摘要：采油站投产初期，在现场进行吹扫试压过程中，多次对阀门开关后发现，阀门关闭后，对下游管线放空后，压力无法泄放到0Mpa，多次测试分析，阀门存在内漏、外漏现象。针对阀门内、外泄漏现象提出了四种改造方案。将阀杆处lip seal（PTFE+镍基弹簧）密封圈换成抗硫O型密封圈；在中腔部位多增加一道抗硫O型密封圈；将下游阀座部位lip seal密封圈改成抗硫O型密封圈；阀球与阀座密封面进行超级化学镀ENP。
关键词：阀门；密封；填料
1概述
采油站阀门种类繁多，有闸阀、球阀、截止阀、止回阀、安全阀等十余种，其中顶装式球阀使用较广泛。自投产以来，球阀出现过外漏和内漏问题。其中，外漏会导致气体检测仪报警，内漏会使得在进行批处理时介质通过阀门进入收球筒区，在打开收球筒盲板时出现爆鸣现象。针对球阀在生产过程中出现的泄漏问题进行了密封结构改造。
2顶装球阀常见问题分析
2.1在投产初期阀门内漏分析
采油站投产初期，在现场进行吹扫试压过程中，多次对阀门开关后发现，阀门关闭后，对下游管线放空后，压力无法泄放到0Mpa，多次测试分析，阀门存在内漏现象。
2.1.1阀门拆解后分析
对存在内漏的阀门进行了解体，解体后在阀腔内发现有金属颗粒、硬物及充满泥沙的粘稠液附在球体和阀座上，部分阀门球体和阀座上仅有微小划痕，这些杂质混在介质中不可避免地进入到唇式密封圈的密封区域，随着长时间的高速气流吹扫，造成唇式密封圈被刮伤，同时由于对零件的表面粗糙度要求很高（要求Ra0.2），任何细小的划痕都会导致密封泄漏。
2.1.2顶装球阀密封结构失效原因分析
吹扫试压时，对阀门进行开关操作，导致介质进入阀座密封处，导致阀座处的唇式密封圈密封失效。
唇式密封要求较硬，要求的过流介质较洁净，阀门厂家在选择使用在采油站的阀门密封形式错误。
2.2使用过程中出现问题分析
随着生产时间的延长，部分球阀出现了开关十分困难现象，经过分析，判断一是减速机构处存在问题，二是阀门内部密封及弹簧处存在问题。
2.2.1判断减速机构存在问题所做工作
打开部分球阀减速箱后，发现传动机构轴承出现了断裂情况，且传动机构都存在积水现象，更换轴承后，球阀开关灵活。分析传动机构出现积水现象的主要原因为压盖密封性不好，雨水进入到内部，造成黄油变质，最终导致轴承生锈，在多次的开关后产生断裂。
2.2.2阀门内部密封及弹簧处存在问题所做工作
在经过检查减速机构无问题后，分析内部球阀的结构及阀门使用环境。分析得出：一是由于多次的批处理造成阀腔内沉积有杂质造成阀门开关困难，二是阀门本体密封结构处设计不合理，在开关多次后使得阀门开关困难。已经将减速箱处密封胶改换为青稞纸，增加密封性。
3问题解决措施及改进方法
3.1 Lip seal性能（唇式密封）
3.1.1唇式密封是一种单向作用，截面形状为U形。唇式密封圈密封面硬度为65邵氏D。
3.1.2唇式密封圈配对材料的粗糙度要求较高，Ra0.2才能密封。
3.1.3 唇式密封圈较硬，抗颗粒介质较差
3.2抗硫O型圈性能
3.2.1 O型圈的硬度为90邵氏A（等于42邵氏D），
3.2.2 O型圈对配对材料的粗糙度要求低，粗糙度Ra1.6就可以密封
3.2.3 O型圈软，抗颗粒介质强，即使有微小颗粒介质嵌入也能被O型圈包容而密封。
综合分析抗硫O型圈性能应用在采油站阀门密封时，密封性能强于唇式密封。遂采用抗硫O型圈代替原阀门唇式密封。
3.3中腔密封结构改进
在阀体中腔部位增加一道密封，当lip seal失效时由于颗粒进入失效时还有一道O型圈+一道石墨密封，可以大大降低外漏风险。
3.4阀座部位改进
改进前上游阀座与下游阀座均为lip seal密封形式：
理想情况下：当介质从上游流向下游时：上游lip seal阀座密封，下游lip seal阀座第二道备用密封；当介质从下游反向流向上游时：下游lip seal阀座密封。
存在杂质情况下：由于lip seal对密封面的要求高，要求粗糙度在Ra0.2条件下才能密封，如果有颗粒介质进入密封区域，容易造成lip seal失效。当lip seal失效时阀门泄漏。
改进后上游阀座为lip seal密封形式，下游阀座为O型圈密封：
理想情况下：当介质从上游流向下游时，上游lip seal阀座密封，下游O型圈第二道备用密封；当介质从下游反向流向上游时，下游O型圈密封。
存在杂质情况下：当介质从上游流向下游时，如果上游lip seal失效时，阀门还可以利用下游的O型圈密封；b）当介质从下游流向上游是lip seal，下游O型圈密封，提高了密封的可靠性。
3.5阀杆填料部位改进
使用抗硫O型圈代替原阀门唇式密封。
3.6阀门内腔过流表面防腐处理
对阀体表面密封面进行超级化学镀ENP，提高阀门耐腐蚀性，延长使用寿命。
4改进后阀门应用情况及效果
5台改造后的阀门在3号采油站、4号采油站得以应用，在近一年的使用过程中均未观察到明显内漏，极大的提高了现场使用的安全性。
综合分析，针对顶装式球阀的阀杆、阀盖及阀腔密封的内、外泄漏现象做出的四种改造方案，经过专家论证及现场实际使用情况，效果良好。
参考文献：
[1] 陆培文等编.阀门选用手册.北京：中国标准出版社，2001
[2] 陆培文主编.国内外阀门新结果.北京 中国标准出版社，1997
作者简介：
张锡浦，男，1978年出生，河南范县人，高级采油工，目前在中原油田采油三厂从事石油及天然气开采方向的研究工作。
论文作者:张锡浦
论文发表刊物:《基层建设》2019年第23期
论文发表时间:2019/11/8
标签：阀门论文; 下游论文; 密封圈论文; 球阀论文; 介质论文; 阀座论文; 流向论文; 《基层建设》2019年第23期论文;