基于全周期管理的閥門故障應對措施研究

摘要：閥門是控制流體的重要裝置，其使用工況直接影響著海上采油平臺的流程調控穩定性。在海上特殊的高熱、高鹽、高濕環境與連續使用的疊加作用下，閥門故障率增加，對安全生產造成了一定的不良影響。為解決以上問題，在實事求是、客觀論斷的基礎上，探索閥門全周期管理模式，并在總結經驗的同時推動落地實踐，實現質效雙升。

關鍵詞：閥門；故障率；降低；全周期

中圖分類號：TH17 " "文獻標志碼：A " "文章編號：1671-0797（2023）02-0065-03

DOI：10.19514/j.cnki.cn32-1628/tm.2023.02.018

0 " "引言

對于24 h不間斷生產的海上采油平臺來講，持續的油氣產出離不開流程穩定做保障，而在這其中，閥門作為節控裝置，對流程調控起著不可替代的關鍵性作用。但閥門原理各異、種類繁多、規格多樣，故障也呈多時多點多發特點。

1 " "背景與現狀

某海上油田下轄4個平臺，設備及生產流程閥門數以千計。使用中閥門故障率較高，導致生產及公用等各流程控制困難，且疲于應對檢修，直接加大了維修工作量；閥門泄漏引發的高壓油氣介質泄漏，還增加了安全環保等嚴重次生風險產生的可能性。

在統計年度1月—12月，平臺故障閥門檢修總量達到43個，月均檢修數量近4個。但從目前的維修模式上看，以整體換新為主，不僅方式單一，造成維修費居高不下、人員技能提升有限的被動局面，而且影響了現場管理的質效提升；從管理上看，海上采油平臺閥門系統性管理借鑒資料匱乏，理念成型構建不足，以上問題亟待解決。

2 " "全周期管理理念的提出

從類型看，故障閥門涵蓋手、自動閥門，儀控、機械閥門，氣體及液體閥門[1]。其中除部分閥門需停產檢修外，從技術層面講，大部分常規口徑閥門的檢維修均可由維修人員在線完成。

為了改變以換代修的粗獷式閥門維修模式，解決現場技術人員閥門故障處理方法單一、被動應對、閥門故障率高的現狀，本文從前期采購、現場安裝、使用維護、回收利用等4個階段入手，提出閥門全生命周期管理理念，并在深入剖析與挖掘閥門故障深層次成因的基礎上，以針對性措施實現有效突破。

3 " "閥門故障成因分析

3.1 " "前期采購階段

閥門采購前技術環節把控不嚴，導致因采辦技術屬性描述錯誤、不準確而造成閥門到貨后無法使用或使用匹配度不高，為引發閥門故障埋下了隱患。如未按實際需求采辦相應壓力等級匹配的閥門，導致使用期間介質壓力高于閥門承壓能力，引發閥門損壞；非標閥門采購技術參數不準，導致到貨閥門長度不匹配、法蘭安裝孔中心孔距不對應等問題。

實例：生產藥劑流程藥劑泵出口2寸球閥，因選型偏長，受到兩端管線長時持續擠壓，閥體自身中段密封圈擠損引發泄漏。

3.2 " "現場安裝階段

現場人員對閥門的安裝不規范、不到位，存在薄弱環節，未做到合理、正確、規范安裝。如閥門未按指示安裝，安裝反向、錯位，密封墊片不匹配；螺紋連接類閥門因螺紋旋合長度不夠，造成密封不嚴。實例：現場消防海水流程用4英寸偏心蝶閥安裝反向，在啟動消防流程并注入海水后，因密封不嚴引發內漏。

3.3 " "使用維護階段

3.3.1 " "流程介質物理、化學性質影響

閥門所控制流體介質的物理、化學性質，對故障的產生具有重要影響，其中包括腐蝕性流體、高溫高壓沖擊性流體、高含砂沖蝕性流體。實例：污水系統清水劑藥劑對碳鋼腐蝕性極強，即便對不銹鋼也存在一定腐蝕性，閥門多為孔洞性可見腐蝕，維修價值不高，只能被動換新。

3.3.2 " "原始管路流程設計不合理

現場閥門管路流程設計不合理，造成閥門使用中故障多發。實例：6英寸海水排放閘閥因管線走向選擇不合理，且前端無減壓裝置，導致閥門進出口壓差長時間達7 kg/cm2左右，持續高壓沖刷引發閥板幾乎閥體沖蝕外漏。

