣球体表面可能吸附水垢等各种杂质，阀门开启过程中所要求力矩随之增大，从而导致开启失灵问题。为解决这个问题，在选型期间，常闭、常开场合宜分别选择蝶阀、球阀。究其原因可知，由于蝶阀处在全闭处，阀座密封面和阀瓣接触，可有效避免杂质附着，而球阀全开时结果与之相同。

2.1.2闸阀、球阀等存在双密封阀座，中腔内可能滞留流体介质，一旦出现外界环境或系统温升等情况，极易膨胀或蒸发，此时阀体中会形成极大压力，造成密封圈变形或破坏，出现泄漏问题。在这种情况下，需要选择带泄压结构阀门。

2.1.3蒸汽锅炉等排污管道所用小口径闸阀，蒸汽流通期间会使其加热，关闭冷却时，闸板可能楔死，最终不易或无法重启。这种情况下，所用闸阀需要注意设置旁通或全关闭时倒回半圈，当成阀门关闭位置或者使用截止阀等。

2.1.4紧邻弯道位置设旋启式止回阀，因涡流效应导致阀瓣转动，造成阀瓣与阀销出现振颤、磨损，乃至脱落现象。这种情况下，应注意由止回阀前后设计相应长度直管段，或选择带限制阀瓣回转止回阀结构阁。

2.2流体介质的速度

2.2.1流速过大

在实践应用阶段，如果截止阀用于一些开启位置，高速流体冲击力施加到阀瓣上会造成其回转，其与阀杆连接处磨损、脱落。这种情况下，宜选择有波纹管截止阀，从而有效限制其回转。旋启式止回阀流体流速过大，那么阀瓣在全开位置周围悬浮于流体内，可能出现颤振。

2.2.2流速过低

旋启式止回阀用于低压、低流速工况下（阀瓣开启高度在10°左右），阀瓣在靠近全闭位置后，可能出现颤动问题，和阀座拍打，出现“咔嗒咔嗒”异常声，阀瓣紧固件受撞击可能松动，影响阀瓣连接处，导致其密封表面遭到破坏，从而引起事故问题。

2.3止回阀

按照应用情况来看，止回阀对使用条件很敏感，应用阶段故障出现率较高。因此，选型期间必须注重最大/最小使用流量、适用最低流速与尺寸等因素，保证选型合理性与实用性，同时按照阀门前后压力差，判断其开启高度。

2.3.1旋启式阀门用于低压、低流速条件下，阀瓣可能出现颤动，导致阀门仅仅可以局部开启，阀瓣一直开关连续颤动。在防颤动策略上，能够选择阀门结构与配管两方面着手处理，以消除这类问题。

2.3.2如果流体流向突变，止回阀阀瓣将剧烈关闭于阀座上，造成阀座明显磨损，同时沿管道出现水锤。工程选型阶段，需要充分注重阀结构、开关速度、缓冲储罐设置等因素。

结束语

阀门的种类繁多，使用量大，但是质量参差不齐，所以由阀门选用不当或者质量不合格导致的事故一直是石化行业面临的一个难题。除此之外，在实际使用中操作方式不当，或者部件老化、阀门出现泄漏等等都是非常常见的情况，应该予以注意。本文首先介绍了阀门类型，并对其选用情况就行了一些说明，在使用过程中，工作人员应该对阀门的结构心中有数，并且重视新技术和新材料的动态。阀门在石化行业中属于关键部件，只有提高对其的重视程度，才能让石化工业在运行中保证安全稳定，为我国经济发展做出贡献。

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