曹麗召，趙飛松

(中國石化重慶天然氣管道有限責(zé)任公司,重慶涪陵 408001)

球閥注脂嘴泄漏分析及處置方法探討

曹麗召，趙飛松

(中國石化重慶天然氣管道有限責(zé)任公司,重慶涪陵408001)

對典型球閥閥座密封系統(tǒng)結(jié)構(gòu)風(fēng)險進行了研究，對注脂嘴的結(jié)構(gòu)和失效原因進行分析，指出球閥注脂嘴失效泄漏時不能直接帶壓更換，給出了注脂嘴泄漏可選擇注潤滑脂或清洗液、采用專用泄壓工具更換注脂嘴、采用專用帶壓更換工具進行在線更換注脂嘴3種處置方法，這些方法可為球閥注脂嘴泄漏搶修決策方案提供參考。

球閥 注脂嘴 泄漏 原因分析 處置方法

注脂維護保養(yǎng)對于減少球閥故障、延長球閥壽命、使球閥方便操作等方面具有重要意義。注脂設(shè)備通過注脂嘴向閥球密封系統(tǒng)注潤滑脂或清洗液，實現(xiàn)對球閥的維護和保養(yǎng)。由于注脂嘴下端直接處于閥球內(nèi)流體壓力環(huán)境中，如果注脂嘴結(jié)構(gòu)失效，就會引起流體介質(zhì)泄漏，對安全生產(chǎn)、人身安全、環(huán)境污染造成影響。

近幾年來某公司檢查輸氣站及閥室，發(fā)現(xiàn)有10多處球閥注脂嘴存在泄漏隱患。為了應(yīng)對球閥注脂嘴泄漏風(fēng)險，需要根據(jù)現(xiàn)場實際情況，采取不同的處置方法。

1 球閥閥座密封系統(tǒng)結(jié)構(gòu)風(fēng)險

典型球閥的閥座密封系統(tǒng)(圖1)嵌在閥座上的密封環(huán)和閥球之間形成密封副，注脂設(shè)備通過注脂接頭、內(nèi)置止回閥及閥座內(nèi)部注脂通道將潤滑脂(清洗液)注入至閥座密封環(huán)位置，從而實現(xiàn)對密封副的潤滑和密封。注脂嘴的下端通過螺紋與閥體直接相連，上端暴露于大氣中，注脂嘴上、下端面之間承受的壓力即為管線流體的壓力。

圖1 典型球閥閥座密封系統(tǒng)

閥座注脂接頭直接和管輸系統(tǒng)相連接。閥腔內(nèi)壓力排空并不意味著帶壓拆卸注脂嘴是安全的。即使是新安裝的止回閥也不是安全可靠的。如果此時從閥體上拆卸外部注脂接頭，管線壓力就可能通過注脂通道經(jīng)過失效的內(nèi)部止回閥將外部注脂接頭打飛，從而帶來嚴(yán)重的后果。如在閥室或建筑物內(nèi),可能引發(fā)緊急關(guān)斷、火災(zāi)甚至是爆炸。因此禁止在帶壓情況下，直接拆卸更換球閥的注脂嘴。

2 注脂嘴結(jié)構(gòu)及失效原因分析

注脂嘴一般由蓋帽、鋼珠、彈簧和帶連接螺紋的本體幾部分組成。從結(jié)構(gòu)(圖2)可見，注脂接頭一般采用底部壓邊結(jié)構(gòu)將彈簧、鋼珠限制在注脂接頭本體內(nèi)。

圖2 注脂嘴的結(jié)構(gòu)

注脂接頭內(nèi)的止回球由于被污物(沙粒、金屬碎屑、固化的脂等)卡住或者彈簧失效而無法回復(fù)到原來的位置，從而失去其止回的功能導(dǎo)致泄漏發(fā)生。因此壓邊失效和彈簧疲勞失效是導(dǎo)致注脂接頭失效的重要原因(圖3)。此外還有止回球鋼珠破損等原因造成注脂嘴產(chǎn)生泄漏(圖4)。

