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关于新阀门投产前的预维护

一、全新调节阀预维护的必要性

购买的新的调节阀运行前的预维护是一个先进性施工理念,其目的是保护调节阀阀座密封装置,避免阀门在安装焊接及投产过程中阀座受到损伤。阀门在投入使用前进行预维护,可以使其更好地实现导通、截断和分流的功能,不仅有利于提早发现问题,及时排除故障,杜绝隐患,而且延长了管道运行期限,能更好地为投产后阀门的运行维护提供依据。

阀门的泄漏多发生在使用初期,主要原因是在管道施工作业时操作不规范造成密封圈与阀球的划伤,这些划伤如果不及时修补,管道长期带漏运行将造成严重后果,且开关限位不到位所造成的泄漏,对密封圈的损伤也非常严重。

阀座密封圈是阀门的重要组成构件,属于软密封,密封材料包括尼龙、氟橡胶等化学复合品,其密封形式包括O形圈或嵌入式两种方式。密封圈无论采用何种材料及安装,都避免不了磨损与冲刷以及硬物损伤,从而造成阀门内漏。因此,保护好阀门阀座,是阀门维护工作中的重中之重。

阀门无法开关、密封装置受损、发生严重内漏、注脂嘴堵塞或外漏等故障一旦出现,在管道带压情况下很难及时排除,需要泄压后再进行处理,既影响投产工期,又造成人力物力资源浪费、污染环境。因此,阀门在投运前的预维护十分重要。

二、阀门预维护的前期准备工作

阀门维护主要包括各类球阀、平板闸阀等的维护,此类阀门都设置有可维护的阀座软密封装置。

1、人员构成

阀门维护一般是由专门的阀门维护公司进行工程承包,由阀门维护公司向现场派遣具有一定资质及实践经验的阀门维护工程师和专业工程师,专门负责阀门开箱检查到投产试运的全过程阀门养护工作。西部管道、陕京二线等多条输油气管道阀门都由专门的阀门维护公司进行了投产前的保养,收到了预期效果,保证了工程的顺利投产。

2、配备工具及养护材料

配备的工具有超级手动注脂枪、装填器、注脂转换接头等组合工具,以及阀门压力、测试专用工具、涂抹润滑脂所用工具、阀门零配件、纸巾、垃圾袋等。一般新阀门养护材料多采用购自加拿大SEALWELD公司生产的润滑脂、密封脂、防锈剂等。

3、现场作业要求

(1)利用指南针或GPS判断阀门所在地的位置,特别是沙漠地区。
(2)根据现场管道平面配置图和阀门两侧的压力表来判断上下游的位置。
(3)正确辨别阀门的类别,例如球阀、闸阀、旋塞阀、止回阀、碟阀、针阀等。
(4)“阀门铭牌”是作为阀门类别辨别的唯一凭据,每个阀门都应有各自的识别标签。
(5)仔细确认待保养阀门的具体状况及问题。

三、阀门预维护的步骤

1、球阀的维护

(1)外观检查

检查球阀运输包装是否符合签约合同要求,对比阀门厂家提供的阀门资料与阀门品牌是否吻合,检测阀门外观有无明显损伤,阀体表面油漆部分有无剥落或撞痕,是否存在明显的制造缺陷、变形等现象,阀门端口是否有防污物和防潮气的木盖,阀门焊接端和法兰端是否带有防腐保护层、有无裂纹等明显缺陷,阀门内密封座的缝隙是否有粘贴带,阀门外部所属配件如排污嘴、注脂嘴等是否出现缺失、开裂、松动、锈蚀等现象。各部件安装是否正确,阀杆是否损坏,记录阀门品牌的型号、类型、公称直径、公称压力、序列号、生产厂家等相关参数。

(2)单体试压合格阀门的内部检查

阀门经外观检查,先由安装单位完成各类阀门的试压并验收合格后,再对单体试压合格的阀门进行内部检查和处理。具体步骤为,一是,打开阀门端口盖,用手触摸密封座与阀球在时钟3∶00与9∶00的位置间隙是否有差别,以检查阀门是否处于全“开”的位置。阀门如果处在半开关位置,考虑到或许会受运输途中的震动影响造成密封圈的受损,必须对阀门进行测压。若出现特殊情况,则应将无法处于全开位状态的阀门调整为全关位。二是,仔细检查阀门内部金属表面(阀球、密封座和连接面)是否完好。阀体内若有铁锈、杂物等应清除干净,特别是阀座密封沟槽内若有异物,应谨慎清除,保护好阀座密封,然后揭下阀门内密封座缝隙的粘贴带。三是,保持阀门注脂嘴清洁,防止注脂时脏物混入,堵塞、破坏阀门的润滑密封系统。四是,打开阀门排污嘴,将阀门单体试压后阀腔内的水排干净,为下一部注入润滑脂进行阀门维护作准备。

