閥門常見泄漏原因主有以下幾點:
一、閥門的泄漏
某罐區(qū)輕烴(液化氣)爆燃著火事故,事故的原因是裂解碳四儲罐閥門處突然發(fā)生泄漏,爆炸現(xiàn)場可燃氣體濃度達到極限,當班操作人員進行緊急處理過程中發(fā)生爆炸,造成多人遇難和受傷。本次事故是閥門的泄漏事故。對于泄漏的原因分析,主要包括內漏、外漏、操作原因等。
1. 內漏
外面看不到,介質也不會跑出來,標準規(guī)范是允許的,根據不同的閥門的結構而定,就是“閥門泄漏標準”了。泄漏標準分7級,泄漏等級越高越不漏。7級就是理論上的零泄漏了,如球閥、三偏心蝶閥、單座閥等。如果工作場合是高溫高壓,防爆要求高,且經過的介質是有毒、揮發(fā)性強的氣體,那么對閥門的精密性要求越高。內漏跟閥體結構、制造精密度有關,在一定范圍內允許。
2. 外漏
是能看到的漏,是不允許的泄漏,例如:閥桿填料問題,松動了、被腐蝕了,或者是閥體有破裂等原因。外漏跟閥桿、填料、閥體有關。泄漏的原因主要包括:
①. 閥體和閥蓋的泄漏
鑄鐵件鑄造質量不高,閥體和閥蓋體上有砂眼、松散組織、夾渣等缺陷;天冷凍裂;焊接不良,存在著夾渣、未焊透、應力裂紋等缺陷;鑄鐵閥門被重物撞擊后損壞。
②. 填料處的泄漏
填料選用不對,不耐介質的腐蝕,不耐高壓或真空、高溫或低溫;填料安裝不對,存在著以小代大、螺旋盤繞接頭不良、上緊下松等缺陷;填料超過使用期,已老化,喪失彈性;閥桿精度不高,有彎曲、腐蝕、磨損等缺陷;填料圈數不足,壓蓋未壓緊;壓蓋、螺栓和其他部件損壞,使壓蓋無法壓緊;操作不當,用力過猛等;壓蓋歪斜,壓蓋與閥桿間空隙過小或過大,致使閥桿磨損,填料損壞。
③. 密封面的泄漏
密封面研磨不平,不能形成密合線;閥桿與關閉件的連接處頂心懸空、不正或磨損;閥桿彎曲或裝配不正,使關閉件歪斜或不逢中;密封面材質量選用不當或沒有按工況條件選用閥。
④. 密封圈連接處的泄漏
密封圈碾壓不嚴;密封圈與本體焊接,堆焊質量差;密封圈連接螺紋、螺釘、壓圈松動;密封圈連接而被腐蝕。
⑤. 關閉件脫落產生泄漏
操作不良,使關閉件卡死或超過上死點,連接處損壞斷裂;關閉件連接不牢固,松勁而脫落;選用連接件材質不對,經不起介質的腐蝕和機械的磨損。
3. 對于操作的原因分析
①. 由于閥門內存在沙石等異物,造成閥門關閉時,關閉不到位,工作人員采取蠻力,并使用輔助工具強行關閉閥門,造成閥門銅套受到硬物擠壓,銅套斷裂。
②. 操作人員不清楚閥門結構,在開關閥門過程中經常認為力量不夠、閥門太沉等因素,致使閥門開關不到位,進而使用管鉗等加力輔助設施,開關閥門。
③. 工程施工過程中,管線吹掃質量不合格,管線內依然存在雜質等異物。
4. 對于操作錯誤的防范措施:
①. 開關閥門時,應平穩(wěn)操作,遇阻塞物無法關閉時,可開關二至三次,直至阻塞物被沖刷掉,方可關閉到位;
②. 加強員工對閥門內部構造及閥門操作保養(yǎng)相關知識的培訓,杜絕類似人為事件的發(fā)生;
③. 施工過程中,加強監(jiān)管,嚴格落實每一道程序,杜絕安全隱患。
泄漏等級和密封實驗的關系,在GB/T 13927中密封的泄漏等級分為A、AA、B、C、CC、D、E、EE、F和G級。SH/T 3521《石油化工儀表工程施工技術規(guī)程》中也有泄漏量分級的規(guī)定。這些等級與ISO 5208一致,API598和API6D也有一致的泄漏等級。
普通氣體流體,使用軟密封,可以達到A或者AA等級。采用金屬密封,對應D等級,特殊設計C等級也可以達到。易燃氣體的閥門需零泄漏,如果是電動、氣動還得防爆。A是零泄漏,但實際上會有一點點泄漏,AA就是為了“一點點”而設置的對照等級。ISO標準的允許泄漏量,和口徑成正比。
二、液氨管道閥門事故分析
某液氨球罐,輸送液氨的進口管道中安全閥的下部截止閥發(fā)生破裂,管道內液氨向外泄漏,造成中毒事故。事故發(fā)生時,截止閥底部發(fā)生破裂,底部一塊圓形閥體外殼破裂飛出,液氨大量泄漏。公司生產操作記錄,該管道實際運行壓力為2.2MPa,沒有發(fā)現(xiàn)有超壓情況的證據。
事故分析:
①. 事故直接原因
截止閥存在原始缺陷,在應力作用下,材料沒有韌性,裂紋擴展,在達到臨界尺寸時,裂紋貫穿,液氨泄漏,由于液氨汽化吸收熱量,造成截止閥溫度降低,導致閥體在低溫下發(fā)生低應力脆性斷裂,液氨大量泄漏。
②. 設計錯誤
按照GB/T 12233《通用閥門鐵制截止閥與升降式止回閥》的規(guī)定,對閥體材料為灰鑄鐵的鐵制截止閥的可用壓力登記,標準推薦最高選用到1.6MPa,而事故截止閥的公稱壓力卻為2.5MPa,公稱通徑為80mm。對于公稱壓力為2.5MPa,公稱通徑為80mm的鐵制截止閥,標準規(guī)定閥體材料應選用球墨鑄鐵或鑄鋼。
對于公稱壓力為2.5MPa,公稱直徑為80mm的球墨鑄鐵截止閥和鑄鋼截止閥,GB/T12233《通用閥門鐵制截止閥與升降式止回閥》規(guī)定閥體最小壁厚分別為10mm和9.9mm,而事故截止閥的閥體最小壁厚僅為8.8mm,明顯偏薄。
③. 制造違反標準,產品質量低劣
該截止閥制造單位違反標準,制造超過標準推薦范圍之外的Pg25,Dg80的灰鑄鐵截止閥。按照灰鑄鐵最低牌號HT100的要求,事故截止閥存在碳含量超標、抗拉強度低于標準規(guī)定值、閥體實際最小壁厚小于標準規(guī)定最小壁厚、閥體壁厚不均勻等質量問題。