高级孔板阀内漏原因分析和对流量测量的影响

高级孔板阀内漏原因分析和对

流量测量的影响计量监督维护管理站陈源涛要：目前，输气管理处范围内70%的计量点，贸易结算计量器具主要都选用高级孔板阀（以下简称高阀），但在使用过程中，高阀内漏现象非常普遍，目前在国内范围，使用高阀的计量点，内漏现象也是相当普遍，设备生产厂家对此也没有很好的彻底解决方法。因此如何正确、安全地使用、维护这些高阀，就成了安全和计量管理工作中不得不面对的一个棘手问题，关键词：高级孔板阀内漏滑阀平衡阀阀座实流标定一、高阀目前使用现状目前我处在用高阀217台，其中微漏72台，严重内漏16台，内漏发生比例高达41%。如果高阀严重内漏可能会导致放空阀不能及时、完全的将上阀腔残留天然气排放，若强行拆卸压板，有可能导致压板下方压板垫飞出伤人。此外，对于含硫量较高气质，如果高阀内漏较为严重，现场清洗孔板过程中上阀腔一直处于放空状态，甚至有可能造成操作人员硫化氢中毒等严重伤害。现场生产过程中已出现过个别大口径高阀计量点因内漏严重而在短期时间内停止开展例行的节流装置清洗操作及孔板核查工作的案例，虽然规避了安全风险，但由此伴随而来的则是较大的计量风险。

高阀内漏程度评定评定标准表现不漏关闭滑阀及平衡阀后，两分钟内将上阀腔的气体完全放空，放空阀处无天然气溢出微漏关闭滑阀及平衡阀后，两分钟内能将上打开压板阀腔的气体基本放空后，能感觉上阀腔轻微气体溢出声响，能闻到天然气味道严重内漏关闭滑阀及平衡阀后，两分钟内不能将打开压板上阀腔的气体基本放空，或者基本排尽后，上阀腔上阀腔的气体并在关闭放空阀、平衡阀有大量气体和滑阀后，五分钟内上、下阀腔的压力窜出，并伴就基本达到一致随较大声响

二、高阀内漏原因分析为了找到引起高阀内漏的根本原因，我们对现场故障高阀进行了拆谢和维修，原因分析。1、现场测试、维修情况如下：座变形平衡阀本体损坏平衡阀阀芯磨损平衡阀本体损坏平衡阀阀芯磨损计量高阀型号/生产厂投运时间内漏现场故障整改点家情况处理原因建议情况分析纳溪DN300/class3002001.8严重拆谢滑阀现已站J-5(DANIEL)内漏高阀，座变更换大甲进行形，导滑阀

醇几何致滑座，目尺寸阀与、/、—刖运测量滑阀行情座密况良封不好严纳溪GKFm-632008.10微漏对滑滑阀更换站J-7DN300(成都阀进有滑滑阀5719)行现痕，导场研致与磨，注滑阀脂处座密理封不严弥驼DN150/class2008.9严重泄漏平衡更换站蜀300(DANIEL)内漏检杳阀泄平衡南倒露阀输榕山KGKF200-4(输严重拆谢滑阀更换站川气工程公司）内漏高阀，座变滑阀、天化进行形，同滑阀几何时，滑座

尺寸测量阀也存在较大滑痕，导致两者密封不严，GKF150-4.0（输气工程公司）2003.2微漏泄漏检杳、及测量平衡阀泄露更换平衡阀南充站巴中进气GKFm-40（成都5719）2008.8微漏泄漏检杳、及测量平衡阀泄露更换平衡阀忠县站KGKFM-64（成都5719）2001.5微漏泄漏检杳、及测量平衡阀泄露更换高阀巴中微漏泄漏平衡更换站检杳、及测量阀泄露平衡阀经过对7个计量点8台内漏高阀的现场设备故障分析和维修，基本可以推断出：滑阀与阀座密封面泄漏，以及平衡阀泄漏是导致高阀内漏的两个重要原因，并且到目前为止，未发现其它原因导致高阀内漏情况发生。2、滑阀与阀座密封面泄漏，以及平衡阀泄漏原因分析2．1、滑阀与阀座密封面泄漏原因分析：滑阀与阀座属于金属面密封，如果遇到现场操作不当情况发生，比如滑阀未全开就进行孔板导板放入时引起的内部金属部件碰撞等，造成了金属面密封面的损伤甚至阀座变形发生；此外，生产现场中密封面密封脂结块或被吹失、夹渣导致滑阀溜板平面磨损、划伤等都能引起滑阀与阀座密封面泄漏，也是一个重要因素。2．2、平衡阀泄漏原因分析：平衡阀也属于金属面密封，发生泄漏主要是由于气质原因导致高阀下腔杂质较多，打开平衡针阀后杂质经平衡阀串入上阀腔并在阀针与阀体密封面处堆积、沉淀，操作平衡针阀过程中，在操作人员外力作用下，坚硬杂质对密封面造成损伤，从而导致平衡阀泄露。2．3、滑阀、阀座和平衡阀等内部活动部件材质问题。经过大量调查，目前这些易损部件大都选用不锈钢系列材质（如316、318和410不锈钢），不同之处在于表面处理环节有所差异，但所有类型