2、阀门注脂维护

(1)注入SEALWELD公司EQ280号润滑脂密封管路。具体步骤为,用手动注脂枪通过阀门各个注脂嘴注入此润滑脂,使其在阀座出脂孔均匀出脂,并保证注脂最大压力不超过20.68MPa,否则表明阀门的注脂系统有故障,需要进一步查明故障原因。在注脂期间,可以采用稍微停顿并严密观察注脂枪上压力表指针转动情况的方法来判断密封脂在通道内流动的状态,即如果指针归零速度很快,有可能注脂通道内是空的或缺少润滑脂;如果指针上升速度很快,归零慢,表示注脂通道已经接近饱和状态;如果注脂通道阻塞,压力表上的指针将急速上升,即使停止注脂,指针也不会归零。例如,2004年在陕京二线永清—采育段阀门维护期间,曾发现收球筒阀(DN10 16mm CLASS 600)一个注脂嘴在注脂枪注脂过程中,压力达到20.68MPa时仍注不进润滑脂,经检查,发现注脂嘴安装孔内的单向阀发生堵塞,清除杂物后,恢复正常。2008年在陕京二线延长线投产前,采育—通州段阀门维护过程中发现了2台阀门存在这样的问题,更换阀门注脂嘴后,恢复正常运行。

(2)挤出旧润滑脂。国外进口阀门一般在出厂前已事先在阀座内注入了普通润滑脂,当注入新的润滑脂后,旧的润滑脂会被挤出,此时,可采用软质工具(塑料或竹质刮铲)将其清除。

(3)将阀门关闭15°~25°,以裸手检查阀座密封圈及其接触阀球表面是否受损,检查阀体内部是否有损伤、裂纹,球体表面和阀座密封圈是否有划痕。若有损伤,应详细记录。检查完成后应将阀门置于全开位置。

(4)继续注入润滑脂,注脂量以密封座与阀球间隙挤出润滑脂为准。当观察到阀座和球体之间的缝隙周围有润滑脂均匀溢出时,停止注入,采用专用工具将润滑脂涂抹并填平密封座两端沟槽,清除多余的润滑脂。

(5)由施工单位人员配合,手动进行阀门全关、全开操作,检查阀门能否实现全开关,检查手动执行器是否有传动故障。例如,在西部管道某阀室检查一个DN812mm手动球阀,发现开关时特别费力,需要多人操作,打开执行器齿轮箱后发现传动蜗轮错装90°,开关方向与正常装配相反,导致开关时蜗轮顶撞执行器器壁,因此开关费力。若是强力开关,易导致齿轮箱破裂,发生事故。

(6)将阀门恢复到全开状态,再次将润滑脂涂抹于密封圈与球体之间的缝隙内并整平,以防止投产时杂物进入阀座密封内;清除多余的润滑剂,然后将阀门两端的端口用端盖或塑料布封闭好,防止阀体内再次进入污物,影响阀门的维护质量。

(7)在阀门注脂嘴上和排污嘴泄放的罗纹处涂抹EL21000润滑防锈剂,拧上注脂嘴保护帽,关闭排污嘴。

(8)详细记录每一个完成后的阀门保养工序,再挂上“焊接前已维护”的标识牌。注明工作完成日期,维护人、是否存在遗留问题等,然后交付施工单位焊接或安装。

3、对单体试压合格的平板闸阀的注脂维护

平板闸阀的注脂维护与球阀的维护类似,但在维护作业中还应注意以下事项。

(1)在维护前,必须对平板闸阀进行排污。因单体试压,阀门处在开位,阀腔内保留有一定的压力,若不进行排污泄放压力,注脂时因反压较大,很难注入润滑脂。

(2)若阀门开关费劲,应根据阀门结构适当调节阀轴填料密封压盖的松紧度。在阀杆的螺纹处,适量涂抹EL-1000润滑防锈剂,以防止螺纹锈蚀,减少摩擦阻力,利于阀门启闭。

(3)有些平板闸阀在阀轴脖颈上配备注脂嘴,应根据阀门直径及脖颈的长度调整润滑脂的注入量,注入量过多会影响阀门的启闭。应观察注脂枪上压力表,最大值不超过20.68MPa。

