于昊

摘 要：工業(yè)水平的提高使各種閥門(mén)的用量急劇增加，能源企業(yè)也對(duì)閥門(mén)的密封性能提出了更高的要求。在實(shí)際工作中，閥門(mén)泄漏的事件時(shí)有發(fā)生，可見(jiàn)對(duì)閥門(mén)泄漏原因及檢測(cè)方法的研究十分必要。閥門(mén)泄漏的原因是多方面的，其影響程度也各不相同，根據(jù)不同的應(yīng)用條件，可以采取不同的措施來(lái)防止閥門(mén)泄漏。

關(guān)鍵詞：天然氣場(chǎng)站；閥門(mén)泄漏；原因；檢測(cè)方法

引言

閥門(mén)是長(zhǎng)輸油氣管道中的重要組成部分，閥門(mén)的無(wú)障礙運(yùn)行對(duì)油氣的運(yùn)輸起著非常重要的作用，在閥門(mén)的裝配、維修過(guò)程中都有可能對(duì)閥門(mén)造成損傷，故對(duì)于閥門(mén)的泄漏檢測(cè)成為日益關(guān)注的問(wèn)題。目前，石油石化行業(yè)中對(duì)于閥門(mén)的內(nèi)漏還沒(méi)有十分有效的檢測(cè)方法，因此對(duì)于由于閥門(mén)內(nèi)漏所引起的事故及削減能量損失研究顯得尤為重要。

1閥門(mén)的類(lèi)型及特點(diǎn)

根據(jù)密封的形式，閥門(mén)通?？梢苑譃榻佑|密封和非接觸密封兩種形式。接觸密封就是借助外力使密封面相互接觸、壓緊并嵌入，從而消除內(nèi)部的間隙。非接觸密封則無(wú)需借助外力即可實(shí)現(xiàn)閥門(mén)的密封。根據(jù)密封面的材料特性，閥門(mén)密封又可以分為塑性密封、彈性密封、研合密封和受控膜密封。其中塑性密封是通過(guò)塑性的密封面相互接觸擠壓而實(shí)現(xiàn)的密封，這種密封方法具有接觸面大、比壓分布均勻、加工容易等優(yōu)點(diǎn)，但可靠性稍差；彈性密封則一般采用線(xiàn)性接觸的方式，要求接觸面的形狀有較精密的加工尺寸，彈性密封具有耐高溫高壓的優(yōu)點(diǎn)，但由于彈性形變的變形量不大，因而不具備足夠的補(bǔ)償能力；研合密封是采用經(jīng)過(guò)精密研磨的表面進(jìn)行密封，雖然研磨面的變形量很小，但由于研磨精度極高，只需使用很小的外力即可實(shí)現(xiàn)可靠密封，因此非常適用于高參數(shù)密封場(chǎng)合；受控膜密封是通過(guò)密封力和液體壓力的平衡關(guān)系來(lái)調(diào)節(jié)密封間隙的，受控膜可以由電子系統(tǒng)進(jìn)行控制，也可以由熱脹冷縮的自然條件來(lái)控制，受控膜密封方式主要用于高速高壓場(chǎng)合。

2造成閥門(mén)泄漏的原因

2.1密封副結(jié)構(gòu)

由于密封副是在一定的外在壓力下工作的，而一般的密封副材料并非絕對(duì)的剛體，因力的作用下必然會(huì)發(fā)生微小的形變，而這些微小的形變對(duì)于液體或氣體等介質(zhì)而言就是嚴(yán)重的泄漏通道。不同的密封副結(jié)構(gòu)有不同的密封性能，例如面型密封與線(xiàn)型密封顯示是不一樣的。

2.2密封副的質(zhì)量

密封副質(zhì)量主要體現(xiàn)在材料的選擇、面型的匹配和加工的精度三個(gè)方面。例如，在同樣的面型匹配和加工精度條件下，當(dāng)材料塑性較好時(shí)，密封性能也會(huì)較好。如果面型不匹配，即使加工精度再好，也很難彌補(bǔ)面型失配帶來(lái)的不利影響。

2.3密封面比壓

密封面的比壓對(duì)密封性能可能有提高也可能有損害。首先，過(guò)大的比壓容易造成閥門(mén)損壞，而過(guò)小的比壓又會(huì)密封可靠性變差，比壓的選擇直接影響密封性，需要通過(guò)參數(shù)計(jì)算或大量實(shí)驗(yàn)來(lái)尋找最佳的密封面比壓參數(shù)。

2.4介質(zhì)的物理性質(zhì)

介質(zhì)的溫度、粘度和親水性等物理性質(zhì)是影響到閥門(mén)密封性能的重要因素。對(duì)于精密閥門(mén)而言，溫度會(huì)對(duì)材料的尺寸有微小的影響，同時(shí)造成會(huì)掛粘度的變化，從而對(duì)密封性能產(chǎn)生復(fù)雜而難以預(yù)測(cè)的影響。因此，具有溫度補(bǔ)償功能的閥門(mén)密封性會(huì)大大提高。

