秦遠(yuǎn)中

摘要 ：閥門(mén)是石油化工裝置中主要的泄漏源之一。閥門(mén)密封性能是衡量閥門(mén)質(zhì)量?jī)?yōu)劣的一個(gè)重要指標(biāo)。閥門(mén)的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)閥門(mén)密封等級(jí)及泄漏量有明確的規(guī)定，工程設(shè)計(jì)中應(yīng)充分考慮閥門(mén)的使用工況，力求選用的閥門(mén)密封等級(jí)滿足安全、合理和經(jīng)濟(jì)的原則。

關(guān)鍵詞 ：閥門(mén) 密封等級(jí) 泄漏量 標(biāo)準(zhǔn)

閥門(mén)是石油化工裝置管道系統(tǒng)中的重要組成部件，其種類(lèi)多、數(shù)量大，是裝置中主要泄漏源之一，因此對(duì)閥門(mén)的泄漏要求至關(guān)重要。閥門(mén)密封性能是指閥門(mén)各密封部位阻止介質(zhì)泄漏的能力。閥門(mén)的主要密封部位有：?jiǎn)㈤]件與閥座間的吻合面、填料與閥桿和填料函的配合、閥體與閥蓋的連接處。對(duì)于高溫高壓、易燃易爆、有毒或腐蝕性的介質(zhì)，閥門(mén)的外漏根本是不允許的，因其所造成的后果比內(nèi)漏更為嚴(yán)重，因此閥門(mén)必須具有可靠的密封性能，滿足其使用工況對(duì)泄漏量的要求。

1. 我國(guó)閥門(mén)密封等級(jí)分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)和等級(jí)選用概述

目前我國(guó)比較常用的閥門(mén)密封等級(jí)分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)主要有以下兩種。一是中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)閥門(mén)密封等級(jí)的分類(lèi)。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 13927——2008《工業(yè)閥門(mén)壓力試驗(yàn)》對(duì)閥門(mén)密封等級(jí)及泄漏量做出規(guī)定。二是中國(guó)機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)閥門(mén)密封等級(jí)的分類(lèi)。依據(jù)機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB/T 9092——1999《閥門(mén)的檢驗(yàn)與試驗(yàn)》對(duì)閥門(mén)密封等級(jí)及泄漏量做出規(guī)定。

1.1 2009年7月1日實(shí)施的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T13927——2008《工業(yè)閥門(mén)壓力試驗(yàn)》是參照歐洲標(biāo)準(zhǔn)ISO 5208——2008制訂的。適用于工業(yè)用金屬閥門(mén)，包括閘閥、截止閥、止回閥、旋塞閥、球閥、蝶閥的檢驗(yàn)和壓力試驗(yàn)。密封試驗(yàn)的分級(jí)和最大允許泄漏量與ISO 5208——2008的規(guī)定相同。該標(biāo)準(zhǔn)是對(duì)GB/T13927—1992《通用閥門(mén)壓力試驗(yàn)》的修訂，與GB/T13927——1992相比，新增了AA、CC、E、EE、F和G六個(gè)等級(jí)。新版標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定“泄漏等級(jí)的選擇應(yīng)是相關(guān)閥門(mén)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定或訂貨合同中要求嚴(yán)格的一個(gè)。若產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)或訂貨合同中沒(méi)有特別規(guī)定時(shí)，非金屬?gòu)椥悦芊忾y門(mén)按A級(jí)要求，金屬密封副閥門(mén)按D級(jí)要求?！蓖ǔ級(jí)適用于一般的閥門(mén)，比較關(guān)鍵的閥門(mén)宜選用D級(jí)以上泄漏等級(jí)。