产品均出现过不同程度的损坏现象，个别计量点新投入使用不到1年便出现损坏，因此，针对天然气计量这一特殊的工况环境，内部部件材质选择和表面处理等关键问题，设备生产厂家应该加大投入人力、物力进行研究。另外，在阀体内部的设计上，个别厂家产品滑阀厚度设计过厚，同时弹簧预紧力不足，可能造成滑阀与阀座之间密封效果不佳，也能引起滑阀微漏。三、高阀内漏对流量测量的影响由于现场生产中，高阀内漏情况较为普遍，这是否会对现场计量准确度造成影响，目前国内外对这一问题的研究都涉及较少，因此有必要开展内漏对流量测量影响程度的评价。我们选用了一台国内普遍使用型号的咼阀(DN100、PN40)作为现场实验用咼阀。大量气泡，气流向大量气泡，气流向外泄露3．1对核查咼阀进行正常运行情况下实流检定，测试数据如下：误差(%)测孔板P绝孔板喷嘴标方孔板标方流量误差理论流出计算流出误差(%)试(KPa)DP(KPa)流量流量(%)系数系数编编M3/h）（M3/h）号1942.873759.0345417.925400.9482942.126758.96765413.335395.8833941.596958.9395409.9925393.1384941.146858.92165407.9465391.1045940.952858.91565407.1045390.3336941.003858.9235407.4245390.8827950.71232.47244071.6084061.3148950.68832.46714070.6694060.9379950.630132.4534069.6334059.94710950.438432.44054068.4784058.75611950.041532.42474066.9894056.91212949.68432.41214065.5314055.35213946.097511.15262396.6172391.73114945.904311.15722397.1932391.96115945.979411.15972397.6982392.31316946.019411.1612398.0232392.49417946.038411.16182398.162392.59718945.965611.16012398.0992392.31819935.67466.31111797.8971792.27420935.03846.30431796.5241790.689-0.314240.6033240.60522-0.31326-0.323340.6033240.605275-0.3223-0.312520.6033250.60521-0.31155-0.31240.6033250.605209-0.31142-0.311130.6033250.605202-0.31016-0.306850.6033250.605176-0.30591-0.253460.6034290.604959-0.25282-0.239640.6034290.604875-0.23907-0.238580.6034290.604869-0.23801-0.239530.603430.604875-0.23896-0.24840.603430.604929-0.24779-0.251020.603430.604945-0.25039-0.204290.6036960.604929-0.20387-0.218740.6036960.605016-0.21826-0.225080.6036960.605055-0.22458-0.231080.6036960.605091-0.23054-0.23250.6036960.605099-0.23196-0.241650.6036960.605155-0.24107-0.313730.6038930.605787-0.31275-0.325860.6038930.605861-0.324821934.31416.29851795.0081789.163-0.326690.6038940.605867-0.3256222933.4596.29011793.4281787.143-0.35170.6038950.606019-0.3504623932.23856.28261791.1471784.897-0.35020.6038960.606011-0.3489824931.23896.2791789.3031783.415-0.330180.6038960.60589-0.32909由测试数据可知：按照实流流出系数检定方法，高阀流出系数最大误差为-0.35046%，最大流量误差为-0.3517%，如果按1%的准确度检定而言，该高阀测量准确度较高，具备下一步实验条件。3．2对实验高阀采取措施，使其内漏。在保证实验安全的前提下，为充分得出现场实验数据，我们采取了模拟现场生产极端状况，即高阀内漏情况较为严重，并且在高阀上方压板处出现明显外漏的生产状况，进行实流检定，数据如下：测喷嘴标方孔板标方试孔板P绝孔板流量流量流量误差理论流出计算流出误差（%）编(KPa)DP(KPa)(%)系数系数（M3/h）（M3/h）号1930.176458.24035338.9425322.952-0.30040.6051420.603329-0.29952930.018458.23895338.2475321.898-0.30720.6051830.603329-0.306263929.718858.21515336.6295319.864-0.315150.6052310.60333-0.314164929.370758.19825334.7795318.082-0.313970.6052240.60333-0.312995928.999958.18775333.7095316.539-0.322960.6052780.60333-0.321926928.666758.17955332.6095315.217-0.32720.6053040.60333-0.326147951.067432.55854072.6944062.713-0.245670.6049120.60343-0.245078950.952632.56714073.7224062.966-0.264730.6050270.60343-0.264049951.100332.56914074.7024063.407-0.277950.6051070.60343-0.2771810951.416432.57444075.624064.429-0.275330.6050910.60343-0.2745710951.416432.57444075.624064.429-0.275330.6050910.60343-0.2745711951.686332.58094076.4914065.424-0.272240.6050720.60343-0.271512951.950832.58494077.3584066.256-0.273020.6050770.60343-0.2722813944.899611.18512396.0882391.572-0.188820.6048370.603697-0.1884614945.267111.18872397.1632392.426-0.197980.6048920.603697-0.1975915945.707711.19362398.3262393.509-0.201220.6049110.603696-0.2008116946.115811.19882399.4852394.582-0.204760.6049320.603696-0.2043417946.486211.20312400.6112395.508-0.2130.6049820.603696-0.2125418946.993411.20812401.6912396.688-0.208760.6049560.603696-0.2083319935.47946.35321798.8221796.756-0.115010.6045860.603892-0.1148820935.78756.35491799.6451797.295-0.130750.6046810.603891-0.1305821936.07076.35651800.3711797.796-0.143210.6047560.603891-0.1430122936.50276.35821801.0451798.462-0.143650.6047580.603891-0.1434523936.84546.35961801.6641799-0.14810.6047850.603891-0.1478824937.22446.35971802.1721799.39-0.154640.6048240.60389-0.15443．3实验结论由试验数据可以看出来：相对于正常运行状态下的实验数据，流量运行在最大流量25%范围附近，流出系数最大误差和最大流量误差绝对值略有放大，但对于1%准确度的高阀而言，即使在极端生产状况下，内漏对计量准确度的影响程度并不大，甚至可以忽略不计，原因在于：虽然高阀出现了内漏，甚至是压板处的外漏现象，但泄漏并没有对节流元件——孔板附近的流态造成根本影响，对差压是流量计总体而言，影响程度非常小，不会造成潜在的计量风险。四、对高阀使用、管理的建议1、高阀设备选型、采购环节中，目前我们只是对高阀阀体、孔板材质有明确标注，但对易损部件的材质并没有特别技术要求，在综合多家厂家对易损件材质的不同选择及现场的大量维护情况来看，比如对于需要耐磨性很高的场所，可以要求对阀板和阀座的密封面进行喷焊合金或喷涂碳化钨处理，这样密封面就不易被杂质磨伤。另外，对设备内件或易损件通用性或标准化程度不高，不方便维护的产品型号应尽可能不购买，并且，现场高阀后期管理中，必须考虑按相应比例对易损配件进行采购。2、设备出厂环节监控。对于各种型号，且大批量采购的合同，建设单位可以委托监理单位对产品生产、检测等关键环节进行全程监控，避免在高阀投运前就出现微漏现象。3、现场施工、清管作业环节监控，已出现过施工单位为减少阀体重量，擅自取走孔板导板，进行现场施工情况，考虑到现场施工条件较为恶劣，以上滑阀操作过程中可能会带入尖锐杂质，从而对滑板及阀座带来不可预测磨损。此外，在进行计量工艺投运前后的清管作业时，因应严格保证滑阀密封的完整性，确保输气管道中的固态杂质串入高阀上、中阀腔中，对设备密封面带来损伤。4、现场操作过程中的一些建议

