某氫氣管道閥門緊固螺柱斷裂原因分析

楊 鎮(zhèn)

(寶山鋼鐵股份有限公司，上海 201900)

0 引言

某企業(yè)氫氣管道突發(fā)泄漏故障，經(jīng)對(duì)泄漏源觀察，發(fā)現(xiàn)泄漏系氫氣管道吹掃管上一小型截止閥中分面緊固螺柱斷裂所致。對(duì)管道進(jìn)行緊急停氣泄壓處理，更換故障閥門后恢復(fù)管道運(yùn)行。為查找閥門泄漏原因，避免以后發(fā)生類似故障，文中利用多類分析手段對(duì)螺柱斷裂失效原因進(jìn)行分析研究。

1 氫氣閥門使用工況及失效狀態(tài)

失效氫氣閥門為國(guó)產(chǎn)閥門，不銹鋼制，型號(hào)J41W －16P，公稱直徑25 mm，公稱壓力1.6 MPa，位于某氫氣管道的吹掃支管上，如圖1所示。該氫氣管道設(shè)計(jì)壓力1 MPa，最高使用壓力0.7 MPa，使用溫度為常溫，建于2004年，已使用約9年。吹掃支管尺寸為DN25，其作用是在需要時(shí)通過(guò)接入氮?dú)獾葰庠磳?duì)氫氣管道進(jìn)行吹掃置換，因此，正常情況下該閥門應(yīng)處于常關(guān)狀態(tài)。

圖1 泄漏氫氣閥門簡(jiǎn)況及位置示意

閥門泄漏路徑在閥門閥體與閥桿連接法蘭中分面上。該對(duì)法蘭依靠4組緊固件緊固，每組由一個(gè)M8雙頭螺柱、2個(gè)螺帽和相應(yīng)的墊片組成。打開該中分面，發(fā)現(xiàn)緊固中分面法蘭的4個(gè)雙頭螺柱中有兩個(gè)發(fā)生斷裂，將這兩個(gè)斷裂的雙頭螺柱編號(hào)為1#和2#(其中，1#螺柱斷裂，且上半截丟失)，另兩個(gè)未斷裂的雙頭螺柱編號(hào)為3#和4#，見圖 2，3。

圖2 泄漏氫氣閥門及雙頭螺柱位置示意

圖3 雙頭螺柱宏觀形貌

對(duì)4個(gè)螺柱的宏觀檢查發(fā)現(xiàn):1#，2#螺柱的斷裂均發(fā)生在螺柱中間光桿部分;3#，4#螺柱表面肉眼觀察無(wú)開裂，但經(jīng)滲透探傷檢查卻發(fā)現(xiàn)4#螺柱表面存在一些軸向裂紋。……