1.2 機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB/T 9092——1999《閥門(mén)的檢驗(yàn)和試驗(yàn)》是對(duì)ZB J16006——90的修訂。密封試驗(yàn)的最大允許泄漏量是參照美國(guó)石油協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)API598——1996制訂的。適用于石油工業(yè)用閥門(mén)，包括金屬密封副、彈性密封副和非金屬密封副（如陶瓷）的閘閥、截止閥、旋塞閥、球閥、止回閥和蝶閥的檢驗(yàn)和壓力試驗(yàn)。目前GB/T 9092——1999正在修訂中。

1.3 工程設(shè)計(jì)中應(yīng)注意：國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T19672——2005《管線閥門(mén)技術(shù)條件》是參照歐洲標(biāo)準(zhǔn)ISO 14313--1999和美國(guó)石油協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)API 6D——2002制訂的。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 20173——2006《石油天然氣工業(yè)管道輸送系統(tǒng)管道閥門(mén)》是參照歐洲標(biāo)準(zhǔn)ISO 14313——1999制訂的。GB/T19672——2005和GB/T 20173——2006這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)閥門(mén)泄漏量的接收準(zhǔn)則均同ISO 5208 A級(jí)和D級(jí)要求。因此，工程設(shè)計(jì)中有高于其標(biāo)準(zhǔn)的泄漏量要求時(shí)，應(yīng)在訂貨合同中給出。

2. 低泄漏閥門(mén)密封的等級(jí)選用及其注意事項(xiàng)

2.1 波紋管密封閥門(mén)的等級(jí)選用。波紋管密封閥門(mén)是低泄漏閥門(mén)中的一種。以往對(duì)閥門(mén)外泄漏等級(jí)有特殊要求的工況一般選用波紋管密封閥門(mén)，但由于波紋管密封閥門(mén)加工難度大、技術(shù)要求高，其波紋管材料還不能完全實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，成本過(guò)高，從而制約其在石化行業(yè)中大量推廣使用。目前，隨著人們的安全、環(huán)保意識(shí)地不斷增強(qiáng)，與國(guó)外技術(shù)合作的增多，以及國(guó)內(nèi)閥門(mén)制造廠自身技術(shù)力量不斷加強(qiáng)，國(guó)內(nèi)技術(shù)人員對(duì)于低泄漏閥門(mén)的認(rèn)識(shí)也不斷提高，使其應(yīng)用范圍在不斷地?cái)U(kuò)大。對(duì)石化企業(yè)中易燃易爆、有毒介質(zhì)選用的閥門(mén)如果能滿足低泄漏標(biāo)準(zhǔn)，這無(wú)疑將大大降低裝置中有毒、可燃易爆介質(zhì)的排放量，避免因閥門(mén)外漏引發(fā)火災(zāi)、爆炸、中毒等危害生命安全的事故發(fā)生。滿足ISO15848、SHELL MESC SPE 77/31標(biāo)準(zhǔn)的低泄漏閥門(mén)與波紋管閥門(mén)相比，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工制造容易，其成本與通用閥門(mén)相比約高10%至20%。根據(jù)前面對(duì)這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)密封等級(jí)的分析比較來(lái)看，緊密等級(jí)B級(jí)閥門(mén)的泄漏量一般就能滿足某些特殊工況的低泄漏要求，加工精度要求比較容易達(dá)到，制造成本增加不多，其可以代替一部分波紋管閥門(mén)的使用。目前，低泄漏閥門(mén)對(duì)于硫化氫含量高的油氣田凈化系統(tǒng)更具有實(shí)際意義。因?yàn)榱蚧瘹涫且环N劇毒、可燃?xì)怏w，比空氣重，能在低洼地區(qū)聚集，吸入一定濃度的硫化氫會(huì)傷害身體，甚至導(dǎo)致死亡，因此對(duì)這類(lèi)天然氣凈化設(shè)施的泄漏要求更加嚴(yán)格。