圖3 壓邊失效和彈簧疲勞失效

3 注脂嘴泄漏處置方法

3.1 注潤滑脂或清洗液

在高壓天然氣管輸系統(tǒng)中，大多數(shù)的內(nèi)置止回閥無法有效地防止閥門小泄漏的發(fā)生。此時，可以向閥門密封系統(tǒng)重新注入少量的清洗液(或流動性好的潤滑脂)，浸泡一段時間后，就可以有效防止這類泄漏的發(fā)生。閥門注脂嘴注入清洗液后，小球和彈簧四周固化的脂等污物在清洗液的浸泡下，很快瓦解或者變軟，使止回球和彈簧很快得到復(fù)位，就不會再發(fā)生泄漏了。如果注脂嘴泄漏量大，導(dǎo)致注脂操作不易實施，注入清洗液前，需要安裝泄漏自鎖適配器。

圖4 注脂嘴故障前后對比

安裝過程中將金屬密封泄漏鎖緊接頭的頂部卡到注脂接頭上，然后順時針擰金屬密封泄漏鎖緊接頭，就可以將金屬密封泄漏鎖緊接頭安裝到原注脂嘴上。通過墊圈或金屬密封圈可以獲得有效的密封性能。金屬密封泄漏鎖緊接頭安裝完畢后，可以先向閥門注入少量的清洗液，如VAL-TEX2000型清洗液。一般當(dāng)清洗液接觸到止回閥界面時，泄漏就可以被有效阻止。有時在止回閥準(zhǔn)確落入閥座前，需要進行多次清洗液或流動性較好的潤滑脂的注脂嘗試。停止氣體泄漏后，維檢修操作者仍可以向閥門注入潤滑脂或清洗液。

3.2 采用專用泄壓工具更換注脂嘴

如果在特殊情況下必須嘗試在線拆卸更換外部注脂嘴，那么可以使用一種SO-BV工具。SO-BV工具底部通過螺紋連接在注脂嘴上，通過順時針旋轉(zhuǎn)頂部T形手柄以使頂桿向下運行從而推開注脂嘴的內(nèi)部止回閥，此時如果閥體上的內(nèi)部止回閥已經(jīng)失效，那么管線內(nèi)的高壓流體介質(zhì)將通過SO-BV工具的外部開口流出。此時就可以明確判斷閥體上的內(nèi)部止回閥已經(jīng)失效，無法在線拆卸更換外部注脂嘴。否則如果SO-BV工具的外部開口沒有高壓介質(zhì)流出，可以嘗試在線拆卸更換外部注脂嘴。

將SO-BV工具連接到注脂嘴上之前，首先逆時針旋轉(zhuǎn)SO-BV工具上的T型手柄使頂桿上行至最大位置，然后拆除密封注脂接頭上的金屬蓋帽，將SO-BV工具連接在注脂接頭的螺紋上并旋緊。順時針旋轉(zhuǎn)SO-BV工具上的T型手柄，使頂桿下行從而使注脂接頭內(nèi)的球形止回閥“離座”。這樣做可以使閥體內(nèi)的物質(zhì)通過泄放孔和后端的閥門被釋放出(圖5)。

圖5 SO-BV專用工具泄壓操作(“離座”)

反方向旋轉(zhuǎn)SO-BV工具上的T型手柄，抽出頂桿，從而使注脂接頭的內(nèi)置止回球在彈簧的彈力下重新“回座”(圖6)。

圖6 SO-BV專用工具泄壓操作(“回座”)

3.3 采用帶壓更換工具進行在線更換注脂嘴

某維搶修中心采用TDW公司的T101b鉆孔機及其附件(圖7)，對失效注脂嘴進行在線帶壓拆卸和更換。T101b鉆孔機可實現(xiàn)密閉狀態(tài)下被夾持工件的螺旋式上升和下降，亦可以實現(xiàn)內(nèi)部夾持工件的垂直上升和下降。

