張曉偉

（中國(guó)神華煤制油化工有限公司鄂爾多斯分公司，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯017209）

鄂爾多斯分公司空分裝置高壓蒸汽系統(tǒng)工作壓力為9.0MPa，工作溫度在535℃。高壓蒸汽系統(tǒng)最主要的界區(qū)閥是使用美國(guó)太平洋閥門公司生產(chǎn)的平行閥瓣式閘閥。蒸汽閥密封如果發(fā)生泄漏，會(huì)直接影響人員和設(shè)備的安全，同時(shí)會(huì)造成后線裝置非計(jì)劃停工，經(jīng)濟(jì)損失重大。因此，必須保證高壓蒸汽閥門在每次檢修周期，提高標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)行全面檢驗(yàn)、維修。并且在遇到泄漏情況時(shí)能夠準(zhǔn)確判斷故障點(diǎn)，采取安全、可靠的應(yīng)對(duì)措施。

1 高壓蒸汽閥門結(jié)構(gòu)形式及密封特點(diǎn)

（1）平行閥瓣式閘閥，喉部采用全流量設(shè)計(jì)，相對(duì)束口型設(shè)計(jì)通徑要大得多，使介質(zhì)通過閥體的壓力損失大大減少。閥瓣處有內(nèi)襯英格耐爾600的高溫合金鋼彈簧，確保閥座在大幅度升溫升壓過程中自密封嚴(yán)密，保證密封性能的同時(shí)，增大了閥板彈性，有效避免了因熱膨脹而產(chǎn)生卡死現(xiàn)象。平行閥座閘閥的主要構(gòu)成為全導(dǎo)向閥瓣托架、扣環(huán)銷釘，以及可互換彈簧負(fù)載閥瓣；定位閥座能使其中形成的應(yīng)力與彎曲機(jī)率有效降低；而彈簧負(fù)載閥瓣在壓差低的情況，能提升其密封性。由于閥瓣并非是完全固定的，所以維護(hù)工作相對(duì)來講比較簡(jiǎn)單，不必再為閥瓣進(jìn)行閥座的特殊定制，與此同時(shí)，動(dòng)力執(zhí)行機(jī)構(gòu)在實(shí)際運(yùn)行的過程中，止動(dòng)裝置會(huì)對(duì)其起到一定的保護(hù)作用，也有助于閥瓣定位。此結(jié)構(gòu)主要以閥座扭矩低為優(yōu)勢(shì)，在對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)整體要求較低的情況下，運(yùn)行成本無(wú)需太高，由于閥座表面屬于硬面，因此即使壓差較高使用壽命相對(duì)來講仍很長(zhǎng)。

（2）平行閥瓣式閘閥閥桿根部，通常情況下都會(huì)存在合金堆焊的密封層，若是出現(xiàn)盤根泄漏的情況，將閥門開至全開的狀態(tài)，使密封閥桿的作用充分發(fā)揮出來，就能夠有效解決這一問題，盤根更換工作可以等到停機(jī)或大修時(shí)再進(jìn)行。閥門的支架基本上均為組合式專利結(jié)構(gòu)，本身即可應(yīng)用于閥蓋處密封圈的拆卸，這對(duì)于拆裝執(zhí)行機(jī)構(gòu)是非常有利的，且與其它拆卸工具相比較來講，閥門支架能夠最大程度上確保拆卸維護(hù)的過程中，受壓密封部位不會(huì)受損。

（3）高壓蒸汽閥門密封點(diǎn)有閥桿填料密封和閥蓋處的自密封兩部分。后者一般情況下以壓力自密封結(jié)構(gòu)為主，且采取低碳鋼整體鍍銀的方式來處理密封圈，在所使用材料質(zhì)量更好的基礎(chǔ)上，其抗汽蝕性也更強(qiáng)，對(duì)使用壽命的延長(zhǎng)非常有幫助，進(jìn)一步為高壓差環(huán)境中閥門密封的嚴(yán)密性提供保障。

2 高壓蒸汽閥門密封泄漏部位及原因

2.1 填料密封處泄漏的原因分析

密封填料裝入填料腔內(nèi)，通過螺栓的預(yù)緊力作用在填料壓蓋上，使填料產(chǎn)生塑性變形與閥桿抱緊達(dá)到密封的目的。閥門在操作使用過程中，閥桿同填料之間是相對(duì)運(yùn)動(dòng)摩擦的。隨著開關(guān)次數(shù)的增多，密封填料磨損加劇，還有溫度、壓力的變化和蒸汽介質(zhì)的沖刷作用，在導(dǎo)致填料預(yù)緊擠壓力呈下降趨勢(shì)的同時(shí)，形成老化、彈性下降等失效特征，這種情況下極易出現(xiàn)蒸汽泄漏問題，若未能得到及時(shí)處理，甚至?xí)烟盍喜糠譀_出溝槽，進(jìn)而造成泄漏情況愈發(fā)嚴(yán)重的后果。

