肖丁愷 高瑩

摘 ?要：安全閥是一種能控制管道或設(shè)備內(nèi)介質(zhì)壓力的特殊閥門。安全閥的啟閉件在外力作用下處于常閉狀態(tài);當(dāng)管道或設(shè)備內(nèi)的介質(zhì)壓力超過允許值時，啟閉件打開并向外排放介質(zhì)，從而將管道或設(shè)備內(nèi)的介質(zhì)壓力控制在允許值以下，以確保人員和設(shè)備安全。

關(guān)鍵詞：安全閥;起跳不回座;分析

引言

當(dāng)壓力高于安全閥整定壓力（6.00MPa）時，安全閥自動打開，釋放閃蒸氣;當(dāng)壓力降至5.40MPa時，安全閥自動回座。一般會在管道或設(shè)備內(nèi)設(shè)置4個并聯(lián)安全閥（兩用兩備），其中2個安全閥的排放能力即可滿足管道或設(shè)備在火災(zāi)和真空喪失條件下的安全泄放要求;因此，安全閥失效導(dǎo)致管道或設(shè)備內(nèi)的壓力無法釋放的風(fēng)險很小。此外，安全閥利用彈簧壓回，關(guān)閉時無需動力，具有較高的安全性和可靠性。

1.安全閥簡介

1.1結(jié)構(gòu)特點

先導(dǎo)式安全閥主要由主閥、導(dǎo)閥、接頭和導(dǎo)管等組成，安全閥感受系統(tǒng)的壓力并操作主閥的開啟和關(guān)閉，高壓安全閥具有排量大，不受背壓影響和啟閉迅速，且在非常接近開啟壓力下進行無泄漏操作、啟閉壓差小等優(yōu)點，因此被廣泛運用于天然氣、石油氣及化工壓力容器設(shè)備和工業(yè)管道上。

1.2工作原理

在正常工況下，系統(tǒng)的介質(zhì)壓力既作用于主閥閥瓣的下方，又作用于主閥閥瓣的上方。由于主閥閥瓣上方氣室介質(zhì)作用面積大于下方介質(zhì)作用面積，在壓力差作用下，主閥處于關(guān)閉狀態(tài)。隨著管道介質(zhì)壓力的上升，則密封面所獲得的密封比壓也將隨著上升，這和彈簧直接載荷式安全閥正好相反，即介質(zhì)壓力越高密封越可靠。當(dāng)管道介質(zhì)壓力異常，達(dá)到或超過整定壓力時，先導(dǎo)式安全閥的導(dǎo)閥閥瓣迅速開啟，從而主閥閥瓣上方氣室內(nèi)的介質(zhì)通過安全閥的排放口迅速排出，主閥閥瓣的壓力平衡被打破，主閥閥瓣在下方介質(zhì)壓力的強力作用下，瞬時開啟，將介質(zhì)從主閥的出口迅速大量排出，整個系統(tǒng)壓力下降到一定值時，高壓安全閥安全閥回座，系統(tǒng)的介質(zhì)又從安全閥的導(dǎo)管進入到主閥的氣室內(nèi)，主閥閥瓣在介質(zhì)壓力差作用下回座，介質(zhì)停止排放，整個系統(tǒng)介質(zhì)壓力恢復(fù)到正常的工作壓力，保證了系統(tǒng)的安全。

2.起跳主閥不回座經(jīng)過及故障分析

2.1失效經(jīng)過

裝置大修后試壓開車，系統(tǒng)超壓，管道接口處安全閥起跳但不能正常復(fù)位造成泄漏，系統(tǒng)管道內(nèi)介質(zhì)自安全閥往放空管泄放，系統(tǒng)壓力急劇下降。操作人員緊急切換至備用閥，關(guān)閉故障閥前后手閥。

2.2安全閥解體檢查

安全閥送至當(dāng)?shù)赜邢嚓P(guān)資質(zhì)的閥門質(zhì)檢中心進行拆檢：主閥閥瓣密封圈脹化、變形且損壞嚴(yán)重，閥瓣兩密封面間表面附有黑色的碳狀化學(xué)物質(zhì);安全閥導(dǎo)閥閥體內(nèi)部滑梭O型圈老化嚴(yán)重，部分已損壞;主閥閥座密封面為硬密封結(jié)構(gòu)，密封貼合面有明顯的深度劃痕和點坑，損傷嚴(yán)重等問題。

2.3故障分析

（1）安全閥問題

先導(dǎo)式安全閥內(nèi)部至少2個甚至更多密封結(jié)點，任何一個密封點失效，都有可能導(dǎo)致安全閥主閥無法復(fù)位。經(jīng)查得知管道上使用的介質(zhì)為裂解氣，由于該閥密封圈久未更換且又長期處于含有腐蝕性的物質(zhì)中，使安全閥閥內(nèi)滑梭和閥瓣位置的密封圈長期暴露于腐蝕性介質(zhì)中，導(dǎo)致密封圈出現(xiàn)脹化、老化等現(xiàn)象失去密封作用，進而引起安全閥失效無法動作。如此，整個系統(tǒng)管線將極易發(fā)生超壓現(xiàn)象，從而引發(fā)事故，后果無法預(yù)料。

