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摘要：随着我国经济发展水平的不断提高，石油化工生产不断深入，而石化生产涉及到的装置及工艺较多，需要用到各种危险的化学原料，其安全问题一直备受关注。石化装置中，阀门是重要部件，也是非常重要的石化炼油装置组成构件，对装置安全性有着重要影响，一旦出现泄漏将影响到生产的持续稳定进行，更对人员安全造成威胁。为此，本文主要分析石油化工装置阀门密封原理，分析阀门泄漏原因，提出几点预防阀门泄漏的对策，以为相关部门提供一些建议。
关键词：石油化工；装置阀门；密封原理；原因；对策
阀门作为装置最为重要的单件，主要作用是对管路、装置进行保护，同时控制流体流量，其安全性对整体装置运行稳定及安全有着重要影响。鉴于石化生产中很多产品具有毒性、强腐蚀性、易燃易爆性等，如果阀门密封出现问题，将非常容易使产品发生泄漏,引发安全事故。为此，需要进一步对石油化工装置阀门泄漏原因进行分析，并提出有效的解决对策。
1.石油化工装置阀门密封原理
1.1内密封
在装置中，与启闭元件相接触的部位就是阀门的内密封，该部位受介质腐蚀或者残留产品介质腐蚀较多，同时，当启闭元件运行过程中会与之发生磨损，久而久之就会发生泄漏问题。内密封主要目的是将管道中石化产品介质流动阻断，从而有效控制渗透泄漏问题。依据密封面决定内密封样式，主要分为球面、锥面及平面三种类型。
其中，与相关元件接触面积较小的是锥面密封（详见图1），其密封效果较为显著，可以有效预防泄漏问题发生。但不足是会磨损阀座部位，需要重点对阀座特殊处理，从而将使用硬度及寿命提高。图1中，C图显示了锥面密封的效果，而b则在针形阀门中较为适用，a适用于常规密封阀门。
图1 阀门锥面密封
1.2外密封
阀门的连接处与石化装置阀门相接触的密封形式就是外密封，除了这种接触形式的密封以外，还分为填料函与阀杆间密封。在连接处实现密封其工作主要在阀盖处进行，同时需要将适宜的温度与压力要求满足；外密封可以对元件简单拆卸，不会对元件造成损害，但是需要控制好对金属材料的损耗；同时，对于介质冲刷要有一定承受力。阀杆密封填料分为软填料与成型填料，密封形式分为三种结构，分别为外部、内部与双向压紧软填料。橡胶及塑料是密封面常用材料，同时还包括了耐磨性及耐腐蚀性良好的轴承合金，这种材料制作的密封面具有非常好的耐腐蚀性，强度更高。
2.石化工装置阀门泄漏原因
内部及外部泄漏是石化装置阀门泄漏的主要类型。其中，最为严重的是外部泄漏，非常容易与石化产品接触，从而引发爆炸或者燃烧事故，且容易扩散，对周围环境造成较大危害。
2.1阀门外部泄漏原因
阀门各部位的密封处是最容易发生泄漏的地方，阀体出现泄漏，表现为阀体部位渗漏，引发的大面积泄漏问题较少；阀杆处泄漏表现为阀门下落时与接触面间留有较大空隙，容易使阀杆被卡造成阀门难以关闭，因此引起的泄漏容易使石化产品大量流失，通常会对外部环境造成污染；阀体连接处泄漏，主要因为密封构件规格、尺寸大小不适宜造成的，材料质量问题、构件与管道不匹配等均是泄漏的原因；填料函泄漏，主要包括填料压盖不牢固，容易出现松动或者脱落；不严密的密封填料；老化填料；阀门表面磨损的影响等；阀盖部泄漏，静密封结构是阀盖部主要密封结构，多采用螺纹连接密封，但是在设计尺寸、类型、材质上出现偏差或者法兰密封面加工质量问题等均会引发泄漏。
2.2阀门内部泄漏原因
