Anytork Controls Co.,Ltd.

天然气长距离输送压力管线阀门的故障与维护探析

2025-02-28 08:54:57

引言
近些年，我国的经济持续较快发展，工业实体经济的高度发展带来能源需求量的不断增加。天然气是推进能源转型、保障能源安全的关键能源之一，目前主要通过长距离管道输送实现天然气能源的高效利用。天然气长距离输送管道中的阀门是重要的管道设施，具有防止气体泄漏、气体掺混等作用。因此，对管道中的阀门进行及时保养与定期维护是保证天然气长输管道安全稳定工作的重要前提。阀门最核心的功能是根据需要改变天然气介质的输送方向，通过有针对性地控制完成天然气介质的运输、阻隔、接通等功能。定期对阀门进行保养可以提高阀门的安全系数，降低阀门失效的风险，可以使阀门保持正常的作用与功效。
目前，天然气能源主要采用长输压力管道进行运输。长距离输送压力管线也逐渐成为天然气能源重要的输送方式，主要通过对管内的流体进行增压处理，使流体在管道内部流动，进而实现对流体的输送作用。天然气长输压力管道的正常运行必须配合阀门进行，阀门的作用可以控制天然气长输压力管道内部的流量、流速以及压力值等，管道阀门的结构稳定性对天然气长输压力管线的平稳运行起到重要的作用。天然气长输压力管道中的阀门结构复杂多变，导致阀门在最初组装以及后续与管道相连接的过程中容易出现泄漏的情况。同时，能够适配天然气长输压力管道的阀门种类众多，通常要依据特定的工作条件需求对特定阀门进行选择，如果选择不合理将会很大程度影响天然气长输压力管道的平稳运行。在对天然气长输压力管道进行定期检修时，要重点完成对阀门的检修，对阀门进行仔细的检查，这样才可以保证天然气压力管网的正常高效运行。
1、管道阀门在运行中的影响因素
在实际生产过程中，天然气携带的杂质较多，主要包括泥土颗粒、泥沙尘土，甚至还会出现建造施工废料。这些杂质都不是天然气产出过程中形成的，而是在建造生产施工过程中产生的。这些杂质会影响管道阀门的安全性。此外，环境因素也会很大程度上对阀门造成一定的危害，比如环境中温度较高或是湿度较大等，都会加快阀门的腐蚀速度，引起阀门结构破坏与功能失效。
2、管道阀门维护的重要意义
阀门在天然气管网系统中具有至关重要的作用，一旦出现故障，可能给整个天然气输送管网带来巨大的经济损失。作为能源输送的主要设备，长距离输送管道事关经济健康稳定发展，其安全性至关重要。因此，为了确保天然气管道的安全稳定运行，管道阀门的安全性至关重要，对天然气管道的阀门要进行及时的检修与维护，对阀门的安全性要给予足够的重视，对各种潜在的故障或失效行为做到提前预判。
3、管道阀门的故障原因
3.1 阀门质量不满足标准
因阀门本身的质量问题造成阀门失效的情况最为常见。随着我国石油天然气工业的快速发展，长距离输送管道的市场份额大幅增加，天然气长输压力管道的建设量也明显增加。为了降低产品成本，有的零部件制造商逐渐对产品的质量要求降低。基于不同的功能要求，天然气长输压力管道的阀门可以分成众多种类，在生产过程中需要对每一种阀门的质量进行严格把控，这在很大程度上增加了阀门的生产成本。所以，为了降低生产成本提高利润，有的阀门生产企业开始逐渐忽视质量的要求标准，这就导致一些质量较差的阀门应用在天然气长输压力管道的实际建设当中。质量相对不合格的管道阀门在工作过程中不会出现立即损坏的情况，但随着使用时间的增加，天然气长输压力管道各个工况的改变以及管道内部流质的腐蚀作用都会快速引起阀门的失效，造成阀门泄漏、损坏等事故的发生。
3.2 阀门安装不规范
天然气长输压力管道的阀门安装要按照行业标准进行，具有较高的技术性，需要专门的技术人员进行操作。然而，阀门在实际安装过程中，往往出现由于一些技术人员水平较低或工作不认真造成的安装问题。由于天然气长输管道建设长度较长，不同管段间所采用的阀门型号不同，如果技术人员出现疏忽情况易将阀门选错，造成阀门失效情况的发生。并且，天然气长输压力管道的阀门长时间受到周围环境因素的作用影响，当环境中的温度或湿度发生明显改变时，天然气管道的输送压力也会相应地产生一定的改变，这就会给管道的正常运行带来一定的安全问题。在天然气管道的阀门安装过程中，要根据不同的工况需求选择不同型号的阀门，最大限度地降低阀门安装对其功能的影响。
3 .3 长输压力管道阀门操作方法不规范
由于技术维修人员的操作失误很容易造成天然气长输压力管道阀门出现故障，这是造成阀门故障的主要因素之一。操作人员在日常生产过程中要频繁地对阀门进行操控调节，如果没有按照标准的操作规范进行操作，易导致阀门失效。例如，由于操作失误会引起阀门关闭无法密封、操作步骤顺序错误等，引起天然气长输压力管道内部的输送压力出现异常改变，对整个天然气长输压力管网系统的安全稳定性带来巨大的风险，严重情况时会造成重大的安全事故。同时，在日常的操作中，应及时检查阀门的工作状态，定期进行巡检，发现阀门潜在的安全问题并及时解决。
3.4 天然气管道阀门未按时维护
