張廣平 袁亞儒 陳霄

(1．中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司安全環(huán)保監(jiān)督部，陜西 榆林 719000)(2．中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司蘇里格南作業(yè)分公司，陜西 西安 710018)

氣田井口在役安全閥失效風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

張廣平1袁亞儒1陳霄2

(1．中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司安全環(huán)保監(jiān)督部，陜西 榆林 719000)(2．中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司蘇里格南作業(yè)分公司，陜西 西安 710018)

安全閥對(duì)于承壓設(shè)備和管道的安全工作具有重要的意義，安全閥的正常工作能有效的降低安全事故的發(fā)生。通過(guò)對(duì)安全閥基本性能的介紹，分析了安全閥失效的諸多影響因素，采用可拓工程系評(píng)價(jià)方法，建立了風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的優(yōu)度評(píng)價(jià)方法，可以有效的對(duì)風(fēng)險(xiǎn)加以評(píng)價(jià)。

安全閥；風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估；風(fēng)險(xiǎn)管理；可拓工程學(xué)

石油和化工生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)各類管道是具有高壓和燃爆、有毒、腐蝕性等流體輸送的設(shè)備，一旦發(fā)生泄漏，將有可能造成火災(zāi)、爆炸和中毒等故事，導(dǎo)致人員傷亡和環(huán)境污染，帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)負(fù)面影響[1]。部分壓力容器和承壓管道在使用過(guò)程，當(dāng)突發(fā)超壓時(shí)，如未及時(shí)采取相關(guān)措施，將造成承壓設(shè)備的損壞，從而發(fā)生事故[2]。因此，為了防止超壓而造成嚴(yán)重的事故，一個(gè)很重要的安全輔助設(shè)備是必不可少的，安全閥的安全泄壓裝置，是一種較為常用的安全輔助設(shè)備，在承壓設(shè)備及管道的運(yùn)行過(guò)程起著非常重要的作用。

安全閥的安裝和使用對(duì)于目前石化企業(yè)的安全生產(chǎn)，有著極為重要的輔助作用，同時(shí)對(duì)于安全閥的檢驗(yàn)和維護(hù)，也是日常生產(chǎn)過(guò)程必不可少的過(guò)程。本研究針對(duì)于油田開(kāi)發(fā)現(xiàn)場(chǎng)常用的彈簧荷載式安全閥為實(shí)例，進(jìn)行安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，以此探討安全閥的維護(hù)和檢測(cè)方法，并指導(dǎo)后續(xù)的風(fēng)險(xiǎn)管理。

1 安全閥性能分析

1.1 基本性能

當(dāng)承壓設(shè)備和管道中流體壓力升高，超過(guò)閾值時(shí)，安全閥將自動(dòng)開(kāi)啟，使得壓力逐漸被釋放，以防止壓力持續(xù)上升，當(dāng)壓力因逐漸釋放后降低到安全閥設(shè)定好的低壓閾值時(shí)，安全閥自動(dòng)關(guān)閉，停止泄壓。承壓設(shè)備和管道中流體在正常壓力工作時(shí)，安全閥處于關(guān)閉狀態(tài)[3]。

例如DIPPER閥，是天然氣采氣井及處理站的第一道安全保障，主要用于保護(hù)管道系統(tǒng)安全。當(dāng)系統(tǒng)壓力超過(guò)規(guī)定的高限壓力時(shí)，本閥自動(dòng)關(guān)閉，防止系統(tǒng)設(shè)備因受過(guò)載壓力而破壞；當(dāng)系統(tǒng)壓力低于規(guī)定的低限壓力時(shí)，系統(tǒng)設(shè)備可能已因某種因素而被破壞，本閥也會(huì)自動(dòng)關(guān)閉，防止天然氣（介質(zhì)）外泄（圖1）。該閥門具有以下性能特點(diǎn)：

（1）科學(xué)選材保證閥門各零件的強(qiáng)度剛度和使用壽命；

（2）科學(xué)的液壓油選擇及控制系統(tǒng)高低壓彈簧的設(shè)置；

（3）可現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整高壓緊急截?cái)嗪偷蛪壕o急截?cái)嘀怠２僮骶o急按扭，隨時(shí)實(shí)現(xiàn)閥門的緊急截?cái)啵?/p>