内部泄漏主要是指阀门内部构件出现问题引发的泄漏，阀门设计不合理或者与实际不相符等均会造成介质泄漏；此外，阀门制作工艺粗糙，容易使后期使用上出现变形，在严密性上未达到规范标准等，与阀门间留有较大空隙，这些均会引发泄漏问题；阀门制作完成以后，运输过程中如果不加以保护，容易受挤压或者碰撞出现损伤，或者在安装过程中出现密封不良的问题，具体表现为阀门与接触面之间有固体成分堵塞其中，从而造成阀门关闭不严，引发泄漏。
3.石油化工装置阀门泄漏解决对策
3.1对阀门性能优化
石油化工装置阀门发生泄漏很大一部分原因是型号选择、材料选用及设计方面不合理，为此需要不断提升并优化阀门性能。首先，在阀门形式选择上需要结合实际生产要求及规范，尽量使选用的阀门类型满足实际生产要求。石化企业不仅生产液体介质，气态产品也会生产，从管道流通层面考虑，如果选择符合液态介质要求的阀门，比如平面行或者针形会降低阻断效果，从而将防泄漏效果降低；在气态介质流通管道中，阻断效果会显著提升的是球形阀门，因为该阀门有着良好的气密性，启闭速度也快。其次，在设计制作上要控制好质量，确保各个部件、部件间连接等都能满足标准，材料选用上也同样如此，尽量选用质量有保障的材料，多开展材料性能试验，需要考虑到石化生产环境的温度、湿度、腐蚀性及压力等，选用的材料要具备一定的耐腐蚀性且强度要达标。这样才能使阀门的性能不断增强，将使用要求满足。
3.2阀杆防泄漏措施
阀杆防泄漏重点在于选择阀杆材料方面，通过优化选择材料将磨损减少，从而减少泄漏问题。可以从防腐蚀层面选择材料，不同介质使用不同材质制作的阀杆，然后对阀杆表面进行热处理，也可以在表面镀金处理，这样一来就能够将阀杆耐磨性提高，控制成本预算。
3.3阀盖连接防泄漏措施
密封构件的尺寸或者型号不符是造成阀盖连接部位泄漏的主要原因。为此，需要规范使用垫片、螺栓等部件。在选用上需要结合实际要求，注意把握好尺寸与类型，确保阀盖连接的密封性良好，在密封面处理上，确保其表面平整性是重点，避免出现划痕或者局部缺损问题，可以有效预防密封面出现介质泄漏问题。此外，在增强密封性能方面，对软填材质选用严格控制，确保连接处的密封性符合规范标准。
3.4填料函防泄漏措施
首先，优化设计阀门盘根压盖，如果应用的是分体式的压盖，会使填料函压圈自动保持对中，确保压盖及压圈产生的压力能够均匀分布在填料盘根处，进而将填料密封性能增强。此外，可以选用弹性密封结构（详见图2）。该结构样式能够对热变形补偿，并对阀瓣热变形技术充分利用，继而提升密封效果，舌形阀瓣结构产生的弹性可以有效预防泄漏。此外，使用V型球阀，让球阀与阀杆采用普通连接方法，可以提高承载力，有效对液体进行调节，保持较好的性能。
图2 弹性密封面密封结构设计
结束语
总之，石油化工装置阀门发生泄漏的原因有很多，对生产稳定、持续开展造成了严重影响，更危害到外界环境，威胁到人员安全。为此，要想有效预防泄漏问题发生就需要对各种泄漏原因深入分析，依据具体原因采用相对应的解决对策，科学合理选择阀门形式、规范合理使用材料、优化设计、提升关键部位性能从而将阀门装置整体密封性提高，将泄漏事故几率降低，保证生产的安全、持续、可靠。
参考文献
[1]纪晓山.石油化工装置阀门密封原理及泄漏处理[J].化工设计通讯,2017,43(03):67+73.
[2]臧炎飞.石油化工装置界区阀门布置及其平台设置[J].广东化工,2016,43(14):199-200.
论文作者:王新刚
论文发表刊物:《基层建设》2018年第2期
论文发表时间:2018/5/18
标签：阀门论文; 装置论文; 填料论文; 石油化工论文; 介质论文; 原因论文; 材料论文; 《基层建设》2018年第2期论文;