天然氣場站閥門泄漏原因及檢測方法進(jìn)展研究

于昊

摘 要：工業(yè)水平的提高使各種閥門的用量急劇增加，能源企業(yè)也對閥門的密封性能提出了更高的要求。在實(shí)際工作中，閥門泄漏的事件時有發(fā)生，可見對閥門泄漏原因及檢測方法的研究十分必要。閥門泄漏的原因是多方面的，其影響程度也各不相同，根據(jù)不同的應(yīng)用條件，可以采取不同的措施來防止閥門泄漏。

關(guān)鍵詞：天然氣場站；閥門泄漏；原因；檢測方法

引言

閥門是長輸油氣管道中的重要組成部分，閥門的無障礙運(yùn)行對油氣的運(yùn)輸起著非常重要的作用，在閥門的裝配、維修過程中都有可能對閥門造成損傷，故對于閥門的泄漏檢測成為日益關(guān)注的問題。目前，石油石化行業(yè)中對于閥門的內(nèi)漏還沒有十分有效的檢測方法，因此對于由于閥門內(nèi)漏所引起的事故及削減能量損失研究顯得尤為重要。

1閥門的類型及特點(diǎn)

根據(jù)密封的形式，閥門通常可以分為接觸密封和非接觸密封兩種形式。接觸密封就是借助外力使密封面相互接觸、壓緊并嵌入，從而消除內(nèi)部的間隙。非接觸密封則無需借助外力即可實(shí)現(xiàn)閥門的密封。根據(jù)密封面的材料特性，閥門密封又可以分為塑性密封、彈性密封、研合密封和受控膜密封。其中塑性密封是通過塑性的密封面相互接觸擠壓而實(shí)現(xiàn)的密封，這種密封方法具有接觸面大、比壓分布均勻、加工容易等優(yōu)點(diǎn)，但可靠性稍差；彈性密封則一般采用線性接觸的方式，要求接觸面的形狀有較精密的加工尺寸，彈性密封具有耐高溫高壓的優(yōu)點(diǎn)，但由于彈性形變的變形量不大，因而不具備足夠的補(bǔ)償能力；研合密封是采用經(jīng)過精密研磨的表面進(jìn)行密封，雖然研磨面的變形量很小，但由于研磨精度極高，只需使用很小的外力即可實(shí)現(xiàn)可靠密封，因此非常適用于高參數(shù)密封場合；受控膜密封是通過密封力和液體壓力的平衡關(guān)系來調(diào)節(jié)密封間隙的，受控膜可以由電子系統(tǒng)進(jìn)行控制，也可以由熱脹冷縮的自然條件來控制，受控膜密封方式主要用于高速高壓場合。

2造成閥門泄漏的原因

2.1密封副結(jié)構(gòu)

由于密封副是在一定的外在壓力下工作的，而一般的密封副材料并非絕對的剛體，因力的作用下必然會發(fā)生微小的形變，而這些微小的形變對于液體或氣體等介質(zhì)而言就是嚴(yán)重的泄漏通道。不同的密封副結(jié)構(gòu)有不同的密封性能，例如面型密封與線型密封顯示是不一樣的。

2.2密封副的質(zhì)量

密封副質(zhì)量主要體現(xiàn)在材料的選擇、面型的匹配和加工的精度三個方面。例如，在同樣的面型匹配和加工精度條件下，當(dāng)材料塑性較好時，密封性能也會較好。如果面型不匹配，即使加工精度再好，也很難彌補(bǔ)面型失配帶來的不利影響。

2.3密封面比壓

密封面的比壓對密封性能可能有提高也可能有損害。首先，過大的比壓容易造成閥門損壞，而過小的比壓又會密封可靠性變差，比壓的選擇直接影響密封性，需要通過參數(shù)計(jì)算或大量實(shí)驗(yàn)來尋找最佳的密封面比壓參數(shù)。

2.4介質(zhì)的物理性質(zhì)

