球阀内漏原因分析及处理研究

孙野秋

中石油管道有限责任公司西气东输分公司 河南 郑州 450000

摘要：本文通过分析球阀常见的内漏原因，提出一种可行的内漏测试及治理方案，该方案通过实践，取得了较好的内漏治理效果，该方案可以完成大多数球阀的内漏处理。大大降低阀门更换成本，减少放空量，为现场设备维修提供了可靠保障。

引言

何为球阀的内漏

阀门关闭后，仍然有介质通过阀门，称之为阀门“内漏”。工程的认定则依API6D,598E,ISO 5208-1993 的标准。

一、 阀门内漏的定义

阀门内漏是相对的，绝对密封的阀门是不存在的。 阀门内漏的界定与其尺寸、泄漏程度有关。

判定公式：VX=(P2-P1)V0/T·D

当Vx≥0.04m³/hr·in 时，判定阀门内漏

二、 阀门内漏的检查方法

1、阀腔放空法：阀门关闭后，放空阀腔，根据能否放空，来判断阀门内漏情况。

2、阀腔升压法：阀门关闭后，阀腔降至一定压力，根据后期升压情况来判定内漏情况。

3、压力容器或管道放空法：阀门关闭后，放空阀门密封侧的压力容器或管道，根据压力容器或管道憋压后是否升压来判定内漏情况。

4、温度差法:内漏一般伴随着节流效应，可通过阀门关闭后，阀门附近温度变化情况来判定内漏情况。

5、超声波检测法。

三、 阀门内漏的种类：

阀门的内漏分为真漏和假漏：

1、真漏

阀球球面划伤、阀座软密封缺损磨平或其它伤害、阀门阀座失效、阀座0型圈受损等4种情况是阀门本体缺陷引起的“真漏”。

2、假漏

球面及阀座锈蚀、异物垫粘密封面、阀门的限位偏差（关不到位、关过了头）等因素引起的阀门内漏我们称为“假漏”。

阀门随管线压力,温度的变化,常有临时性的泄漏现象发生,这种泄漏现象与永久性的泄漏现象应该予以区分。

四、球阀的内漏的原因分析

1、阀球球面划伤； 泄漏的原因是阀球与密封座接触的密封面有刮痕。密封面的一个小刮伤最终都可能因长时间的冲刷导致大的泄漏。腐蚀将引起密封面的凹陷或破裂并最终导致阀座泄漏。密封面有形损伤可能是由于清管器前的杂质造成的。

2、阀座软密封缺损、磨平或其它伤害；阀体内污物的存在是引起阀座泄漏的一个重要的原因。这些污物既可能是沙子、水垢、金属剥落物、焊接残渣和腐蚀副产品， 也可能是工人工具、焊接条、木棍或塑胶产品油脂、密封脂或压缩机油能使硬橡胶物质如聚合物失效并分解。其分解产物同其他污染物一样，由于导致阀座密封面的分离从而引起阀座泄漏。

3、球面及阀座锈蚀或异物垫粘现象；发生在密封座遭到点蚀的破坏，再经过输送介质的长期冲刷造成严重泄漏。

4、阀位的限位偏差；球阀由开到关绕阀体中心线旋转90度。球阀限位螺栓调整不当、运行过程中限位螺栓松动或电动阀门电子限位设置错误导致阀门关闭不到位，也可导致阀门内漏。

5、阀门阀座失效；密封座应有0.001～0.003英寸的横向移动,如果密封座弹簧工作不正常,有可能造成阀门密封不良，即使注脂也不容易解决。

6、压力和温度值的临时变化（临时性泄漏）。

7、阀座0型圈受损。阀座O型圈出现爆炸减压（Explosive Decompression ED)现象 ，阀门“O”型圈，密封圈等在运行中处于高压状态下，如果突然降压，很容易造成“O”型圈下列情况：

膨胀变形分叉（split)

气孔（blistering)

唇口密封（Lip seal）

啃蚀（nibble)

注：运行压力越高发生爆炸减压的机率就越高。

五、 阀门内漏问题的处理

正常生产工况下，主要工艺球阀基本处于全开状态，此时讨论球阀内漏意义不大。当一侧准备动火等作业，要求该球阀起隔离作用时，才需要该球阀密封功能良好。

如果隔离球阀内漏，可通过以下几个措施及步骤来改善。

1、调整球阀关限位，需找最佳关闭位置。此种内漏可以通过重新设置机械限位或电子限位，彻底消除内漏故障。

2、球阀注入清洗液，浸泡若4～24 小时（视阀门情况而定），将残留在注脂通道内的密封脂软化。然后稍微活动阀门开关，再注1/4 清洗液，阀门全开关2～3次，之后注适当的密封脂。（注清洗液及活动阀门的目的是尽量让密封脂能覆盖所有注脂通道）

3、检查内漏，必要时注入球阀密封脂。注入密封脂的原理为“堵塞法”原理，即在阀腔和管道压力差作用下密封脂流动过程中，带动不同大小密封颗粒，向着泄漏处聚集，并且压差越大流动速度越快，当某一时刻密封颗粒聚集量足以堵住划痕时，内漏故障即可以临时性消除。

即在阀门关闭状态下，阀门可以实现绝对的截断隔离功能，为维检修提供可靠的隔离保障。

4、必要时，打开阀腔排污咀或放空阀引流。通过放空阀腔增大差压，提高密封脂在脂道的流动性。

5、必要时，紧急封堵阀腔。 阀腔封堵可以从阀门阀腔放空阀或者排污阀处反向注脂，将球阀腔体内注满，从腔体内向密封座注脂，注脂量达到后也可起到密封作用。

6、必要时，扩大管道隔离和放空范围。 如阀门确定无法密封，可通过扩大管道隔离和放空范围来达到隔离效果。

六、结论

本文通过对球阀阀座密封原理及球阀内漏原因进行了分析研究，以及现场实验验证可以得出以下结论：

1、本文提出了一种球阀内漏治理标准流程，经现场测试验证，该方法效果明显，切实可行。

2、通过加注密封脂进行内漏治理，多数存在内漏故障球阀也可以实现截断隔离功能，可以降低大口径球阀更换成本，为生产现场维抢修作业提供保障。

3、在注脂过程中不断排空阀腔压力建立差压，均可以提高密封脂在脂道中流动性，提高堵漏效果。

4、内漏球阀在用作隔离阀门结束后，应通过注润滑脂将球阀脂道的密封脂替换掉，防止密封脂在脂道和密封面燥化，堵塞注脂通道。

参考文献 ：

[1] ISO14313:2007(Identical), petroleum and natural gas industries-Pipeline transportation systems-

Pipeline valves[S], 2008, 42.

[2] 李恒，球阀注脂操作作业规程[S]，2008，6