閥門外觀常見缺陷與評定

陳 飛，曹海平

1.中國石油長慶油田分公司物資采購管理部 （陜西 西安 710018）

2.中國石油長慶油田分公司技術監測中心 （陜西 西安 710018）

閥門質量檢驗是閥門出廠后使用單位在安裝驗收前進行的一次質量符合性驗證。檢驗項目包括外觀檢驗和壓力試驗。由于產品制造、質量檢驗和現場驗收標準的不一致，各標準對缺陷的判定原則不一樣,有時會出現不同的檢驗結論。如鍛造閥門產品標準GB/T 12228-2006[1]中允許在極限尺寸5%或1.5mm范圍內的缺陷存在，鑄造閥門產品標準JB/T 7927-2014[2]中允許A和B的2個例子的缺陷存在。閥門現場驗收標準SY/T 4102-2013[3]規定，閥門外表面不得有裂紋、砂眼、重皮、斑疤、機械損傷、銹蝕、缺件、銘牌及油漆脫落等現象。閥門質量檢驗標準SH 3518-2013[4]規定，閥體為鑄時其表面應光滑，無裂紋、縮孔、砂眼、氣孔、毛刺等缺陷，閥體為鍛件時其表面應無裂紋、夾層、重皮、斑疤、缺肩等缺陷。

石油天然氣具有易燃、易爆，且腐蝕性強，閥門質量檢驗除嚴格執行委托標準SH 3518-2013[4]外，還應參考閥門現場驗收規范和我國閥門的制造水平，在擇優選擇供貨廠家，加強出廠檢驗的同時，閥門質量檢驗應以缺陷位置、大小、形狀，以及閥門的工作壓力、工作介質、使用環境等進行綜合評定，既能保證產品質量，又能做到公正、公平。

1 外觀缺陷評定

2014年，長慶油田技術監測中心共檢驗各類閥門170 284只，有5 622只閥門不合格，不合格率為3.30%，其中外觀質量檢驗不合格2 817只,占檢驗不合格總數的50.11%。主要有砂眼、氣孔、裂紋、機械損傷、縮孔、標志和閥體壁厚不合格等（圖1）。

圖1 閥門外觀缺陷統計

1.1 結構和尺寸

1.1.1 外觀特征

主要是閥桿端部未加工，閥桿與手輪不能緊密結合，閥門開閉不靈活，或閥體壁厚、閥桿直徑、結構長度不符合標準要求，如圖2中的Z41H-25 DN50閘閥，標準規定的長度為230mm，實測長度為178mm。

圖2 結構長度不合格

1.1.2 檢驗方法

閥門結構可以通過目測檢驗，閥體壁厚一般使用超聲波測厚儀，結構長度一般使用游標卡尺、卷尺、深度尺等工具儀器，壁厚測定時應將被測部位打磨光滑，以免影響測試的精度。閥體最小壁厚一般出現在流道兩側或閥體的底部。

1.1.3 缺陷評定

閥門結構、閥體壁厚、結構長度、閥桿直徑不合格的閥門直接判定為不合格。

1.2 砂眼和氣孔

1.2.1 外觀特征

砂眼是鑄造閥門的表面常見的缺陷，主要出現在閥門外表面，砂眼內部有砂或白色的渣，外形不規整，深淺不一。氣孔一般出現在鑄造閥門的內部、表面或近于表面處，表面比較光滑，呈圓形或橢圓形，有時孤立存在，有時簇集在一起，常與夾渣或縮松并存（圖3）。如果是反應性氣孔,通常不大,在鑄件表面或鑄件表面以下不太深的地方,如果是侵入性氣孔,面積稍大,常呈圓形、橢圓形或針孔狀。

圖3 氣孔

1.2.2 檢驗方法

目視檢驗即可發現砂眼和氣孔。對于閥體內部的砂眼和氣孔可借助手電筒，缺陷的深度可采用覆膜法或細鐵絲等來判斷其深度。對于漆色不同或有明顯凹坑的部位應注意，必要時可借助起子等工具剔除油漆，防止缺陷部位被底漆掩蓋。

1.2.3 缺陷評定

閥門表面存在氣孔或砂眼，將會減小其有效承載面積，容易引起應力集中而降低鑄件的抗沖擊性、抗疲勞性和致密性，影響鑄件的耐腐蝕性和耐熱性也有不良的影響。一般閥體與閥蓋的承壓部位、法蘭密封面不允許有氣孔和砂眼存在，閥體的澆注口和閥門的法蘭非密封面不允許有密集狀、蜂窩狀以及深度超過1.5mm或任一個100mm×125mm面積范圍內氣孔數量不超過3個且深度不超過1.0mm的氣孔或砂眼。對于深度不確定的氣孔或砂眼應從嚴判定，防止出現穿透性缺陷。對于絲杠、手輪、手柄以及支架等部位存在的缺陷只要不嚴重影響產品的外觀、強度和使用性能，可以按照合格品進行驗收。