3.3.3 " "日常操作不當

在操作關閉閥門時，為確保關嚴，存在使用管鉗及加力杠等輔助工具，造成閥門密封面過度咬合壓磨、閥柄損壞、閥桿變形斷裂情況，此種情況在高壓閥門及重點流程閥門故障中尤為常見。實例：主機B滑油閥門，因多次使用管鉗緊固，造成僅1.5英寸截止閥手輪及閥桿磨損、變形，無法正常使用。

3.3.4 " "季節性變化影響

閥門故障數量于1、8月份出現峰值，月均達5個，經分析發現，1月份正值冬季，氣溫低，流體凍結導致部分閥門脹裂；同年8月，日均氣溫在32 ℃以上，現場所轄冷卻換熱器全部投運，流程在用閥門增加，介質溫度升高，腐蝕速率加快，非金屬密封墊老化加劇。

3.3.5 " "維修人員技能存在薄弱環節

在檢維修中，部分維修人員對閥門內部結構不了解，對閥門故障判斷不深入，存在“壞了再修”的錯誤認知，未能及時預判閥門初期故障并應對處理，造成問題加劇，貽誤檢修時機。實例：某維修人員在發現消防泵出口旋啟式單流閥異響后，未引起重視，及時拆檢，造成內部閥瓣在流體作用下長時敲擊損壞，內部密封面也出現碰損，失去檢修價值。

3.4 " "回收利用階段

對故障閥門進行單一棄置處理，但未對其完好部件進行拆卸留存，導致原本同類型閥門在可更換局部配件進行解決的情況下，無配件可換，造成資源浪費，無法檢維修。如常見標準法蘭球閥、閘閥、截止閥備件通用性較強，可互換使用[2]。

4 " "閥門故障引發風險矩陣及風險級別定義

在明確閥門故障成因的基礎上，以系統考量、分級管控為原則，創新制訂閥門故障引發風險矩陣如表1所示，閥門故障風險級別定義如表2所示，為檢維修提供依據。

5 " "具體應對措施

以降低閥門故障率為問題導向與目標導向，制訂“系統謀劃、全局管控、重點跟進”的實踐應對方案，在使用全周期管理理念全面深入剖析故障深層次成因的基礎上，合理調配維修人力、物力資源，推動機制建設及責任落實。

5.1 " "嚴控采購規范化

規范現場閥門采購前技術參數確認環節操作，嚴格使用卡鉗、卡尺、直尺等專業測量工具，并將測得數據與閥門標準手冊中數據進行比對修正；對非標閥門，在采購中要重點寫明存在差異的技術參數，并嚴格按照采購需求驗貨，驗貨時必須使用測量工具進行確認，杜絕目測，對不確認信息，需與供貨方溝通；對與采購要求不符、本體存在鑄造缺陷（砂眼、松散組織、夾碴等）、明顯撞擊損壞、焊接不良的閥門，要及時落實調換事宜，禁止入庫；對使用在高腐蝕流程的閥門，應根據腐蝕介質特性，選取采購不銹鋼、銅鎳、PPR等材質閥門[3]。

5.2 " "現場安裝標準化

對法蘭連接閥門，要選取規格直徑與法蘭孔徑相匹配的螺栓進行安裝，并配套使用平墊及彈簧墊，緊固后的螺栓，其螺紋端需露出螺母2～3個螺距；海水流程閥門在安裝前，需重點檢查管路法蘭端面腐蝕情況，檢查有無徑向貫穿腐蝕及局部坑面腐蝕，如有應采用金屬膠或焊接修復，密封墊可選3 mm規格橡膠墊；對凸面法蘭，金屬纏繞墊選取要匹配確認壓力等級，杜絕低壓纏繞墊用于高壓流程，壓痕明顯的老舊纏繞墊必須更換，禁止使用無標記纏繞墊。

對螺紋連接閥門，要注意閥門兩端與管線連接的旋合長度不宜過短，需配合使用絲扣膠帶，加強密封；對螺紋連接的旋啟式止回閥、升降式止回閥，還要注意，安裝后方向應朝上，以免影響啟閉效果。焊接閥門需注意選取適用不同材質的焊條或焊絲，焊接期間應考慮溫度持續提升對閥門內部密封件的影響，可分時多次焊接，降低熱量蓄積。手動（手輪/手柄）閥門安裝前需確認為手柄/手柄開關操作預留出足夠的空間，并確保實際操作中站位用力方便得當。