（4）氣液轉(zhuǎn)換缸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有效的避免了因介質(zhì)含液量大造成的冰堵現(xiàn)象；

（5）閥門在緊急狀態(tài)下關(guān)閉的可靠性。

圖1 ESD型井口安全閥

1.2 安全閥失效分析

影響安全閥失效的原因很多，歸納起來(lái)主要為：設(shè)計(jì)制造原因、工作環(huán)境條件、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備管理、工作歷史情況等[4]。

（1）安全閥彈簧失效。彈簧是安全閥的重要部件，在一定的溫度、壓力和腐蝕介質(zhì)的工作環(huán)境下，長(zhǎng)期的使用使得彈簧剛度降低，彈簧作用在閥瓣的壓力降低，從而導(dǎo)致安全閥泄漏。

（2）安全閥選型不當(dāng)。沒(méi)有考慮安全閥實(shí)際的泄壓能力，出現(xiàn)泄壓能力不足，以及回座壓力過(guò)大產(chǎn)生不回座，使得安全閥失效。

（3）介質(zhì)影響。腐蝕性介質(zhì)會(huì)導(dǎo)致安全閥內(nèi)部部件的腐蝕損傷，從而造成安全閥泄漏。同時(shí)介質(zhì)內(nèi)含有的固體或凝結(jié)顆粒物質(zhì)造成安全閥無(wú)法正常開(kāi)啟閉合。

（4）工作歷史。當(dāng)安全閥使用較久，出現(xiàn)了許多次的開(kāi)啟閉合，彈簧等部件的剛度降低，以及包括人為的拆卸安裝不良，都會(huì)造成安全閥失效。

2 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

采用可拓工程系評(píng)價(jià)方法，將事物的質(zhì)和量同意考慮，運(yùn)用定性和定量的雙向思維來(lái)解決問(wèn)題。通過(guò)形式化的工具，從定向和定量?jī)蓚€(gè)方面入手，分析事物的規(guī)律和矛盾，依據(jù)物元可拓性進(jìn)行定性分析，建立函數(shù)關(guān)系進(jìn)行定量計(jì)算。

（1）確定評(píng)價(jià)對(duì)象有關(guān)的評(píng)價(jià)指標(biāo)；

（2）建立評(píng)價(jià)等級(jí)及各等級(jí)對(duì)應(yīng)的閾值范圍；

（3）計(jì)算權(quán)重系數(shù)；

（4）建立合格度的函數(shù)關(guān)系；

（5）計(jì)算優(yōu)度。

各評(píng)價(jià)指標(biāo)規(guī)范化的合格度見(jiàn)式1。

等級(jí)Nj的優(yōu)度見(jiàn)式2。

式中，j=1，2，3，…m。

最終對(duì)優(yōu)度進(jìn)行評(píng)價(jià)，即C(N0)=max{C(Nj)}，j=1，2，3，…m。

3 結(jié)語(yǔ)

安全閥的應(yīng)用有效的降低了承壓設(shè)備及管線安全事故的發(fā)生，分析了安全閥失效的諸多原因，在后期的管理過(guò)程中，需要加以注意，防治安全閥失效造成安全事故。

[1]孫立剛,王新,劉思敏.輸氣管道站場(chǎng)安全閥的設(shè)置[J/OL].油氣儲(chǔ)運(yùn),2014,(12):1363-1366.

[2]劉德正,單茂青,呂選鵬,等.電磁波控制井下安全閥在氣井中的成功應(yīng)用[J].國(guó)外油田工程,2010,(12):53-54+62.

[3]王志云,張積明.輸氣管線自動(dòng)防噴安全閥的研制[J].石油機(jī)械,2009,(06):58-61+67.

[4]謝梅波,岳江河,王海東.各類井下安全閥系統(tǒng)的特點(diǎn)及安裝設(shè)計(jì)概述[J].中國(guó)海上油氣.工程,1995,(04):31-42+5-22.

張廣平（1973-），男，漢族，助理工程師，從事安全環(huán)保監(jiān)督工作。