四、阀门预维护过程中存在的问题及解决措施

1、检查阀门处于全开位

完成注脂作业后,先检查阀门球体通径是否与阀座内腔平面平齐,若存在差异,应调解执行器上的开限位螺栓,保证阀门达到全开,否则,阀门一旦安装就无法判断阀门是否在全开位。

2、阀门无法注入润滑脂

(1)阀轴(杆)实施注脂作业时,阀轴(杆)内密封压力不得超过20.68MPa,一旦超过,应检查注脂枪是否有故障,注脂枪出脂口处出口阀是否打开。

(2)阀门注脂枪若无故障,应检查注脂嘴是否堵塞,即缓慢拧下注脂嘴,安装到注脂枪出脂孔处,通过对注脂嘴注脂,观察注脂嘴能否出脂,若不出脂,表明注脂嘴本体内单向阀出现故障,应更换注脂嘴。若注脂嘴能出脂,需检查位于注脂嘴下游注脂孔内的单向阀(一般国外进口的阀门注脂孔内安装此单向阀),采用专用工具将其旋出进行检查,若有生料带等堵塞物要进行清除,属于严重故障的应进行更换。

如果还无法注入油脂,应报告专业工程师和现场监理,由厂方现场解决。

3、注脂孔出脂不均匀

阀门注脂后有时会发生阀座密封注脂管路堵塞,致使阀座注脂孔出现出脂不均匀或不出脂现象,此时,可将阀门从全开状态关闭15°~25°后观察阀座出脂孔,并用软质工具轻轻疏通,再进行注脂观察。需要特别注意的是,在阀球转动过程中不能注脂,以免损坏阀座密封。一般情况下,球阀每侧阀座有4个注脂嘴的出脂比较均匀,有2个注脂嘴的出脂相对不均匀。

五、阀门的安装及焊接

1、阀门的安装

阀门安装最好使用吊环安装,采用链条安装时,注意对阀门外涂层采取保护措施。当阀门带支架或传动机构时,应将吊绳固定在阀门吊环上,不能将吊绳置于传动机构上;吊绳或吊装链条不能挤压阀门外部配件及其延长杆,以免损坏阀门执行机构,导致阀门无法开关或开关困难。

2、阀门的焊接

(1)阀门就位后,在进行阀门的预热及焊接时,阀门应置于全开位置,否则,在焊接过程中,球阀的阀球及闸阀的闸板上会沾上焊渣,投产时这些附着的焊渣会划伤阀座密封,导致阀门内漏,严重时会导致阀门失效。

(2)阀门必须支撑在各自的底座上或分别支撑。

(3)阀门焊接后,如需转动阀门,应采用手动注脂枪填加润滑脂。

(4)确认排污口、排压口处于关闭状态。

(5)一般的球阀安装无方向性,但应注意手轮操作侧的位置。有的球阀安装时具有方向性,一定按照阀门阀体上的箭头标识去安装,不能反装。例如,西部管道的原油、成品油站场的部分球阀进出口侧采用的是两种阀座密封形式,一端采用双活塞效应阀座,另一端采用自泄式密封阀座,如果反向安装,投用后阀门将会自动泄压,发生管道事故。

3、阀门焊接后的要求

(1)阀门在焊接后试压前,应注入润滑脂,以保证阀门密封面之间充满润滑脂,将焊接时附着在阀座密封面处的杂质用润滑脂排出。

(2)检查阀门状况,保证各个外部接头锁紧,无松动;确认排污口、排压口处于紧锁状态,为试压作准备。

(3)根据试压方案操作阀门,使阀门处于规定的位置。

六、系统水压试验

1、水压试验前的准备工作

施工单位应在阀室、站场系统试压前三天向阀门养护公司通报试压方案,以便养护公司制订试压监测方案;各施工分包商在具备试压的条件下,及时通知阀门养护公司到现场实施阀门养护试压和测试工作,并做好以下准备工作。

(1)站场及阀室管道在注水前,必须完成试压段管路系统内的吹扫工作,吹扫合格后才能向管路系统内注入合格用水。

(2)试压段管路在注水时,所有阀门必须处在全开状态,以保证水流顺利通过阀体,避免水中的悬浮颗粒流入阀腔内,当管路系统完全充满水后,再将阀门调整到半开状态(调整的开启程度可根据阀门说明书进行)。

(3)站场和阀室的强度和严密性试验压力值和稳压时间按照设计要求执行,升压过程应缓慢。当达到设计强度试验压力值后,进行稳压;强度稳压合格后,将压力缓慢降至严密性稳压值,进行稳压;严密性稳压合格后,将压力保持在该压力值,由阀门维护公司按养护程序对阀门进行压力测试。