通過在失效的球閥注脂嘴四周表面固定T101b帶壓更換成套工具，實現(xiàn)注脂嘴的帶壓拆卸和更換工作。為保證施工過程中的密封效果，需提前加工護板短節(jié)和抱箍，并準(zhǔn)備高壓“O”型密封圈。需加工護板短節(jié)和抱箍結(jié)構(gòu)。護板短接及底部的“O”型圈、球閥表面和2英寸閥門在抱箍的作用下在注脂嘴四周形成一個密封腔。帶壓更換成套工具裝配后如圖8所示。

圖7 T-101b帶壓更換工具結(jié)構(gòu)

圖8 在線更換注脂嘴成套工具裝配

取注脂嘴操作時，首先將夾持器底部的內(nèi)六角扳手頭與注脂嘴外六方螺桿固定好，打開2英寸閥門，將鉆孔機與夾持器(套筒頭及驅(qū)柄)連接好，逆時針轉(zhuǎn)動鉆孔機的棘齒搖把，轉(zhuǎn)動大約12轉(zhuǎn)，可以將注脂嘴移出。繼續(xù)轉(zhuǎn)動，提升給進管，直到注脂嘴提升到達2英寸閥門表面。鉆桿每轉(zhuǎn)8轉(zhuǎn)的行程越為1英寸，提升距離可以在鉆桿上讀取。注脂嘴提升到達2英寸閥門表面時，立即關(guān)閉2英寸閥門，對鉆孔機進行泄壓，拆卸下短接和適配器，可以將注脂嘴取下。

安裝新注脂嘴時，首先在夾持器套筒扳手頭內(nèi)安裝新注脂嘴，并將套筒頭上的沉頭螺栓鎖死，使注脂嘴在旋緊過程中不會從套筒內(nèi)脫出。其余安裝過程與取注脂嘴程序相反。為保證操作的氣密性，上述任何一步操作過程中，必須進行驗漏，以保證系統(tǒng)的氣密性。

4 結(jié)語

通過對典型球閥閥座密封系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進行研究，對注脂嘴的結(jié)構(gòu)和失效原因進行分析，得出以下結(jié)論。

a)球閥注脂嘴在發(fā)生失效泄漏時不能直接帶壓在線更換。

b)注脂嘴發(fā)生泄漏時，注清洗液浸泡是前期較好的處置方法，如果泄漏量大，導(dǎo)致注脂操作不易實施，需要安裝泄漏自鎖適配器后實施注脂。

c)如果確認(rèn)閥體上的內(nèi)部止回閥沒有失效，可以嘗試采用SO-BV工具對注脂嘴內(nèi)壓力進行泄放，確認(rèn)無泄漏后對注脂嘴進行更換。該方法經(jīng)具體實踐檢驗不是一種理想的方法。

d)采用T101b鉆孔機及成套工具在線更換注脂嘴是一種新的嘗試，操作過程中的安全性和可靠性需要不斷實踐，才能熟練掌握。

[1] 朱喜平.天然氣管道球閥的結(jié)構(gòu)特點及使用中需要注意的問題[J].上海煤氣，2008(1):26-28.

[2] 華建宇.注脂止回閥結(jié)構(gòu)及裝配工具改進[J].閥門，2011(2):15-17.

DiscussionsintoLeakAnalysisandDisposalMethodsofBallGreaseNozzle

Cao Lizhao, Zhao Feisong

(SINOPEC Chongqing Gas Pipeline Co. Ltd, Chongqing, Fuling, 408001)

The structure for typical ball valve seat sealing system risk was studied, the structure and failure causes of greasing nozzle were analyzed, noted that greasing nozzle valve failure under pressure leak can not be directly replaced, given optional choices like using grease or cleaning fluid for grease nozzle leak, using special tools to replace the grease relief nozzle, using tools online with pressure replace these three kinds of disposal methods which may offer decision-making reference to greasing nozzle valve leak repair program.

ball valve; grease nozzle; leak; cause analysis; disposal measures

2015-04-04

曹麗召，工程師，2009年畢業(yè)于中國石油大學(xué)(華東)熱能與動力工程專業(yè)，現(xiàn)在主要從事工程管理和安全生產(chǎn)工作。