李勛,晏賢臣,賴志屹

中國石油西南油氣田分公司輸氣管理處 （四川 成都 610100）

先導式安全閥是常用安全閥的一種，由主閥和導閥組成，導閥操作主閥的開啟和關閉。其具有排量大、不受背壓影響、動作靈敏的特點，可以在非常接近開啟壓力下進行不泄漏操作，且啟閉壓差小，廣泛應用于輸氣場站，起超壓放散作用、防止管線或設備超壓運行。先導式安全閥在現(xiàn)場使用中出現(xiàn)問題，要及時發(fā)現(xiàn)、及時處理、正確分析，因此統(tǒng)計并分析先導式安全閥起跳事件很有必要[1-2]。

1 工作原理

當被保護系統(tǒng)處于正常運行狀況時，導閥閥瓣處于關閉狀態(tài)(導閥的密封靠整定彈簧的壓力和密封面的密封狀態(tài))。系統(tǒng)壓力從主閥入口通過引壓管和導閥內部氣道傳入主閥閥瓣(活塞)上方氣室。由于活塞面積大于閥瓣密封面面積，系統(tǒng)壓力對閥瓣產生一個向下的合力，使主閥處于關閉、密封狀態(tài)（圖1）。

當系統(tǒng)壓力升高到整定壓力時，氣體超壓，導閥彈簧受壓，導閥閥瓣遠離閥座，導閥受力面積由閥瓣面積轉化為活塞受力面積，受力面積增大，上升力增大，導閥開啟。主閥閥瓣上方氣室的氣體經由打開的導閥從排氣口排出，主閥閥瓣上方壓力降低。主閥閥瓣在進口壓力的推動下打開使系統(tǒng)泄壓[1]。

圖1 安全閥關閉狀態(tài)（正常狀態(tài)）

2 起跳事件分析

2.1 安全閥異常起跳事件1

閥門信息：安全放散閥型號AF46Y-40 DN80，整定壓力3.9 MPa，安裝于調壓后的壓力容器上，防止壓力容器超壓。

事件過程：輸氣站接當日調度指令要求將下游管道壓力從3.0 MPa緩慢提升至3.8 MPa,當壓力升至3.78 MPa時，壓力容器上安全閥起跳。

原因分析：目前安全閥的密封試驗壓力均是根據GB/T 12234—2005在整定壓力的90%基礎上設置的。23#整定壓力為3.9 MPa，系統(tǒng)壓力調整到了3.78 MPa，超過該安全閥的密封試驗壓力3.51 MPa，故造成安全閥泄漏起跳。

2.2 安全閥異常起跳事件2

閥門信息：安全放散閥型號AF46Y-40 DN50,整定壓力0.78 MPa，日常生產去下游運行壓力0.7 MPa，安裝于調壓后的用戶出站管線上，防止出現(xiàn)管線超壓。

事件過程：當日正常生產運行中安全放散閥突然起跳，通過維修檢查，清除導閥內部存在的硫化鐵粉雜質，對導閥進行清潔維護保養(yǎng)，重新調校后恢復了安全閥的使用。

原因分析：該導閥未設置過濾網，導閥內部沉積硫化鐵粉導致導閥內部密封不嚴，主閥上閥腔泄壓后主閥起跳。

2.3 安全閥異常起跳事件3

閥門信息：安全放散閥型號AF46Y-40 DN80,整定壓力0.85 MPa，日常生產去下游運行壓力0.7 MPa，安裝于調壓后的用戶出站管線上，防止出現(xiàn)管線超壓。

事件過程：起跳與事件2不同的是，當日正常生產運行中安全放散閥突然起跳，并反復回座，進行維修檢查，發(fā)現(xiàn)導閥閥座磨損嚴重，同時閥腔內存在硫化鐵粉雜質。對導閥內部進行清潔維護、更換導閥閥座后（圖2），重新檢定恢復了安全切斷閥的使用。

圖2 導閥內部閥座

原因分析：安全閥導閥正常使用中，閥座和導閥閥體持續(xù)緊貼，分析磨損的原因為導閥進氣前端設置的過濾器濾芯失效，導閥閥腔內硫化鐵粉積聚致使導閥關閉不嚴，持續(xù)存在輕微泄漏，氣流的沖刷導致閥座密封面磨損，泄漏量增大導致導閥起跳。起跳后由于管線壓力降低，導閥泄漏量減少，主閥上下腔體壓力重新回到平衡而關閉；當管線壓力升高后，導閥泄漏量增加，主閥再次起跳[3]。

3 建議和措施

1）強化培訓宣貫。技術人員對員工做好關鍵設備設施的培訓，不只是設備原理和操作的培訓，還著重強化意識和技能的培訓。定期考察員工對站上設備關鍵參數的掌握情況，現(xiàn)場考察員工操作及應急的能力。

2）細化巡檢制度。安全閥安裝通常位于高處，導閥排放口存在輕微泄漏，不易被可燃氣體檢測儀檢測到。安全閥屬關鍵設備，建議每日一次對導閥排放口、導閥進出口引壓管接頭等開展驗漏檢查，防止閥門泄漏。

3）加強風險管控。要求員工掌握上下游站場的流程、關鍵參數，技術人員和員工共同開展局部管網運行分析，在站內流程調整或相關上下游站場作業(yè)時形成風險意識并開展風險識別，提前辨識出操作過程中可能存在的危害，及時制定措施，避免事故或事件的發(fā)生。操作過程中嚴格執(zhí)行制度和操作規(guī)程，技術人員每年定期組織開展工作循環(huán)分析，完善風險控制措施[4]。

4）合理設置參數。安全閥的整定壓力選取建議分兩種情況：①設計壓力較大于工作壓力，且系統(tǒng)運行較為平穩(wěn)時，取工作壓力的1.05～1.1倍作為整定壓力；②設計壓力接近于工作壓力時，取值應小于最高允許工作壓力。安全閥的密封試驗壓力取值必須大于所在系統(tǒng)的最大工作壓力，而不能單獨以GB/T 12234—2005中規(guī)定的90%整定壓力為依據，密封試驗時，選值應大于90%整定壓力，減小密封壓力與開啟壓力之間的差值。如起跳事件1，密封測試不合格，應及時更換密封材料。

5）完善保養(yǎng)規(guī)程。安全閥屬于關鍵設備，建議年度校驗時由校檢單位補充以下兩方面內容：①檢查過濾器濾芯清潔度，進行清洗或更換，未設置濾芯的安全閥進行導壓管吹掃（如起跳事件2）；②對導閥內部進行清潔保養(yǎng)，同時檢查內部導閥及密封圈完好性，存在磨損應進行更換（如起跳事件3）。

6）定期進行參數分析。企業(yè)定期組織開展工藝適應性分析，將安全閥的參數設置納入分析內容。收集管網運行壓力，從站場、管網系統(tǒng)角度考慮安全閥的參數設置問題，發(fā)現(xiàn)不適應情況及時調整參數[5]。

7）建立溝通機制。設備管理人員根據設備故障做好基礎資料收集，及時分析設備存在的設計缺陷以及產品材料缺陷，由采購部門定期收集設備使用中存在的問題，反饋到廠家，改進產品設計。

4 結束語

輸氣站場可能造成先導式安全閥異常起跳的因素較多，通過介紹3起生產現(xiàn)場安全閥異常起跳事件，從安全閥結構對其發(fā)生過程和原因進行分析。結合實踐，提出培訓、制度、風險管控、參數設置、保養(yǎng)規(guī)程、參數分析、溝通機制等方面的改進建議和措施，供工作人員在維修、維護和管理中參考。