2.2 允許泄漏量相關(guān)注意事項(xiàng)。當(dāng)選取密封等級(jí)和規(guī)定的允許泄漏量時(shí)應(yīng)注意，在高壓閥門(mén)中密封面間介質(zhì)的泄漏會(huì)引起表面侵蝕。若是有腐蝕性介質(zhì)產(chǎn)生滲漏，在滲漏處的金屬會(huì)被腐蝕，隨著滲漏縫隙的增大，滲漏量也會(huì)很快的增加，以至使閥門(mén)報(bào)廢。因此，對(duì)于高壓或腐蝕性介質(zhì)工況工作的閥門(mén)，在保證密封性方面應(yīng)提出較高的要求。在輸送易燃易爆和有毒介質(zhì)的管道中，閥門(mén)密封面間介質(zhì)的泄漏可能會(huì)造成人身危害、經(jīng)濟(jì)損失甚至產(chǎn)生事故等。因此，對(duì)于輸送易燃易爆和有毒介質(zhì)的閥門(mén)，應(yīng)按介質(zhì)的危險(xiǎn)級(jí)別合理地提出對(duì)密封性的要求。任何的密封有時(shí)允許有微量的泄漏，如果此泄漏量不起實(shí)際作用時(shí)，則可認(rèn)為是密封的。閥門(mén)制造的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)通常規(guī)定，金屬對(duì)金屬密封，在關(guān)閉狀態(tài)下進(jìn)行密封性能試驗(yàn)時(shí)，允許有一定的泄漏量。

2.3 閥門(mén)的密封性能的保證。為了保證閥門(mén)高的密封性能，必須特別認(rèn)真地研磨密封面，增加密封面上的比壓，但要小于密封面材料的許用比壓，同時(shí)要提高結(jié)構(gòu)的剛度。有些工況完全允許介質(zhì)有微量泄漏，因這種泄漏量不足以影響閥門(mén)的使用。相反，提高這些閥門(mén)的密封性能會(huì)使制造工藝復(fù)雜化，提高成本，造成不必要的浪費(fèi)。閥門(mén)本身的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及制造加工對(duì)其外泄漏影響最為明顯，低泄漏閥門(mén)對(duì)于閥門(mén)的閥體、閥桿和填料函等關(guān)鍵部件的設(shè)計(jì)制造加工要求更為嚴(yán)格：一是閥體和閥蓋的質(zhì)量，特別是在鍛造或鑄造時(shí)應(yīng)避免其產(chǎn)生折疊、夾渣、氣孔、組織疏散、隱裂紋等缺陷和成分不均；二是閥桿和閥體連接處零件等的加工質(zhì)量，特別是閥桿和填料函的粗糙度、閥桿的直線度、閥蓋填料函孔的垂直度和加工的精度；三是閥門(mén)填料函的結(jié)構(gòu)選擇，由于閥桿處的密封為動(dòng)密封，閥桿在轉(zhuǎn)動(dòng)或滑動(dòng)過(guò)程中填料容易磨損，需選用特制的低泄漏填料密封及填料密封組合，并嚴(yán)格控制填料與閥桿的間隙，填料與填料箱的間隙。

綜上所述，閥門(mén)類(lèi)型的選用除了滿足工藝條件和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范外，還應(yīng)充分考慮各種使用工況，工程設(shè)計(jì)中應(yīng)力求選用的閥門(mén)密封等級(jí)滿足安全、合理和經(jīng)濟(jì)的原則。

參考文獻(xiàn)：

[1] 鄂向輝.淺析管道系統(tǒng)閥門(mén)分類(lèi)及選用[J].玻璃.2010（03）.

[2] 張玉樹(shù)，潘建武，曹佳，余文艷，劉鋒.閥門(mén)耐火試驗(yàn)方法研究[J].石油機(jī)械.2010（04）.

[3] 張喜軍，王朝富，李樹(shù)勛.國(guó)內(nèi)外閥門(mén)鎖發(fā)展現(xiàn)狀與展望[J].企業(yè)科技與發(fā)展.2010（10）.