3檢測(cè)閥門(mén)泄漏所采取的方式

在當(dāng)下對(duì)于閥門(mén)泄漏，相關(guān)部門(mén)還沒(méi)有過(guò)于系統(tǒng)的檢測(cè)方式，現(xiàn)在一般分為兩類(lèi)：直接檢測(cè)法和間接檢測(cè)法。直接檢測(cè)法主要包括氣體檢測(cè)法、油膜檢測(cè)法、電纜檢測(cè)法及光纖檢測(cè)法，其原理是通過(guò)固定在閥門(mén)外部的檢測(cè)機(jī)對(duì)泄漏的運(yùn)輸組織直接進(jìn)行檢測(cè)，以達(dá)到檢測(cè)預(yù)警的作用。間接檢測(cè)法包括守恒定律法、流量平衡檢測(cè)法、運(yùn)行壓力檢測(cè)法以及超聲波檢測(cè)法等。

3.1負(fù)壓波法

在發(fā)生泄漏時(shí)，會(huì)出現(xiàn)瞬間的壓力差及速度差，這時(shí)候的壓波一般被稱(chēng)為負(fù)壓波，同時(shí)負(fù)壓波通過(guò)上游與下游的測(cè)量時(shí)間之間的差值就是時(shí)間差。工作通過(guò)負(fù)壓波在管道中傳播的速度就可以確定具體泄漏位置。這種壓力差產(chǎn)生原理是泄漏時(shí)液體物質(zhì)的損失引起局部的液體密度減小，就會(huì)出現(xiàn)瞬間壓力的降低以及速度差。這種方法擁有較好的靈敏度及定位的精確度，施工量小且成本低，所以在安裝和維護(hù)上都很方便。

3.2運(yùn)行壓力法

這種方法用起來(lái)比較方便快捷，其原理類(lèi)似于連通器，主要用于流速慢的運(yùn)輸物質(zhì)的檢測(cè)和比較嚴(yán)重時(shí)的泄漏問(wèn)題。

3.3守恒定律法

這種方法是基于能量守恒定律的應(yīng)用，其缺點(diǎn)比較嚴(yán)重，不能提前預(yù)防，而且只有在泄漏問(wèn)題發(fā)生后才能檢測(cè)到，只要是檢測(cè)運(yùn)輸物質(zhì)的質(zhì)量，當(dāng)物質(zhì)的質(zhì)量流量發(fā)生明顯變化時(shí)，才能檢測(cè)到。所以一般很少用于石油泄漏的檢測(cè)。

3.4巡視觀(guān)察法

這是一種一般公司比較常用的檢測(cè)方法，是要派工作人員規(guī)律性的進(jìn)行巡查，這種方法對(duì)工作人員的要求比較高，需要細(xì)心、經(jīng)驗(yàn)豐富，并且要有相對(duì)的一些知識(shí)，需要循著管道進(jìn)行巡邏，一點(diǎn)一點(diǎn)地排查。它的劣勢(shì)也同樣明顯，巡邏周期長(zhǎng)、員工需要高度集中注意力去檢測(cè)等，而這種方法相對(duì)其他的性?xún)r(jià)比比較高，所以一般公司都采用這種方法。

3.5聲發(fā)射檢測(cè)法

其原理是利用聲學(xué)來(lái)檢測(cè)門(mén)閥泄漏情況，是居于內(nèi)源能量的快速釋放，產(chǎn)生瞬態(tài)彈性波，然后傳感器在閥體外壁接觸彈性波，在運(yùn)輸物質(zhì)泄漏時(shí)會(huì)自動(dòng)將其轉(zhuǎn)成電信號(hào)，最終通過(guò)對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行放大，來(lái)監(jiān)聽(tīng)就可以達(dá)到在線(xiàn)檢測(cè)閥門(mén)泄漏的目標(biāo)。其優(yōu)點(diǎn)較明顯：首先是操作方法比較方便，對(duì)員工要求不高，只需要認(rèn)真負(fù)責(zé)的完成任務(wù)即可，對(duì)于接近度要求并不高；其次就是不需要對(duì)閥門(mén)進(jìn)行拆卸就可以檢測(cè)到內(nèi)部是否發(fā)生泄漏；另外就是不影響企業(yè)的正常生產(chǎn)。

結(jié)語(yǔ)

在工業(yè)化背景下，閥門(mén)密封性對(duì)保障生產(chǎn)的安全有重要作用。未來(lái)的閥門(mén)在結(jié)構(gòu)上會(huì)更加復(fù)雜，甚至不能再用傳統(tǒng)的思想去分析其密封原理。因此，只有根據(jù)具體的情況對(duì)閥門(mén)的密封性進(jìn)行分析，有針對(duì)性地提高防護(hù)水平，才能達(dá)到良好的效果。

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