为了确保天然气管道的安全稳定运行，各个部位的阀门应定期进行检查与维护，只有及时发现阀门的故障才能排除安全隐患。天然气长输压力管道阀门的检测方法较多：第一种是采用测试设备检测天然气长输压力管道中的压力值；第二种是通过设备测试管道阀门的缺陷。目前，天然气长输压力管道的阀门需要定期进行清理维护，特别是管道长时间承受环境中油污的影响，大量的油污会堆积在阀门周围，造成阀门无法正常开启。此时，若维修人员未按时维修，造成阀门失效，易引发事故。
4 管道阀门故障的处理措施
4.1 提高管道阀门的质量
天然气管道在建设之初需要对各个部件进行选择，此时需要严格参照国家标准进行，尤其是阀门的选型更要参照相关的标准规范。首先，要对供货商进行严格把关，拒绝提供“三无”产品，并要与供货商签订采购合同，合同中要对产品的质量提出明确的要求。同时，对质量责任也要明确规定，一旦发生质量问题，可以对供货商进行追责。其次，对采购的阀门产品要进行检测，明确强度、疲劳寿命、极限压力等各项指标是否达到生产要求。
4.2 规范天然气压力管道阀门安装流程
天然气管道阀门的安装同样要按照国家的标准进行。进行阀门安装的技术人员要具备较高的技术水平与安全意识，并严格按照操作规范进行阀门的安装。技术人员在进行阀门安装之前，要根据施工图纸检查不同阀门的型号是否正确，避免错误安装。同时也要充分考虑环境因素的影响，确定安装的方式方法，避免安装过程受到环境因素的影响。当环境温度较高时，要对阀门进行降温处理，降低内部压力，防止阀门损坏；当温度较低时，要对阀门进行增温处理，预防阀门结冰；环境湿度较高时，要及时防止阀门生锈的发生。对阀门的安装要充分考虑环境适用性，将环境因素降至最低。
4.3 依据标准开展天然气长输压力管道的阀门操作
长输天然气管道中的阀门操作具有严格标准规范，技术人员在进行天然气阀门操作时要完全依照标准规范进行。要定期对技术操作人员进行系统的操作规范培训，使每名操作人员都具备规范操作技能和较强的安全意识。在进行阀门操作过程中，必须遵守安全操作步骤，不可违反操作规程进行作业；在完成阀门作业后，要按时进行阀门检测，确保阀门处在正常工作状态，如有问题要及时提出，并尽快处理解决问题。
4.4 及时进行天然气压力管道阀门检修工作
加强对天然气长输压力管道阀门的定期检修能够确保管道安全稳定运行，同时延长阀门的运行寿命，减少阀门的维修成本。应安排专门检修人员定期对阀门的运行状态、压力状态以及功能完整性进行检测，对阀门周围环境中的杂质与油污进行专门清理。利用合适的阀门缺陷测试技术，对阀门的运行状态和内部损伤问题进行细致的检测，并利用高精度控制系统对压力管道的运行状态进行实时监测，这样可以实时获取管道信息，分析对天然气长输压力管道阀门的影响。
4 .5 设置安全防护装置
天然气长输管道在发生泄漏事故时，会造成严重的经济损失。为了将事故风险降至最低，要对阀门装置进行安全防护。同时，在天然气长输管道阀门周围还要设置防火装置，一旦发生火灾，技术操作人员要及时按照防火操作流程对现场进行处理，避免重大事故的发生。
5 天然气长输管道阀门保养措施
5.1 采用合格的阀门原材料
长输天然气管道需要长期在复杂的环境中运行，非常容易受到环境因素的影响出现腐蚀的破坏。由于行业内许多材质的阀门均具有防腐的特性，要根据实际管道的运行环境进行针对性选择。同时，在所选的材料符合行业标准的基础上，要兼顾价格指标。
5.2 阀门旋转部件维护
完成阀门材料选择之后就需要进行安装操作。阀门在操作过程中要不断运动，技术人员对管道进行控制时也要不断转动阀门，这些操作都会使阀门的旋转部件产生摩擦，长期处于摩擦状态的阀门会受到不同程度的磨损，存在失效的风险。因此，需要定期对阀门旋转位置进行维护检修，一般采用浇注润滑油的方式减小旋转位置的摩擦程度。润滑油具有一定的流动性，在使用过程中会逐渐损失，并且环境因素也会造成润滑油逐渐减少。一旦润滑油用量较少时，阀门旋转位置就会出现磨损的现象，所以对长期受到旋转磨损的位置要定期注入润滑油。
5.3 对阀门注脂时的保养
对天然气长输压力管道进行注脂操作，也是很好解决阀门损坏的方法，但是对注脂量的控制尤为重要。目前，技术人员采用注脂工具与阀门相连接的方式给阀门进行注脂，但是这种方法存在两个问题：第一，注脂工具操作不当就会引起注脂量不足，进而导致阀门的磨损；第二是如果注脂量较高，阀门得不到有效的利用，就会造成油脂的浪费。因此，为了避免以上问题的出现，要根据阀门的使用要求准确评估油脂的使用量，并且要充分考虑管道输送条件给油脂使用带来的影响。
5.4 对阀门进行加注的维护
在阀门加注过程中，也要提升维护力度，才能保证加注的有效性。在生产过程中，为了提高阀门的持续弹性，要对阀门进行加注处理，并完成静态测试，在保证静态没有泄漏的条件下出厂。在管道安装过程中，要对阀门进行加固处理，但加固量不可过度，一旦加固过度就会造成加注液的流失。

引用于化工管理（期刊）2025年2月第06 期作者：孙丽、陈立龙