5.3 " "使用維護系統化

（1）對易于腐蝕的海水流程及清水劑藥劑流程閥門進行梳理，逐步替換為不銹鋼材質閥門或PPR材質閥門，同時對使用中發現的早期針孔式漏點及時進行處理。

（2）定期對在用閥門進行內外部檢查。1）外部檢查：主要檢查確認外部銹蝕、法蘭及閥體螺栓松動、法蘭密封墊滲漏、填料滲漏、手柄手輪使用、進出口壓力變化、閥門啟閉靈活度等情況。2）內部檢查：主要檢查確認閥片松動情況、內部連接開焊情況、閥芯使用情況、密封件破損情況、閥體內部腐蝕及堵塞情況等，以細化檢查的方式，提前預防預判故障。

（3）通過對海水流程管路延長、走向調整、加裝減壓裝置等措施，降低閥門進口壓力，解決進出口壓差過大沖刷加劇的問題；通過改造管路，解決閥門長時間受擠壓及承受錯位應力的問題；通過安裝位置調整，解決閥門操作不當、檢修空間不足的問題。

（4）制訂閥門標準操作及使用程序，涵蓋手輪閥門啟閉至極限位置回半圈、小型閥門加力工具使用、正確站位及用力、潤滑與防銹等多方面實用內容，組織維修人員制作手輪閥門專用F型扳手，并禁止使用大規格管鉗開啟或關閉小規格閥門，對損壞的閥門手輪或手柄，及時焊接修復或換新，實現閥門操作標準化、統一化和規范化。

（5）統計梳理歷年來寒冷季節易凍堵閥門，在入冬前1個月，組織電氣專業人員與操作使用人員一起確認閥門電伴熱使用情況、保溫棉覆蓋情況及保溫鋁皮密封情況，并在重點閥門位置增加纏繞電伴熱；對部分閥門進行入冬前排空操作，在消防演習后及時排空所有干式消防系統管路內的海水，避免閥門凍堵；通過定期倒換流程減少長時間使用，及時檢查排障等措施，做好高溫流程閥門檢維保工作。

（6）組織開展閥門專項培訓，內容涵蓋閥門基礎知識、閥門常見故障講解、閥門早期故障應對、閥門控制原理等諸多方面，同時建立閥門培訓專項電子資料庫，涵蓋現場檢修視頻、理論資料講解等內容，實現懂原理、懂結構、懂操作。

5.4 " "回收利用常態化

選取合適區域，設立廢舊閥門定置存放點，并按照高壓閥門與非高壓閥門、標準閥門與非標準閥門的標準對拆卸下的故障閥門進行分類存放，同時做好以下幾項工作：

（1）對損壞不嚴重的可修復閥門進行系統專業化檢修，確保可用后，做好標記留存備用。

（2）組織維修人員，利用廢舊閥門開展實操拆解，由工程師進行現場講解，提升對內部結構的了解認識，提高故障分析能力。

（3）自制加工拆卸工具，拆檢并保存廢舊閥門中的可用部件，以備在用同型故障閥門檢修之需；對內部密封墊片等易損件進行測繪并自制加工。

6 " "實踐效果

經過一年的系統實踐，閥門年度故障數量由43個減少至20個，較上一年度減少23個，同型閥門故障率降低超30%，同時經自主維修，節約閥門采辦及維修費用20余萬元。

7 " "結語

本文通過引入閥門全周期管理理念，實現了閥門檢維修系統化、全局化的有機延伸，實現了多維度梳理閥門故障成因、摸清閥門故障規律的突破，在扎根現場、實事求是、拓寬思路的基礎上，為海油平臺閥門采辦、使用、維修、回收的全過程管控提供了有力借鑒，極大地推動了提質增效、修舊利廢與安全生產的有機融合。

[參考文獻]

[1] 張清雙，尹玉杰，明賜東.閥門手冊：選型[M].北京：化學工業出版社，2013.

[2] 左景伊，左禹.腐蝕數據與選材手冊[M].北京：化學工業出版社，2008.

[3] 王傳斌.化工截止閥維修設備的研發[J].中國石油和化工標準與質量，2022，42（11）：120-122.

收稿日期：2022-09-09

作者簡介：王冬港（1984—），男，天津人，機械工程師，主要從事海上采油平臺設備技術維修及管理工作。