輸氣站場(chǎng)先導(dǎo)式安全閥異常起跳事件分析

李勛,晏賢臣,賴(lài)志屹

中國(guó)石油西南油氣田分公司輸氣管理處 （四川 成都 610100）

先導(dǎo)式安全閥是常用安全閥的一種，由主閥和導(dǎo)閥組成，導(dǎo)閥操作主閥的開(kāi)啟和關(guān)閉。其具有排量大、不受背壓影響、動(dòng)作靈敏的特點(diǎn)，可以在非常接近開(kāi)啟壓力下進(jìn)行不泄漏操作，且啟閉壓差小，廣泛應(yīng)用于輸氣場(chǎng)站，起超壓放散作用、防止管線(xiàn)或設(shè)備超壓運(yùn)行。先導(dǎo)式安全閥在現(xiàn)場(chǎng)使用中出現(xiàn)問(wèn)題，要及時(shí)發(fā)現(xiàn)、及時(shí)處理、正確分析，因此統(tǒng)計(jì)并分析先導(dǎo)式安全閥起跳事件很有必要[1-2]。

1 工作原理

當(dāng)被保護(hù)系統(tǒng)處于正常運(yùn)行狀況時(shí)，導(dǎo)閥閥瓣處于關(guān)閉狀態(tài)(導(dǎo)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(guò)引壓管和導(dǎo)閥內(nèi)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(duì)閥瓣產(chǎn)生一個(gè)向下的合力，使主閥處于關(guān)閉、密封狀態(tài)（圖1）。

當(dāng)系統(tǒng)壓力升高到整定壓力時(shí)，氣體超壓，導(dǎo)閥彈簧受壓，導(dǎo)閥閥瓣遠(yuǎn)離閥座，導(dǎo)閥受力面積由閥瓣面積轉(zhuǎn)化為活塞受力面積，受力面積增大，上升力增大，導(dǎo)閥開(kāi)啟。主閥閥瓣上方氣室的氣體經(jīng)由打開(kāi)的導(dǎo)閥從排氣口排出，主閥閥瓣上方壓力降低。主閥閥瓣在進(jìn)口壓力的推動(dòng)下打開(kāi)使系統(tǒng)泄壓[1]。

圖1 安全閥關(guān)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(mén)信息：安全放散閥型號(hào)AF46Y-40 DN80，整定壓力3.9 MPa，安裝于調(diào)壓后的壓力容器上，防止壓力容器超壓。

事件過(guò)程：輸氣站接當(dāng)日調(diào)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(dāng)壓力升至3.78 MPa時(shí)，壓力容器上安全閥起跳。

原因分析：目前安全閥的密封試驗(yàn)壓力均是根據(jù)GB/T 12234—2005在整定壓力的90%基礎(chǔ)上設(shè)置的。23#整定壓力為3.9 MPa，系統(tǒng)壓力調(diào)整到了3.78 MPa，超過(guò)該安全閥的密封試驗(yàn)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(mén)信息：安全放散閥型號(hào)AF46Y-40 DN50,整定壓力0.78 MPa，日常生產(chǎn)去下游運(yùn)行壓力0.7 MPa，安裝于調(diào)壓后的用戶(hù)出站管線(xiàn)上，防止出現(xiàn)管線(xiàn)超壓。

事件過(guò)程：當(dāng)日正常生產(chǎn)運(yùn)行中安全放散閥突然起跳，通過(guò)維修檢查，清除導(dǎo)閥內(nèi)部存在的硫化鐵粉雜質(zhì)，對(duì)導(dǎo)閥進(jìn)行清潔維護(hù)保養(yǎng)，重新調(diào)校后恢復(fù)了安全閥的使用。

原因分析：該導(dǎo)閥未設(shè)置過(guò)濾網(wǎng)，導(dǎo)閥內(nèi)部沉積硫化鐵粉導(dǎo)致導(dǎo)閥內(nèi)部密封不嚴(yán)，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(mén)信息：安全放散閥型號(hào)AF46Y-40 DN80,整定壓力0.85 MPa，日常生產(chǎn)去下游運(yùn)行壓力0.7 MPa，安裝于調(diào)壓后的用戶(hù)出站管線(xiàn)上，防止出現(xiàn)管線(xiàn)超壓。

事件過(guò)程：起跳與事件2不同的是，當(dāng)日正常生產(chǎn)運(yùn)行中安全放散閥突然起跳，并反復(fù)回座，進(jìn)行維修檢查，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)閥閥座磨損嚴(yán)重，同時(shí)閥腔內(nèi)存在硫化鐵粉雜質(zhì)。對(duì)導(dǎo)閥內(nèi)部進(jìn)行清潔維護(hù)、更換導(dǎo)閥閥座后（圖2），重新檢定恢復(fù)了安全切斷閥的使用。