1.3 縮孔和疏松

1.3.1 外觀特征

縮孔和疏松一般位于鑄件閥門的最后凝固的部位（熱節處）或結構突變部位（圖4）?？s孔和疏松內表面沒有氧化色，形狀不規則、孔壁粗糙并伴有許多雜質和細小的氣孔。

圖4 疏松

1.3.2 檢驗方法

縮孔和疏松外觀不易發現，壓力試驗過程中一般會發生滲漏。試驗中應注意觀察閥門的澆注口、冒口、閥體的收縮部位，試驗結束后應用手觸摸以上部位，防止油漆掩蓋而造成缺陷漏檢。

1.3.3 缺陷評定

縮孔極易造成閥門的結構不連續，出現縮孔或疏松應直徑判定為不合格。

1.4 裂紋

1.4.1 外觀特征

裂紋一般出現在鍛壓閥門閥體兩壁交接的熱節部位和結構突變部位，如法蘭根部、閥體外壁凸起的表面處（圖5）。裂紋的深度較淺，一般以發紋為主。熱裂紋外形曲折而不規則、縫隙寬、斷面有嚴重氧化、無金屬光澤、裂紋沿晶界產生和發展。冷裂紋一般是直的，開裂處金屬表面未氧化，裂紋常穿過晶粒延伸到整個斷面。

圖5 裂紋

1.4.2 檢驗方法

閥門表面的裂紋除用目視檢測外，也可用磁粉或滲透檢測。

1.4.3 缺陷評定

裂紋的存在減少了閥門承載截面積，而且裂紋端部形成尖銳的缺口，應力高度集中，容易擴展導致破壞。通常明顯可見的裂紋是不允許的，無論其位置和大小均判定為不合格。發現裂紋后可以用砂輪打磨，若確認裂紋已經完全消除，且未損傷閥門表面，厚度減薄又不明顯，可以判定為合格，否則按退貨處理。

1.5 機械損傷

1.5.1 外觀特征

機械損傷是閥門在運輸、搬運、吊裝、堆放等過程中產生磕碰性損傷，或下料、切割等形成的加工性損傷，如凸面或平面密封的法蘭密封面上的劃傷、壓痕，鑄件冒口氣割面和鍛件的飛邊切割處因不加工而形成的缺陷，如圖6所示。這些缺陷達到一定深度時，也將影響閥門的質量及壽命。

圖6 機械損傷

1.5.2 檢驗方法

閥門表面的機械損傷目視檢驗即可發現，缺陷的深度可用焊縫檢驗尺或深度尺進行測量。

1.5.3 缺陷評定

凸面或平面密封的法蘭密封面上的徑向劃痕、機械損傷以及內測邊緣的缺損，環連接的法蘭密封面槽的2個側面存在劃痕和碰傷[5]等缺陷，將影響閥門法蘭的密封性，一般不允許存在。法蘭非密封、閥體和閥蓋表面的劃痕和機械損傷只要深度在余量范圍內，不影響閥門的整體質量，可以按合格品進行驗收。但是對于尖銳的劃痕必須打磨光滑，防止出現應力集中。

1.6 閥體標識及其他

主要是閥體壁厚、結構長度不合格或閥體上壓鑄的公稱壓力、商標存在涂改現象，檢驗過程中應防止套牌或低壓閥門代替高壓閥門。如圖7中的Z41H-25 DN50型閥門,閥體上鑄造的公稱壓力”25”存在涂改，經測厚，該閥門閥體最小壁厚為7.8mm,不符合石油化工工業用閥門最小壁厚[6]8.8mm的規定,屬于1.6MPa的閥門打磨標志后代替2.5MPa的閥門。

圖7 閥體壁厚不合格

2 結論

閥門外觀質量檢驗合格后才能進行壓力試驗，如果外觀質量不合格，輕則閥門在試驗過程中出現刺漏，重則產生爆炸開裂事故，如果缺陷判定不準，將會造成不必要的浪費，甚至產生質量糾紛。因此，不同閥門的功能和可靠性要求不一樣，可接受的缺陷也不一樣，閥門表面缺陷的判定要根據閥門的用途、缺陷的類型、位置、大小等綜合分析，才能科學、公正、公平進行質量檢驗，滿足油氣田工程建設的需要。

[1]GB/T 12228-2006通用閥門 碳素鋼鍛件技術條件[S].

[2]JB/T 7927-2014閥門鑄鋼件 外觀質量要求[S].

[3]SY/T 4102-2013閥門檢驗與安裝規范[S].

[4]SH 3518-2013石油化工閥門檢驗與管理規程[S].

[5]HG/T 20592-2009鋼制管法蘭[S].

[6]GB 26640-2011閥門殼體最小壁厚要求規范[S].

[7]JB/T 106-2004閥門的標志和涂漆[S].