阀门内漏原因分析及预防

阀门内漏原因分析及预防

1 阀门密封概述

1.1阀门是在流体系统中用来控制流体方向、压力、流量的装置。阀门的作用是使管道或设备内的介质流动或停止并能控制其流量。阀门的密封性能是指阀门各密封部位阻止介质泄漏的能力，是阀门最重要的技术性能指标之一。阀门的密封部位主要有三处：启闭件与阀座两密封面间接触处；填料与阀杆和填料函结合处；阀体中法兰连接处。

1.2硬密封与软密封的区别

1.2.1密封材料的区别：

软密封是指用软质材料：如：1）橡胶（丁睛橡胶，氟橡胶等）；2）塑料（聚四氟乙烯，尼龙等）。

硬密封材料：1）铜合金（用于低压阀门）；2）铬不锈钢（用于普通高中压阀门）；3）司太立合金、硬质合金（用于高温高压阀门及强腐蚀、耐磨阀门）；4）镍基合金（用于腐蚀性介质）等。

1.2.2软密封和硬密封的优缺点：

软密封优点：密封性能好，可以做到“零泄漏”，并且阀座的维护更换方便。阀门扭矩小，可节约执行器的成本。制造成本低，加工便宜，供货周期短。一般用于比较干净、粘度小的液态和气体。缺点是：不耐高温，不耐磨，使用寿命短。

硬密封优点：阀芯阀座可做很多种组合，表面喷涂工艺的应用让阀门在耐磨、耐高温、耐腐蚀工况都有很好的应用，使用寿命长。缺点：密封性能不及软密封，制造成本高，阀门扭矩较大。

2 阀门泄漏分类

阀门泄漏主要分为内漏和外漏两类。启闭件与阀座两密封面间接触处泄漏为内漏，即当阀门处于关闭状态时管路中仍有介质流通，它影响阀门阻断介质的能力。填料与阀杆和填料函结合处、阀体中法兰连接处泄漏为外泄漏，即介质从阀内泄漏到阀外。外漏造成输送介质的损失，污染环境，严重时还会造成事故，对于易燃、易爆、有毒介质外漏更不允许。因此，阀门必须有可靠地密封性能。

公司的工程业务多与天然气相关，根据《石油化工管道设计器材选用规范》SH/T3059-2012的规定，“用于工艺物料、极度危害介质、高度危害介质、可燃介质管道的软质密封球阀、旋塞阀、蝶阀、及其他类似结构的特种阀门，应有防火和防静电结构”，因此设计选型基本都为硬密封阀门。阀门的性能指标要求不能存在泄漏，但在实际使用中硬密封阀门在线泄漏的几率很高，主要表现为内漏。

3 阀门内漏原因分析

3.1阀门自身缺陷

3.1.1阀门的阀座、球体、阀瓣制造精度不够

硬密封是靠精密的加工精度和配合精度，以及一定的压紧力来实现的，只要两者中有一个出现问题，都会导致密封失效。阀门组件制造加工精度不够或未达到设计要求，主要表现为阀座、球体、阀瓣等表面坑洼不平，使得阀门控制件（球体、阀瓣）和密封件无法紧密结合，产生泄漏。密封件硬度不够、安装精度问题或无法施加有效的压紧力，也会导致阀门的内漏。

3.1.2阀门装配不合格

阀门装配未完全按技术要求进行，出厂前压力和泄漏量试验未达到国家规范要求，形成阀门投入使用即内漏。

现DN200以下阀门多为手动开启，阀座和球体的装配过盈、过隙控制不合理也会出现内漏问题。由于硬密封球阀钢球和阀座间挤压力更大，在球阀进行启闭转换时，金属钢球和金属阀座之间产生滑动摩擦，过盈量越大摩擦力越大，可能会出现阀门无法完全关闭或拉伤密封面（在密封面产生划痕）。截止阀的阀瓣与阀座平行度达不到设计要求，阀瓣与阀座无法完全贴合，形成阀门内漏。

3.2 阀门施工安装

3.2.1阀门进场时两端都为封闭状态，现场完成进场检验、阀门试验后不再恢复密封，硬质杂质进入阀门，阀门在启闭过程中杂质在密封面上造成划痕，导致阀门密封不严，此种情况对软密封阀门的密封性能影响更大。

3.2.2阀门在施工运输过程中受到外力冲击，造成阀杆弯曲、阀体损伤、密封件松动，也是阀门内漏原因之一。

3.2.3管道内硬质杂质较多，吹扫清洗不干净，造成密封面的划伤，也会导

致阀门内漏。

3.2.4焊接连接的截止阀拆除阀杆、阀瓣后未妥善保管，造成阀瓣密封面损坏或阀杆的轻微变形，也会出现内漏现象。

3.2.5阀门的安装方向错误引起内漏。有些阀门有水平或垂直安装的要求，安装时方向应正确，否则会发生内漏；例如活动阀瓣截止阀，垂直安装就容易发生内漏。

3.3软密封阀门内漏

3.3.1软密封阀门的密封材料多为聚四氟，硬度较小。管线中杂质沾到球体、阀座、阀瓣上等密封面上，阀门启闭过程中杂质划伤密封面或镶嵌到密封面上，造成阀门内漏。有注脂口的阀门一般通过清洗、注脂后能修复轻微内漏，较严重的内漏需要厂家进行维修；截止阀的内漏一般将密封垫换个面使用可解决，严重的更换密封垫即可。