设备出厂滑阀指针标识不到位4．1由于国内外高阀滑阀动作标识指针不到位情况非常普遍，现场操作人员操作全凭经验和手感。导板的提取、装入不顺畅时，现场操作人员就会对孔板导板两侧的导轨涂抹大量黄油，用以润滑提升轴齿轮，但齿轮上附着过多黄油可能会在滑板上表面沉积，继而粘贴上阀腔掉落下的固体杂质，当开关滑阀时，这种混合物会被带入滑板密封副，对密封面造成直接损坏。因此建议对黄油地涂抹要适中，为让滑板密封副更好地密封，应在每次节流装置清洗过程中进行密封脂注脂操作，防止阀座凹槽内的密封脂干涸，导致密封脂注脂不畅，引起滑阀内漏发生。4．2对平衡阀操作的建议现场平衡阀操作建议开度不要超过270度，若遇平衡阀泄露等现象发生，不得借助其他大型工具如大扳手进行活动，否则会引起平衡阀更大损伤，处理方法：应尽快联系厂家，对平衡阀进行整体更换（包括本体和阀芯）。4．3滑阀及平衡阀泄漏故障判断由于滑阀及平衡针阀是内漏的2个重要因素，因此作业区计量管理和维修部门应该进行有针对性的相应培训，并且配备相应的检查工具，这样有助于缩短分析、解决高阀内漏故障的周期。检查用防爆手电现场简单判断方法：在泄漏不太严重及气质安全的情况下，关闭平衡针阀。从顶部灌入少量清水，淹没滑阀溜板1cm左右，用防爆手电照射并观察气泡是否在滑阀溜板边缘产生的；如产生气泡便可确认是滑阀溜板泄漏。如果再灌清水淹没至滑阀溜板上方3cm左右，可观察平衡针阀对应的阀壁小孔是否冒泡就可判断针阀顶部是否磨损引发泄漏。泄漏严重时应截断上游气源并少量进气重复上面步骤。

故障处理