圖2 導(dǎo)閥內(nèi)部閥座

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

3 建議和措施

1）強(qiáng)化培訓(xùn)宣貫。技術(shù)人員對(duì)員工做好關(guān)鍵設(shè)備設(shè)施的培訓(xùn)，不只是設(shè)備原理和操作的培訓(xùn)，還著重強(qiáng)化意識(shí)和技能的培訓(xùn)。定期考察員工對(duì)站上設(shè)備關(guān)鍵參數(shù)的掌握情況，現(xiàn)場(chǎng)考察員工操作及應(yīng)急的能力。

2）細(xì)化巡檢制度。安全閥安裝通常位于高處，導(dǎo)閥排放口存在輕微泄漏，不易被可燃?xì)怏w檢測(cè)儀檢測(cè)到。安全閥屬關(guān)鍵設(shè)備，建議每日一次對(duì)導(dǎo)閥排放口、導(dǎo)閥進(jìn)出口引壓管接頭等開(kāi)展驗(yàn)漏檢查，防止閥門(mén)泄漏。

3）加強(qiáng)風(fēng)險(xiǎn)管控。要求員工掌握上下游站場(chǎng)的流程、關(guān)鍵參數(shù)，技術(shù)人員和員工共同開(kāi)展局部管網(wǎng)運(yùn)行分析，在站內(nèi)流程調(diào)整或相關(guān)上下游站場(chǎng)作業(yè)時(shí)形成風(fēng)險(xiǎn)意識(shí)并開(kāi)展風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別，提前辨識(shí)出操作過(guò)程中可能存在的危害，及時(shí)制定措施，避免事故或事件的發(fā)生。操作過(guò)程中嚴(yán)格執(zhí)行制度和操作規(guī)程，技術(shù)人員每年定期組織開(kāi)展工作循環(huán)分析，完善風(fēng)險(xiǎn)控制措施[4]。

4）合理設(shè)置參數(shù)。安全閥的整定壓力選取建議分兩種情況：①設(shè)計(jì)壓力較大于工作壓力，且系統(tǒng)運(yùn)行較為平穩(wěn)時(shí)，取工作壓力的1.05～1.1倍作為整定壓力；②設(shè)計(jì)壓力接近于工作壓力時(shí)，取值應(yīng)小于最高允許工作壓力。安全閥的密封試驗(yàn)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(dú)以GB/T 12234—2005中規(guī)定的90%整定壓力為依據(jù)，密封試驗(yàn)時(shí)，選值應(yīng)大于90%整定壓力，減小密封壓力與開(kāi)啟壓力之間的差值。如起跳事件1，密封測(cè)試不合格，應(yīng)及時(shí)更換密封材料。

5）完善保養(yǎng)規(guī)程。安全閥屬于關(guān)鍵設(shè)備，建議年度校驗(yàn)時(shí)由校檢單位補(bǔ)充以下兩方面內(nèi)容：①檢查過(guò)濾器濾芯清潔度，進(jìn)行清洗或更換，未設(shè)置濾芯的安全閥進(jìn)行導(dǎo)壓管吹掃（如起跳事件2）；②對(duì)導(dǎo)閥內(nèi)部進(jìn)行清潔保養(yǎng)，同時(shí)檢查內(nèi)部導(dǎo)閥及密封圈完好性，存在磨損應(yīng)進(jìn)行更換（如起跳事件3）。

6）定期進(jìn)行參數(shù)分析。企業(yè)定期組織開(kāi)展工藝適應(yīng)性分析，將安全閥的參數(shù)設(shè)置納入分析內(nèi)容。收集管網(wǎng)運(yùn)行壓力，從站場(chǎng)、管網(wǎng)系統(tǒng)角度考慮安全閥的參數(shù)設(shè)置問(wèn)題，發(fā)現(xiàn)不適應(yīng)情況及時(shí)調(diào)整參數(shù)[5]。

7）建立溝通機(jī)制。設(shè)備管理人員根據(jù)設(shè)備故障做好基礎(chǔ)資料收集，及時(shí)分析設(shè)備存在的設(shè)計(jì)缺陷以及產(chǎn)品材料缺陷，由采購(gòu)部門(mén)定期收集設(shè)備使用中存在的問(wèn)題，反饋到廠家，改進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)。

4 結(jié)束語(yǔ)

輸氣站場(chǎng)可能造成先導(dǎo)式安全閥異常起跳的因素較多，通過(guò)介紹3起生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)安全閥異常起跳事件，從安全閥結(jié)構(gòu)對(duì)其發(fā)生過(guò)程和原因進(jìn)行分析。結(jié)合實(shí)踐，提出培訓(xùn)、制度、風(fēng)險(xiǎn)管控、參數(shù)設(shè)置、保養(yǎng)規(guī)程、參數(shù)分析、溝通機(jī)制等方面的改進(jìn)建議和措施，供工作人員在維修、維護(hù)和管理中參考。