2.2 閥蓋處自密封泄漏的原因分析

底座與坡形自密封環(huán)間的接觸呈傾斜狀態(tài)，閥蓋由預(yù)緊螺栓起拉起作用，導(dǎo)致使自密封環(huán)在受到斜向擠壓力影響的情況下，產(chǎn)生初始密封比壓，另外，在介質(zhì)壓力影響閥門時(shí)，螺栓預(yù)緊力與壓力屬同向，在致使自密封環(huán)所受擠壓力越來越大的同時(shí)，密封效果也必然會(huì)隨之增強(qiáng)。也正是由于其內(nèi)部介質(zhì)壓力與閥蓋密封性是成正比的關(guān)系，所以其也被稱為自密封。但與此同時(shí)相關(guān)人員必須明確認(rèn)識(shí)到，自密封環(huán)的彈性與高壓蒸汽等都是會(huì)對(duì)密封性產(chǎn)生影響的重要因素，下降或沖刷都可能導(dǎo)致自密封失效并泄漏。

3 高壓蒸汽閥門密封泄漏帶壓處理方法介紹

（1）開孔注膠法：簡(jiǎn)單來講，即為將注膠旋塞閥安裝于泄漏處，通過對(duì)原密封部位的有效利用，使其與旋塞閥形成腔室，同時(shí)向腔室有效注滿密封膠，促使密封膠擠壓與泄漏蒸汽的壓力，處于一個(gè)相對(duì)平衡的良好狀態(tài)。塑性體注膠會(huì)在一定時(shí)間向彈性體轉(zhuǎn)變，形成一個(gè)彈性的新密封結(jié)構(gòu)來堵塞泄漏孔隙，阻塞蒸汽的外泄。需要注意的是密封膠的耐溫性必須與蒸汽溫度相適應(yīng)，并在短時(shí)間內(nèi)變?yōu)閺椥泽w，以達(dá)到快速密封的作用。使用注膠法處理自密封環(huán)泄漏的技術(shù)要求與處理填料泄漏時(shí)的要求基本相同，只是要在開孔時(shí)能夠準(zhǔn)確的找準(zhǔn)閥體上自密封環(huán)所在的位置。以此來進(jìn)行下一步的鉆孔、注膠來構(gòu)成新的密封腔。注膠法在國(guó)內(nèi)化工、電力企業(yè)使用較為廣泛。如2009 年鄂爾多斯煤制油廠空分裝置109 單元109-1160.1 高壓蒸汽閥填料泄漏嚴(yán)重，在線帶壓堵漏，使用注膠法成功的消除了泄漏點(diǎn)。

（2）焊接封堵法：是采用手工電弧焊配合壓捻等方法，直接對(duì)泄漏的部位進(jìn)行焊接，該方法適用于泄漏閥門無(wú)法隔離處理，并且泄漏蒸汽壓力不高，泄漏部位較小、便于焊接作業(yè)等部位。焊接材料的選擇應(yīng)根據(jù)焊接部位的材質(zhì)進(jìn)行合理選用，焊接電流要適當(dāng)?shù)奶岣撸瑏碓鰪?qiáng)電弧吹力，提高金屬融合性。在焊接過程中，配合使用斬子、手錘壓捻泄漏部位，使金屬產(chǎn)生塑性變形，減少泄漏區(qū)域，便于安全、可靠的焊接補(bǔ)漏。

4 高壓蒸汽閥門檢修過程管控要點(diǎn)

（1）閥門解體后，檢查閥體內(nèi)部有無(wú)裂紋、砂眼，在檢查高壓閥門的時(shí)候，檢查人員應(yīng)將重點(diǎn)放在應(yīng)力集中的部位，盡可能在發(fā)現(xiàn)裂紋缺陷的第一時(shí)間，采取有效措施修補(bǔ)。另外，閥桿彎曲與磨損問題也必須得到重視，需在對(duì)閥桿表面銹垢有效清理的基礎(chǔ)上，保證閥桿與填料相觸部分的光滑平直。

