油田公司天然气站先导式安全阀故障分析.pdf

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第8期
油田公司天然气站先导式安全阀故障分析
潘多艳
(克拉玛依市科比技术有限责任公司,新疆克拉玛依834003)
[摘要]天然气井口节流后管线上的A46F-160型先导式安全阀经多次检修,未解决频繁启跳和泄漏问题。本文经过分析
找出了安全阀主阀密封面频繁腐蚀损坏的原因,制定了检修方策,为使用单位解决了这一问题。
关键词]天然气站;先导式安全阀;腐蚀泄漏;分析
先导式安全阀是一种结构新颖的安全阀。
主要用于石油天然气、化工、电力、治金和城市
燃气等领域,是受压设备和容器及管路上的最佳
超压保护装置。其主要优点是将弹簧直接作用改
为导阀间接作用,提高了动作的灵敏度,且主阀
采用套筒活塞式,双重密封阀座结构,动作精度
高、重复性好、回座快、不泄漏、能带高背压排
放、工作稳定可靠,还可在线调校,反复启跳排
放后,仍然能自动回座,关闭严密,操作维护方
便。依据有关标准规定,天然气井口节流后管线
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上装设的安全阀,用以保护输送管线安全运行。
1A46F-160型先导式安全阀结构原理和功能
1.1先导式安全阀结构
先导式安全阀基本结构由三部分组成:
(1)主阀一主要由阀体、活塞式阀瓣、导向
套(既起导向套作用,又相当于气缸)。
图2先导式安全阀部剖面图
(2)导阀(或称副阀)一是一个直接载荷式1.2先导式安全阀工作原理
安全阀,起驱动和控制先导阀动作的作用。
先导式安全阀处于正常工作状态时,主阀和
(3)浮动阀
导阀都保持密封状态,此时导阀的进口腔室,主
堵一安置在主阀进
阀活塞式阀瓣的上腔和主阀进口都具有同样的介
口通向主阀活塞式
质压力。此时浮动堵阀处于悬浮状态。当先导式
阀瓣和导阀进口腔
安全阀主阀进口压力升高到要求的开启(整定)
的通道节点上。先
压力值时,导阀开启。导阀开启后瞬间,主阀活
导安全阀正常工作
塞式阀瓣上腔的介质通过导阀很快泄出,几乎同
时,呈悬浮状态,
时,浮动堵阀靠向一边进行密封。浮动堵阀密封
旦导阀开启,堵
后,将主阀进口通向主阀活塞式阀瓣上腔的流道
阀迅即靠向一边进
封死,但主阀进口和导阀进口腔室仍旧连通。因
行密封。
此,主阀阀瓣迅速升起,达到全开,先导式安全
作者简介:潘多艳(1981-),女,新疆沙湾人,大学本科,
助理工程师。新疆克拉玛依市科比技术有限责任公司安全评价中
图1A46F-160型先导式安全阀
心安全评人员。
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石油和化工设备
78-■安全密封
2012年第15卷
阀处于排放状态。
2安全阀损坏状况
由于先导式安全阀的导阀是一个直接载荷式
油田公司采气一厂天然气处理站天然气井口
安全阀,所以它的开启动作特点基本与弹簧直接节流管线上的A46F-160先导式安全阀频繁启跳,
载荷式安全阀相同。
发生泄漏,为此进行了三次维修并更换密封。
当先导式安全阀进口压力下降到标准规定的
在将A46F-160型先导式安全阀解体后,目视
回座压力值时,导阀阀瓣回座,导阀回复到密封检查发现安全阀主阀阀座密封面(聚四氟乙烯材
状态。此时浮动堵阀迅即回到悬浮状态。而主阀料)腐蚀严重,成蜂窝状(见图3、图4)。同时
进口介质压力迅速进入主阀活塞式阀瓣的上腔。检查了安全阀的主阀其他部件及导阀,均未发现
由于主活塞式阀瓣的活塞有效面积大于主阀阀瓣腐蚀。先导式安全阀主阀阀座密封面严重腐蚀,
密封面中径的面积,因此主阀迅速关闭。此时先致使主阀密封不严,无法正常运行,安全阀失
导式安全阀回复到正常工作状态
效
腐蚀坑
蚀坑
图3损坏的密封面(尼龙)
图4密封面(聚四氟乙烯)呈蜂窝状腐蚀坑
经查询,A46F-160型先导式安全阀装设在天称为安全阀的“频跳”。安全阀机械特性要求
然气井井口节流后的输送管线上,开启(整定)
安全阀在整个动作过程中达到规定的开启高度
压力值为11.0MPa,常温下使用。查阅相关资料及时,不允许出现卡阻、震颤和频跳现象。发生频
根据有关分析得知,该安全阀座密封面频繁腐蚀跳现象对安全阀的密封极为不利,极易造成密封
有以下几方面原因
面的泄漏。分析原因,主要与安全阀回座压力高
(1)设备正常工作压力与安全阀开启压力过有关,回座压力较高时,容器内过剩的介质排放
于接近,导致密封面比压力过低,安全阀频繁开量较少,安全阀已经回座了,当运行人员调整不
启,介质流冲刷密封面,形成腐蚀
当,容器内压力又会很快升起来,又造成安全阀
(2)设备长时间超压操作,安全阀开启时间
动作,这种情况可通过开大节流阀的开度予以消
过长,密封面被介质流冲刷腐蚀。
除。节流阀开大后,通往主安全阀活塞室内的汽
(3)在设备正常工作压力下,阀瓣与阀座密
源减少,推动活塞向下运动的力较小,主安全阀
封面处发生超过允许程度的滲漏,安全阀的泄漏
动作的机率较小,从而避免了主安全阀连续启
引起介质损失,另外,介质的不断泄漏使密封材
动
料遭到破坏。
(5)高温造成。由于安全阀安装在天然气输
(4)安全阀频跳。安全阀回座后,待压力
送管线上,暴露于戈壁滩,新疆戈壁滩夏季高温
稍一升高,安全阀又将开启,反复几次出现,
可达到60℃以上。使用于高温介质或安装在高温
环境中的安全阀,在阀座或阀芯密封面堆焊层周