（2）主閥問題

由于先導(dǎo)式安全閥主閥O型圈老化、變形，致使密封面長期處于未達(dá)到完全密封狀態(tài)，結(jié)果主閥閥瓣上方氣室的密封系統(tǒng)被破壞，介質(zhì)泄漏排出，密封比壓下降，主閥處于輕微泄漏狀態(tài)，日積月累，主閥密封面必定受到吹蝕損傷，且聚集了大量各類雜質(zhì)，主閥啟跳后損壞的密封圈又卡住主閥缸體，這兩方面的因素造成主閥無法回座。

（3）導(dǎo)閥問題

導(dǎo)閥大都實際是一個彈簧式安全閥，經(jīng)過長時間的使用和反復(fù)開啟密封面必定受到吹蝕損傷等，且聚集了大量各類雜質(zhì)，起跳后損壞的密封件又卡住閥缸體等都會因素造成主閥無法回座。

（4）設(shè)備系統(tǒng)問題

由于大修，系統(tǒng)管道內(nèi)部又長時間運行，管道內(nèi)聚集了大量各類化學(xué)雜質(zhì)、鐵銹等，當(dāng)系統(tǒng)超壓啟跳時，雜質(zhì)進入閥體密封間隙中，對安全閥密封圈和主閥軟密封圈造成破壞，硬物直接對主閥主密封面造成機械損傷，導(dǎo)致安全閥泄漏。

3.高壓安全閥起跳不回座應(yīng)對措施及應(yīng)急處理

3.1應(yīng)對措施

先導(dǎo)式安全閥安全閥導(dǎo)閥內(nèi)上下密封面閥梭O型圈和主閥閥瓣密封圈出現(xiàn)溶脹變形及主閥閥座出現(xiàn)機械損傷等，這是導(dǎo)致其起跳不回座的主要原因。鑒于以上結(jié)論，提出以下應(yīng)對措施：

（1）裝置或系統(tǒng)開停工或正常生產(chǎn)時要平穩(wěn)操作，不超溫超壓。

（2）根據(jù)廠家提供的現(xiàn)場操作和檢驗指導(dǎo)意見建立《先導(dǎo)式安全閥維護管理使用手冊》，操作及維保人員日常維保時，嚴(yán)格按照手冊認(rèn)真執(zhí)行。

（3）按照TSGZF001-2006《安全閥安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》的規(guī)定落實定期校驗制度，包括對先導(dǎo)式安全閥主閥和安全閥的解體檢查和配件更換、上下導(dǎo)管清通檢查等。

（4）對導(dǎo)閥、主閥進行解體，清除雜質(zhì)，對密封件進行清洗研磨。對更換的密封件材質(zhì)選型嚴(yán)格把控，根據(jù)設(shè)備系統(tǒng)所使用的介質(zhì)配比對應(yīng)的材質(zhì)密封件。如此閥所在系統(tǒng)介質(zhì)為腐蝕性物質(zhì)，則應(yīng)選擇抗老化性、耐腐蝕性且耐高溫性較強的材料。

3.2應(yīng)急措施

一旦發(fā)生安全閥起跳事件導(dǎo)致泄壓和氣體排放，應(yīng)當(dāng)立即采取以下應(yīng)急措施：（1）報告值班班長，并發(fā)出警報;（2）將生活區(qū)空調(diào)或通風(fēng)裝置調(diào)至內(nèi)循環(huán);（3）關(guān)閉生活區(qū)所有外部門窗和風(fēng)口，并關(guān)閉室內(nèi)門窗和風(fēng)口;（4）禁止任何可能產(chǎn)生火花的作業(yè);（5）視情況按應(yīng)變部署表到集合地點集合，做好滅火及其他應(yīng)急措施的準(zhǔn)備工作;（6）視情況顯示操縱受限信號，使氣體排放部位處于下風(fēng)側(cè)。另外，如果發(fā)生安全閥起跳事件，應(yīng)當(dāng)立即控制點火源，盡快確定泄漏源，并逐級上報啟動應(yīng)急預(yù)案。確定泄漏源時，可通過物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)查找并定位罐箱。若安全閥無法自動回座，應(yīng)當(dāng)盡快將罐箱移至空曠場地以放散閃蒸氣，緊急情況下可以連接排放口引走閃蒸氣。

結(jié)語

壓力升高是導(dǎo)致安全閥起跳的直接原因，檢驗結(jié)果表明：安全閥起跳導(dǎo)致完成回座恢復(fù)正常。根據(jù)先導(dǎo)式安全閥起跳特點和后果采取相應(yīng)的預(yù)防和應(yīng)急措施，可有效避免安全事故發(fā)生。

參考文獻(xiàn)

[1]張輝.高壓安全閥失啟跳分析及處理[J].石油化工腐蝕與防護，2017（6）.

[2]侯勝利，曹成，周旭.高壓安全閥失效分析與解決方法[J].設(shè)備管理與維修，2014（11）.

[3]方學(xué)鋒，蔡文生.高壓安全閥動作原理及應(yīng)用失效分析[J].化工機械，2010（04）.

[4]羅若尹，王博，甘智華，等.真空完全喪失下LNG罐式集裝箱的儲存規(guī)律研究[J].工程熱物理學(xué)報，2021，42（8）：1930-1935.