2、水压试验对阀门预维护的要求

(1)截断所有低于测试级压力的管道系统,包括阀门、管道及所有连接系统,保证在试压系统内的阀门置于全开状态。

(2)管道内注满水后,继续升压;注水测试压力表压在开始上升时,打开阀门上方的排压(气)口,排除阀腔内残留的空气;当有水流出后,锁紧排压(气)口的螺丝。

(3)关闭阀门10°~30°,考虑到杂质进入阀腔的情况,可将阀门关至10°。

(4)升压至1.5倍管道公称压力(约15MPa)时,进行设计强度试验。

(5)稳压时间由甲方或施工单位确定,稳压时施工单位应不断作渗漏检测,发现渗漏应进行泄压后修复,然后重新升压。

(6)强度稳压合格后,将压力降至1.1倍公称压力(约11MPa),进行严密性试压。

(7)严密性稳压合格后,将压力保持在该压力值,将系统内阀门恢复到全开状态,打开球阀(闸阀)排污口,观察阀腔内的水是否排净,最后排出的水应呈微小液滴状,每分钟的滴数越少越好。排出的水若呈线状,说明阀门出现内漏。若内漏量大,可微量调节阀门开度,旋转微小的角度(约5°之内),观察内漏量是否减小,选取阀门开状态内漏最小量的阀门开度,记录内漏量(以滴/min为计量单位),并调整阀门执行器开限位螺栓并固定。关闭排污口,并经现场监理确认严密性。有些阀门无法检测其开启状态的内漏量,例如,部分GROVE球阀,在阀球上开有平衡孔,阀门在开启状态时,平衡孔一端与管道内腔相通,另一端与阀门的阀腔导通,所以阀腔内的介质排不净,此类阀门只能测量关闭状态下的内漏。

(8)球阀(闸阀)开启状态内漏量测试完毕后,先关闭闸阀,然后再关闭球阀(因有压差,所以阀门扭距稍大),此时系统内的压力会逐渐降低至4~1.5MPa。在关阀过程中,阀腔进水会吸收部分压力,有时管道压力已低于1.5MPa或无压,此时应及时向管道系统内补压。

(9)确认管道压力符合排污要求后,再打开球阀(闸阀)排污口,排污、泄压,并观察阀腔内水的泄漏量,方法同步骤(7)。

(10)将阀门重新置于全开位置,排空管道内的介质,结束试压。

此外,在秋季水压测试时,试压用水的温度应高于冰冻点,以防止结冰。

七、阀门试运行前检查

(1)试运行前,阀门应补充注入润滑脂,注入量为规定用量的四分之一。

(2)巡查并确保所有阀门符合运行规范。

(3)检查阀门限位,确认阀门球体的正确位置。

(4)检查阀腔内的积水是否排净,避免在结冻期冻伤阀体。

(5)管道带压压力高于1MPa时,应进行阀门排污,检测阀门的运行情况,若有泄漏,立即进行修复。

(6)做好工作记录,并在阀门上悬挂“已维护”标识牌。

(7)检查并关闭阀门排污口,恢复阀门施工前的开关位置,例如,将手动手轮上锁,清除残余的油脂,检查有无外漏情况。

(8)清理阀门预维护调试作业的用料、工具及施工现场。记录并归纳阀门预维护期间出现的问题、处理方式及建议事项,并备份存档。

八、结束语

在阀门维护过程中,应注意以下事项。

(1)检查施工现场并观察风向,必须先征得现场负责人的同意。操作中严禁使用蛮力,拆装注脂接头要特别小心,严禁人员正对接头。排污操作前,要注意观察周围情况,严禁操作人员正对排污口。管道带压作业时,应避免明火,确保上风的位置无火源。在登高保养作业时,要设置牢固的可操作工作平台,操作员要系安全带。在充满危险物品的环境中工作时,要先停、后看、再听,随时监测现场可能的危险。

(2)在管道试压及置换过程中,阀门两侧的管道及阀腔皆带压,要明确管道内输送的介质,即使在低压状态下,排压不当也能造成致命的伤害。未经授权,不可转动带压阀门或拆卸阀门的任何配件。

(3)每次现场作业前,使用阀门记录表对阀门的信息进行记录和核对;阶段工作结束后,将标识卡挂在阀门上。

(4)各站场阀室分包商先按设计要求的压力值和稳压时间进行试压,然后再进行阀门压力测试。

管道投产后,每年必须对调节阀进行一次全面维护保养作业,调节阀至少应在每年开关一次,对于有内漏的阀门应先进行清洗,再进行润滑;如果仍然泄漏,必须进行补加密封脂处理;这样才能确保调节阀的正常运行。