（2）展開對(duì)閥瓣與閥座間密封面的有效檢查，確保閥線并未出現(xiàn)被沖刷、擦傷或者是磨損的情況，但若是凹坑深度＞5mm，則必須通過對(duì)研磨技術(shù)的有效應(yīng)用來處理。具體來講，如果在檢查過程中出現(xiàn)上述問題，技術(shù)人員應(yīng)在堆焊后車削的基礎(chǔ)上再研磨處理。與此同時(shí)，技術(shù)人員應(yīng)將密封面的受損情況作為根據(jù)，決定是否需要粗研；而在粗研后若仍存在較小的缺陷，再通過手工或機(jī)械研磨，稱為中研；細(xì)研則是閥門研磨的最終工序，更多時(shí)候會(huì)采取手工研磨的方式，其主要使用閥瓣研磨閥座，在適量研磨膏與機(jī)油的作用下，輕輕地反復(fù)研磨。相比較來講，這一方面需要經(jīng)常檢查，且應(yīng)注意研磨時(shí)間不要太長(zhǎng)，細(xì)研后密封面能明顯觀察到凡爾線，最終再使用機(jī)油將光潔度研磨到最高點(diǎn)。

（3）經(jīng)實(shí)踐證明，閥門密封性能會(huì)在極大程度上受到填料安裝順序的影響，首先應(yīng)使用金屬環(huán)或者是石墨石棉合金，作為第一環(huán)的填料；其次是碳纖維成型填料；而石墨石棉合金編織填料則可安裝于最后一環(huán)。就摩擦力方面相比較而言，成型石墨環(huán)明顯會(huì)小很多，同時(shí)在填料以每?jī)森h(huán)為單位安裝的情況下，壓蓋預(yù)壓措施是非常必要的，這也是填料、閥桿以及填料函間比壓的保障。在壓緊填料的過程中，技術(shù)人員還應(yīng)注意壓蓋螺母扭矩，將閥門設(shè)計(jì)壓力、溫度作為根據(jù)以及廠家推薦值進(jìn)行緊固。壓蓋螺栓擰緊后，壓蓋應(yīng)保持平整，閥桿、壓蓋、填料室三者的間隙均勻，填料壓蓋壓入填料室應(yīng)為其高度尺寸的1/3，且最小不小于3mm。安裝完成后手動(dòng)旋轉(zhuǎn)閥桿，閥桿應(yīng)操作零活，用力正常，無(wú)卡阻現(xiàn)象。

5 高壓蒸汽閥門運(yùn)行管控措施

（1）高壓蒸汽閥門在泄漏之前一般會(huì)有征兆，這就需要外操人員將檢查融入巡檢過程中，一旦發(fā)現(xiàn)滲漏問題或者閥門聲音不正常，就必須及時(shí)聯(lián)系專業(yè)隊(duì)伍，由其檢查并加固閥門螺栓，泄漏問題必須在出現(xiàn)的第一時(shí)間被處理。

（2）若高溫高壓閥門已經(jīng)有超過一個(gè)生產(chǎn)周期的持續(xù)運(yùn)行，檢查人員在例行檢修的時(shí)候，無(wú)論閥門的自密封情況如何，都必須更換新的自密封環(huán)與密封填料，如果閥門的日常操作開關(guān)比較頻繁，則檢查與更換工作更加必要。另外，必須要結(jié)合實(shí)際情況，選擇材質(zhì)最合適的自密封環(huán)與密封填料，以確保其能夠滿足長(zhǎng)期持續(xù)運(yùn)行的需求。

（3）在實(shí)際使用高壓閥門前，需對(duì)閥蓋預(yù)緊與填料壓蓋螺栓進(jìn)全面檢查，確保其松緊程度不會(huì)對(duì)閥門產(chǎn)生影響。因?yàn)樽悦芊饨Y(jié)構(gòu)具備較強(qiáng)的特殊性，導(dǎo)致在通入高壓蒸汽的情況下，降低閥蓋螺栓預(yù)緊力，基于此，在高壓閥門投入使用之后，實(shí)施對(duì)螺栓的全面熱緊非常關(guān)鍵，其能夠有效泄漏問題出現(xiàn)的機(jī)率。

6 結(jié)語(yǔ)

通過對(duì)空分裝置蒸汽系統(tǒng)平行閥瓣式閘閥的結(jié)構(gòu)研究，結(jié)合以往填料密封泄漏情況的分析及應(yīng)急在線處理過程，以及在檢修周期對(duì)高溫高壓閥門的維修，針對(duì)關(guān)鍵環(huán)節(jié)實(shí)施的管控措施，閥門泄漏問題得到了有效解決。