石油化工装置阀门密封原理及泄漏原因

摘要：阀门是石油化工装置中不可或缺的组成部分，其密封性能的好坏对装置的安全性具有直接性的影响，一旦出现泄露现象，就会产生不可估量的严重后果。本文以石化装置阀门的密封性为出发点， 从维修人员角度来分析阀门产生泄露的原因，并提出了防止阀门泄漏的相关对策。

关键词：石油化工装置;阀门;密封;泄露

阀门是石化管道系统中必不可少的控制元件，也是保护管道，实现装置安全有效运行的重要管路元件。 它主要用于打开或关闭管道并调节石油管道中的流体流量。 在石化生产中，出现的各种介质大都是腐蚀性强、有毒、易燃或易爆的物体。在其产品生产过程中，如果装置阀门出现泄露现象，轻者会造成原材料、能量和产品的浪费，严重会造成环境污染，甚至引发严重的安全事故。因此，在石油化工企业生产过程中，加强对装置阀门泄露问题的研究很有必要。以下就石油化工装置中引起阀门泄漏的原因以及防止和消除泄漏的对策、方法做重点探讨。

1阀门的密封性

阀门的密封性通常指的是阀门各个密封部位组织介质泄漏的能力，密封性能的好坏是评价阀门质量的一个重要的技术性能指标。它通常包含内密封和外密封两个方面。内密封是指其与启闭元件接触的部位，内密封的重要性在于切断管道中石化产品介质的流动，確保其不会超标准的渗透泄漏。相比内密封而言，外密封的涵盖范围较广，既包括石化装置阀门和阀盖初的密封，同时还有阀杆的位置与填料函之间的密封。在石化装置阀门的密封性能中，外密封具有最为重要的地位，如果外密封没有密封好，一旦泄漏，会造成极为严重的影响。

2石油化工装置阀门的泄露原因分析

石化装置中的阀门的泄漏，主要分为两个方面，一个是外部泄露，一个是内部泄露。

2.1阀门外部泄漏的原因

石油化工装置阀门的外漏一般是指阀杆泄漏和阀体连接部位泄漏以及填料函泄漏。其中阀杆泄漏的主要原因是由于阀杆设计或者选材不当，导致在生产过程中阀杆出现被卡死现象，以致于阀门无法正常关闭或关闭不严实，最终导致介质发生泄漏。当然谈到阀杆连接处的泄漏原因，无外乎密封构建自身尺寸或类型不达标，还有就是制作密封面的材料质量较差等都会导致阀体连接处出现附加载荷过大等情况，进而导致连接部位出现泄漏问题。至于填料处泄漏，则是由于填料压盖松动、密封填料不严密、阀杆磨损等原因，便会导致介质在密封填料处泄漏。

2.2阀门内部泄露的原因

关于阀门的内漏，主要原因有以下几个方面：首当其冲的就是阀门自身的设计和构造出现问题。在石化装置中，一些阀门的设计并不能满足生产的实际要求，因此，在具体的生产过程中难免会产生介质渗漏的现象;其次，阀门自身的质量不达标，加之阀门的制造工艺也会存在一定问题，那么在生产过程中很容易就会出现一些变形现象，使阀门内部构件间的间隙增大，阀门的严密性大大降低，石化产品就会沿着间隙渗漏出来;再者，阀门的运输过程中很难避免碰撞现象的发生，或者在具体的安装和使用过程中，操作不当也会造成密封不严的问题，进而导致渗漏现象的发生。最后，石化产品也会造成阀门的泄露。因为石化产品，尤其是一些初级的产品，内含许多固体杂质成分，如果处理不当，就会堵塞在阀门和接触面之间，使阀门无法关闭严实，进而导致泄露现象的发生。

3石油化工装置阀门泄漏造成的损失

从以上可以看出，造成石油化工装置阀门泄露的原因是多方面的，若是以上情况引起泄露，不仅会造成经济损失，还会对环境造成污染。不过经济损失和环境污染程度是又因介质的特性不同会有所不同。

如果是气态介质，很容易在空气中扩散，其污染半径会更大。如果是液体介质会通过渗透污染地面，也可能通过明沟或暗沟流入洪水排放渠道，污染河流，湖泊和其他环境。 统计数据显示，工业装置中约有20%的阀门存在泄漏问题，造成的直接经济损失约占总损失的5%。 例如，在一个石油化工企业中，以一套5000kt / a常减压装置为例，通常具有约5000个阀门，其中 20%的阀门泄漏造成的经济损失和环境污染不容小觑。 那么如果我们放大到整个石化行业来看，损失情况就更加严重了。

4减少阀门泄漏的相关对策

4.1 对于阀杆泄漏应对措施

石油化工企业的日常生产活动相对其他企业而言具有一定的特殊性，因此，所选用的阀杆材料需要具备良好的耐腐蚀性和强度以及韧性等。此外，在具体的应用过程中，还要采取一定的措施不断强化阀杆表面，从而增强阀杆表面的耐磨损以及耐腐蚀性能。为了保证阀门的密封性，减少生产过程中泄漏事故的出现，需要合理选择使用的阀杆材料。

4.2对于阀体连接处泄漏应对措施

在石油化工企业的生产实践中，阀体连接处泄漏现象的发生较为普遍，因此要采取相应措施进行合理密封。在具体的应用过程中，当然可以根据渗漏的情况，选择合适的垫片进行密封，比较常用的垫片主要有凹凸式平垫片或者榫槽式平垫片。

此外，近年来，在一些企业的生产活动中普遍采用了“O”形密封圈密封技术。此技术的应用，可以获得理想的径向挤压变形。这样，即使不轴向加载也可以达到理想的密封效果。另外，在生产过程中，一些低压小通径的阀门泄露，为了减小阀体重量和结构尺寸，可以采用内螺纹连接。对于阀体连接处的泄露，使用平垫片或“O”形密封圈进行密封，密封效果会非常明显。

4.3对于填料函泄漏应对措施

如果阀门填料函密封不佳的话，出现泄露也不可避免。要想确保达到理想的密封效果，就需要对压盖螺栓进行定期检查，经常拧紧，尤其是要及时对填料进行更换。另外，选择对不同的填料密封以及填料密封进行组合应用，这样既能提高阀门使用的可靠性，也能获得良好的密封效果，阀门的使用寿命也会大大增强。

4.4对于阀门内漏的应对措施

阀门的内漏，一般都是因为阀门的设计和制造工艺不佳所导致的。因此，要做好阀门的优化选型，在进行阀门形式选择的时候，要注意结合企业日常生产的实际需求以及工艺条件的要求等，进行全面优化考虑。对于阀门的选用，首先要 满足有关工艺要求、设计规范;其次，还要结合企业自身生产实际情况，使其尽可能与操作条件相匹配，最大限度地满足生产实际的使用要求。此外，还要考虑企业的生产实际环境，对阀门所使用的制造材料进行针对性选择，如石油化工装置的阀门，应该选择耐腐蚀、耐高温的材料。当然，还需要结合工作点的工艺需求，合理选用阀芯和阀体的材料。

参考文献：

[1]张智.浅析石油化工装置阀门密封原理及泄漏原因[J].广东化工，2015（12）.

[2]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（3）.

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