3.3.2注脂阀门流道堵塞，润滑脂或密封脂注入后进入阀腔。此种情况需要通过注脂口注入清洗液清理注脂通道后，再注入润滑脂或密封脂。

3.3.3润滑脂注入量不足，注脂方法不正确，注脂型号选用错误，密封面因缺少润滑而加快磨损，导致内漏。应定期按阀门保养手册或厂家要求选用正确的润滑脂或密封脂给阀门做维护保养，而且对于经常不动的阀门应定期开关活动，防止阀芯与阀座锈蚀粘连。

3.3.4阀门的仓储环境或安装环境较差，造成阀座锈死，内部弹簧不起作用，致使阀座和球面不能贴合，引起内漏。此种情况只有通过更换阀座或厂家维修才能解决。

3.3.5阀门执行机构限位误差导致阀门关不到位致使内漏。通过阀位观察孔检查是否全关到位或手动打开执行机构上端的机械指示盖，当阀门关闭时，看轴键是否和管线垂直，如果不垂直，有偏差，可能是限位误差。此时就需要调整执行机构上的阀位调节螺栓。

3.3.6软密封阀门的内漏也不能排除阀门自身的原因，如阀瓣与阀座不平行、阀座坑洼不平等均会造成阀门内漏。

4 阀门外漏

阀门外漏多为阀杆螺母处、填料压盖处、阀体法兰连接处或阀体上有沙眼，多与阀门制造、装配有关，前三种情况一般拧紧阀杆螺母、填料压盖螺栓、法兰连接螺栓便可解决，处理过后依然外漏只能进行更换处理。阀体有沙眼必须进行更换处理。

5阀门内漏的危害性

阀门外漏的监测技术和手段比较成熟，人们对阀门外漏的重视程度也较高，能够及时发现并处理外漏问题。而在用阀门的内漏由于缺少有效的检测手段，无法及时发现，容易发生安全生产事故。

5.1阀门的内漏尚缺乏必要的检测手段，大多数靠操作者的经验和感官发现，增加了安全生产的不可控性。

5.2阀门的内漏将对工艺操作和检修设备及干线连头作业造成很大风险。

5.3阀门的内漏会对工艺运行和调整造成影响。

5.4阀门的内漏会造成管线试压无法顺利进行。

6 阀门内漏应对措施

综上所述，产生阀门泄漏的原因较多，要想使硬密封阀门能够少出故障，保持较长寿命，需要把握以下几个方面：

6.1设计、选型要结合实际工况，选择合适的材料、结构，细化对阀门参数的要求。

6.2在提交材料计划时备注阀门的工况条件、工艺介质、安装方向，便于采购符合介质要求的阀门。

6.3对厂家严格要求，筛选口碑好的厂家，采购合格的阀门。

6.4阀门进场及时验收，严格质量检查；进场后采取有效措施确保阀门两端密封良好，法兰密封面保护到位。

6.5阀门进场后及时做阀门试验，阀门试验严格按规范要求执行，试验不合格的阀门及时通知厂家更换，避免责任不清。

6.6阀门试压完毕应及时采用气体吹干内部水分，并将两端封闭。已安装的管线端部应做封闭保护，避免水汽、灰尘等杂质的进入。

6.7切实加强管道预制、安装过程的管理。管道预制、安装前要先对管道内部进行清理，清除管道内杂质；施工过程中，严禁将工具及杂物放到管道中，必须采用氩弧焊打底焊接，需要在管道上开孔的，应在安装前完成，且优先采用机械开孔；施工后，管线清洗、吹扫应彻底，不留死角。

其中安装过程中的清洁控制和安装后的吹扫质量最重要。从以往的案例来看，有些管道中出现了手套、焊条、焊丝、钢锯条、砂轮片等等不应该出现的杂物，在吹扫环节，设计的吹扫程序不合理、吹扫方式不对、吹扫压力不够、吹扫次数少、吹扫质量失控等。

6.8阀门组件拆除后应妥善保管，避免丢失、损伤；组装时按拆除前顺序、方位进行组装。

6.9阀门出现内漏、关闭不到位情况时及时通知厂家，按厂家要求操作或等待厂家维修人员到现场解决。

6.10阀门按保养手册或厂家要求定期进行维护保养。

7总结

阀门是工艺管线上控制介质流通的关键部件，其内漏问题普遍存在，很难根治。造成阀门内漏主要有供货商和施工两方面的问题，因此应严格控制采购质量，加强对供应商的管理；加强施工管理，严格执行工序检查，尽量减少阀门内漏的发生。