介質(zhì)的溫度、粘度和親水性等物理性質(zhì)是影響到閥門密封性能的重要因素。對于精密閥門而言，溫度會對材料的尺寸有微小的影響，同時造成會掛粘度的變化，從而對密封性能產(chǎn)生復(fù)雜而難以預(yù)測的影響。因此，具有溫度補(bǔ)償功能的閥門密封性會大大提高。

3檢測閥門泄漏所采取的方式

在當(dāng)下對于閥門泄漏，相關(guān)部門還沒有過于系統(tǒng)的檢測方式，現(xiàn)在一般分為兩類：直接檢測法和間接檢測法。直接檢測法主要包括氣體檢測法、油膜檢測法、電纜檢測法及光纖檢測法，其原理是通過固定在閥門外部的檢測機(jī)對泄漏的運(yùn)輸組織直接進(jìn)行檢測，以達(dá)到檢測預(yù)警的作用。間接檢測法包括守恒定律法、流量平衡檢測法、運(yùn)行壓力檢測法以及超聲波檢測法等。

3.1負(fù)壓波法

在發(fā)生泄漏時，會出現(xiàn)瞬間的壓力差及速度差，這時候的壓波一般被稱為負(fù)壓波，同時負(fù)壓波通過上游與下游的測量時間之間的差值就是時間差。工作通過負(fù)壓波在管道中傳播的速度就可以確定具體泄漏位置。這種壓力差產(chǎn)生原理是泄漏時液體物質(zhì)的損失引起局部的液體密度減小，就會出現(xiàn)瞬間壓力的降低以及速度差。這種方法擁有較好的靈敏度及定位的精確度，施工量小且成本低，所以在安裝和維護(hù)上都很方便。

3.2運(yùn)行壓力法

這種方法用起來比較方便快捷，其原理類似于連通器，主要用于流速慢的運(yùn)輸物質(zhì)的檢測和比較嚴(yán)重時的泄漏問題。

3.3守恒定律法

這種方法是基于能量守恒定律的應(yīng)用，其缺點(diǎn)比較嚴(yán)重，不能提前預(yù)防，而且只有在泄漏問題發(fā)生后才能檢測到，只要是檢測運(yùn)輸物質(zhì)的質(zhì)量，當(dāng)物質(zhì)的質(zhì)量流量發(fā)生明顯變化時，才能檢測到。所以一般很少用于石油泄漏的檢測。

3.4巡視觀察法

這是一種一般公司比較常用的檢測方法，是要派工作人員規(guī)律性的進(jìn)行巡查，這種方法對工作人員的要求比較高，需要細(xì)心、經(jīng)驗(yàn)豐富，并且要有相對的一些知識，需要循著管道進(jìn)行巡邏，一點(diǎn)一點(diǎn)地排查。它的劣勢也同樣明顯，巡邏周期長、員工需要高度集中注意力去檢測等，而這種方法相對其他的性價(jià)比比較高，所以一般公司都采用這種方法。

3.5聲發(fā)射檢測法

其原理是利用聲學(xué)來檢測門閥泄漏情況，是居于內(nèi)源能量的快速釋放，產(chǎn)生瞬態(tài)彈性波，然后傳感器在閥體外壁接觸彈性波，在運(yùn)輸物質(zhì)泄漏時會自動將其轉(zhuǎn)成電信號，最終通過對接收到的信號進(jìn)行放大，來監(jiān)聽就可以達(dá)到在線檢測閥門泄漏的目標(biāo)。其優(yōu)點(diǎn)較明顯：首先是操作方法比較方便，對員工要求不高，只需要認(rèn)真負(fù)責(zé)的完成任務(wù)即可，對于接近度要求并不高；其次就是不需要對閥門進(jìn)行拆卸就可以檢測到內(nèi)部是否發(fā)生泄漏；另外就是不影響企業(yè)的正常生產(chǎn)。

結(jié)語

在工業(yè)化背景下，閥門密封性對保障生產(chǎn)的安全有重要作用。未來的閥門在結(jié)構(gòu)上會更加復(fù)雜，甚至不能再用傳統(tǒng)的思想去分析其密封原理。因此，只有根據(jù)具體的情況對閥門的密封性進(jìn)行分析，有針對性地提高防護(hù)水平，才能達(dá)到良好的效果。

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