高含硫气田管道BV阀密封更换技术及其应用探究

姜景耀

中石化中原油田普光分公司采气厂 四川省达州市636156

摘要：普光气田是中国特大型高含硫酸性气田,其中普光主体阀室31座，投产至今，阀室BV阀泄漏共发生9次，其中TYCO阀门泄漏更换密封件8次，ATV阀门泄漏更换整阀1次，泄漏原因均为大盖密封圈失效，设备老化泄漏风险日益增大，严重影响气田安全平稳生产。由于更换整阀代价较大，且施工风险较高，一般对泄漏BV阀密封件进行更换。本文结合现场生产实际，通过技术调研、模拟推演、工艺准备、实际操作等总结出一套BV阀密封更换技术方法，确保高效完成密封件更换，为气田平稳生产助力。

关键词：高含硫；BV阀；密封件；应用

引言：普光主体阀室BV阀尺寸最大为DN500 900LB，最小为DN150 900LB，一旦阀体大盖发生泄漏，一般要进行BV阀大盖密封件更换，由于这种密封件更换技术目前还没有成功率特别高的方法，因此还需进行调研、推演、准备、实操、总结等，提高BV阀密封件更换成功率，既能保障气田安全生产，又能为企业节省成本费用，可谓一举两得。

1.BV阀螺栓定力矩技术

一般现场紧固螺栓时靠作业人员听声音、靠感觉、凭经验，不同的人力度不同，紧固法兰松紧度不同，可能造成垫片失效或损坏、螺栓塑性变形甚至螺栓断裂，因此，螺栓定力矩技术应运而生。法兰螺栓紧固力矩是指在避免操作状态下法兰泄漏，在法兰安装时扭紧螺栓所需的扭力矩。定力矩紧固则需使用液压定力矩紧固，采用四点对称顺时针同步紧固，保证密封面压紧载荷分配均匀。在紧固过程中，要不断使用游标卡尺对法兰一周密封面间隙进行测量，确认间隙均匀。

紧固过程中：

（1）设备紧固时要按照30%、60%、80%、100%的紧固力矩，进行四遍紧固；

（2）将法兰螺栓顺时针分为四个象限进行编号，标记每次紧固的第一个螺栓位置，保证每遍紧固的初始螺栓位置不同；

（3）按照对角紧固的原则，第一遍同步紧固的每名作业人员先用30%扭矩值紧固每个象限的第一颗螺栓，然后顺时针紧固其余螺栓。

（4）重复步骤（3），将紧固力矩设置成定力矩的60%、80%、100%进行紧固。

2.推演准备

2.1 桌面推演

一是全面考虑施工条件。BV阀密封件更换主要涉及吊装作业、涉硫作业、临时用电作业及受限空间作业，施工安全风险系数高、施工作业难度大，因此施工准备较为关键。小组成员从流程切换、管道放空、燃料气置换、碱液清管以及氮气置换等5个方面开展进行细节推敲，明确各环节责任人和职责，以绝对安全为目标，进一步细化作业准备措施，确保各项准备措施落实到位。二是规范密封件更换作业程序，明确各密封件安装顺序。制订作业条件确认表，充分做好安全条件确认，确保前期各项措施落实落地，同时优化密封件更换步骤、更换细节，确保密封件更换一次成功。三是开展有产安全条件确认。按照燃料气气密、氮气气密、酸气气密以及管道投运的顺序，开展风险分析，强化应急准备，确保管道投运有序进行。

2.2 实操推演

2022年3月17日，组织施工班组开展了BV阀中法兰密封更换全流程预安装训练。固化了更换流程，明确了紧固顺序，让施工班组提前掌握密封更换技术要领及注意事项，发现以下问题：一是准备工机具不全，采用行吊起吊，而现场实际更换时使用吊车；二是人员未佩戴空呼进行操作，在非停产时需佩戴空呼进行操作；三是安装过程中不细心，虽然使用的旧密封圈，但安装大盖过程中仍存在碰撞阀体现象，易造成密封损坏；四是未考虑中腔可能存在气体现象，未打开底部排污阀进行泄压操作；五是采用驱动轴式定力矩扳手对阀门螺栓进行预安装，发现执行机构与大盖之间距离不够，影响定力矩扳手头的放置，部分螺栓无作业空间，仅能对1/2的螺栓进行紧固。

3.BV阀大盖密封件更换

3.1阀门密封圈结构：

20″TYCO阀门大盖密封主要有六部分组成，分别为：502-石墨垫片、503-O型橡胶圈、504-PTFE、500a-唇式密封、500-唇式密封、挡圈（黄色聚醚醚酮）、支撑圈、13-镍基625护圈。

图1 密封件位置示意图

3.2 作业过程及更换步骤

根据现场BV阀密封更换作业情况，总结更换步骤如下：

（1）对BV阀全开全关一次，泄掉阀腔内余气。

（2）阀门气缸拆卸、吊装完成；

（3）阀门大盖螺栓拆卸、大盖吊出阀池间；

（4）对大盖旧密封圈进行拆卸，对大盖密封面、阀腔密封面进行清洗；

（5）安装石墨垫圈；

（6）安装O型密封圈；

（7）安装2套唇形密封圈（确保金属压圈完全压住黄色挡圈）；

（8）安装金属挡圈；

（9）对阀门大盖进行水平测试，确保大盖回装完全水平；

（10）对阀门大盖进行回装（利用导向牵引入槽）；

（11）对阀门大盖螺栓进行紧固（按照30%、60%、80%、100%进行紧固）。

3.3 BV阀大盖密封件更换要点

①2定位：即起吊时定位、安装时定位，防止拆装困难和损伤密封面。

②3对中：在起吊、安装大盖过程中不断测量大盖与阀体间距，保证大盖和阀体轴线对中，防止密封圈挤压受损。

③3清洁：即阀腔密封面（阀腔密封面和阀球密封面）、大盖和阀体结合面及螺栓孔、螺栓进行除锈、清洁、保养，防止污染密封圈，清洁、组装过程做到“三白”即佩戴白手套、使用白毛巾和白面团。

④4确认：生产单位专业人员作业前确认安全、工艺、设备、机具、人员、标准化满足作业条件；密封圈组装前确认密封面清洁无损伤无毛刺、阀盖结合面清洁无锈迹、螺栓保养到位、新密封圈完好；大盖安装前确认阀腔、阀体结合面清洁合格；施工完成后确认阀门附件安装完成，工完料净场地清。

4.恢复投用

按照由近及远原则，全线贯通后实施氮气置换、氮气气密、酸气气密、恢复投用等工序，控制各阶段升压速度，实现恢复得起、开得平稳目的。

结语：现场经过施工准备、实施更换、恢复投用等全流程、全工序方面，明确步骤，全面实施、总结更换方法和要点，形成一套相对成熟的安全、高效的BV阀密封圈更换方法，完成14台BV阀密封圈更换，效果较好。极大地降低了因阀门大盖密封老化失效引起的硫化氢泄漏风险，保障了各条管道平稳运行，各集气站能平稳输气。

参考文献

[1]刘培生, 程伟. 横向载荷作用下螺栓在紧固过程中的力分析[J]. 北京信息科技大学学报:自然科学版, 2022, 37(6):8.

[2]范志浩, 张丽, 房伟,等. 螺栓法兰紧固的结构优化[J]. 辽宁石油化工大学学报, 2022, 42(6):4.