1,、前言

　　為了滿足我國(guó)對(duì)石油、天然氣需求的持續(xù)增長(zhǎng),，在未來(lái)一段時(shí)間里,，每年將興建幾千公里的大型長(zhǎng)輸管線，包括增壓站,、分輸站,、大型儲(chǔ)備庫(kù)等油氣儲(chǔ)運(yùn)項(xiàng)目。由于石油,、天然氣易燃易爆的特殊性,，對(duì)大型油氣儲(chǔ)運(yùn)項(xiàng)目工程的質(zhì)量要求十分嚴(yán)格，對(duì)用于這些項(xiàng)目的管線球閥提出除了滿足API6D規(guī)范要求外,，還要求閥門制造商提供第三方的防火認(rèn)證,，確保閥門的結(jié)構(gòu)是安全防火型的。

　　目前,，我國(guó)閥門制造商取得的防火證,，大多是國(guó)外認(rèn)證公司(如Lloyds'，TUV,，ABS等)頒發(fā),，也有一部分是認(rèn)證公司下設(shè)的檢驗(yàn)公司頒發(fā),。部分閥門制造商將準(zhǔn)備好的被試樣品送至認(rèn)證公司指定火燒試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行火燒試驗(yàn)，產(chǎn)品的泄漏量達(dá)到API6FA或API607標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的范圍,，就頒發(fā)防火證書,，被試樣品的結(jié)構(gòu)與提供發(fā)證備案的總裝圖是否一致沒(méi)有明確規(guī)定，被試樣品的來(lái)源沒(méi)有明確的確認(rèn),，火燒試驗(yàn)臺(tái)是否具有供第三方認(rèn)證試驗(yàn)所具備的資質(zhì)條件含糊其辭,。這樣有些制造商雖取得了防火證，但實(shí)際生產(chǎn)的產(chǎn)品是否是真正安全防火型,，難以另人信服,。項(xiàng)目設(shè)計(jì)單位、業(yè)主工程技術(shù)部門對(duì)國(guó)內(nèi)一些球閥制造商生產(chǎn)的管線球閥能否安全防火常有質(zhì)疑,。

　　管線球閥是固定球結(jié)構(gòu)形式,，上游端密封為主密封，具有DBB功能,，在密封完好的情況下,，閥門在全開或全關(guān)狀態(tài)下，可以通過(guò)中腔排污口或放空口來(lái)觀察上游閥座是否存在泄漏,。管線球閥在正常使用下,，中腔不帶壓。在火災(zāi)事故時(shí),，設(shè)計(jì)合理的閥座防火結(jié)構(gòu),，能夠減緩上游壓力介質(zhì)進(jìn)入中腔的進(jìn)度，避免因中腔升壓而引起介質(zhì)外漏和內(nèi)漏,。具有良好的防火結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的閥座,，是保證管線球閥具有安全防火性能的主動(dòng)措施。

　　管線球閥的防火結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,，閥座防火結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是關(guān)鍵,，閥座的防火性能良好，在火災(zāi)事故狀態(tài)下,，可減輕閥桿防火結(jié)構(gòu)、閥體與左右體之間防火結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的壓力,。本文重點(diǎn)分析管線球閥在火災(zāi)時(shí)發(fā)生泄漏的原因,，對(duì)閥門的防火結(jié)構(gòu)進(jìn)行探討。

2,、閥座防火結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的目的

　　閥座防火結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的目的為：

　　(1)有效保證在火災(zāi)事故時(shí),，上游壓力介質(zhì)盡可能少的通過(guò)閥座流入閥體中腔，從而引起內(nèi)漏和外漏,。保證在消防隊(duì)員到達(dá)事故現(xiàn)場(chǎng)之前,，不因閥門使火災(zāi)事故擴(kuò)大;在消防隊(duì)員到現(xiàn)場(chǎng)后,，利用消防設(shè)備能夠快速壓住火勢(shì)，消除火災(zāi)事故,。

　　(2)真正使產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)符合API6D規(guī)范的要求,。使產(chǎn)品能通過(guò)火燒試驗(yàn)，取得防火證書,。

3,、閥座防火結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

　　在金屬閥座圈與閥體間設(shè)置石墨防火密封環(huán);在金屬閥座圈與球體間設(shè)置防火金屬密封。結(jié)構(gòu)如圖1,、2所示,。

　　圖1 橡膠密封閥座結(jié)構(gòu)

　　圖2 塑料密封閥座結(jié)構(gòu)

　　火災(zāi)后，所有橡膠件和塑料件的密封將失效,，失火后的密封功能由石墨防火密封環(huán)和球座防火金屬密封實(shí)現(xiàn),。火災(zāi)前和火災(zāi)后的密封對(duì)照如圖3,、4所示,。

　　(a)正常密封狀態(tài)

　　(b)火災(zāi)后密封狀態(tài)

　　圖3 橡膠密封閥火災(zāi)發(fā)生前后密封對(duì)比

　　(a)正常密封狀態(tài)

　　(b)火災(zāi)后閥座密封狀態(tài)

　　圖4 塑料密封封火災(zāi)前后閥座密封對(duì)比

4、閥座火災(zāi)后泄漏原因分析

　　球閥閥座在正常情況下密封應(yīng)無(wú)泄漏,。在火災(zāi)情況下,，無(wú)論是橡膠密封閥座，還是塑料密封閥座所有橡膠件和塑料件密封性能失效,，閥座將發(fā)生泄漏,，此時(shí)，閥座防火結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)劣,，直接影響閥門的防火性能,。閥座泄漏途徑越少，泄漏量越少,，閥門的防火性能越好,。閥座泄漏途徑一般有3種情況：

　　(1)泄漏途徑1

　　閥座密封圈失效后，介質(zhì)通過(guò)閥座與球體之間的通道發(fā)生泄漏,，如圖5所示,。

　　(a)橡膠密封閥座

　　(b)塑料密封閥座

　　圖5 塑料密封與球體之間的泄漏

　　(2)泄漏途徑2

　　活塞效應(yīng)密封圈失效后，介質(zhì)通過(guò)閥座注脂孔,，在閥座與閥體之間的通道發(fā)生泄漏,，如圖6所示。

　　(a)橡膠密封閥座

　　(b)塑料密封閥座

　　圖6 活塞效應(yīng)密封圈失效后泄漏示意

　　(3)泄露途徑3

　　活塞效應(yīng)密封圈和擋脂密封圈失效后,，介質(zhì)直接通過(guò)閥座與閥體之間的通道發(fā)生泄漏,，如圖7所示。

　　(a)橡膠密封閥座

　　(b)塑料密封閥座

　　圖7 活塞效應(yīng)密封圈和擋脂密封圈失效后泄漏示意

　　由以上分析可看出,，閥座泄漏主要存在于閥座與閥體,、閥座與球體之間,，如何減少閥座泄漏途徑，成為閥座防火結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵,。

閥座防火結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理是：在火災(zāi)后,，閥座的泄漏途徑越少，閥門的防火功能越好,，防火結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)越合理;設(shè)計(jì)時(shí)在泄漏通道處分別設(shè)置石墨防火密封環(huán)和防火金屬密封的同時(shí),，石墨防火密封環(huán)的設(shè)置位置也至關(guān)重要。

　　設(shè)計(jì)不合理的防火石墨圈,，仍不能有效改善閥門的防火功能,，如圖8所示，石墨防火密封圈設(shè)置在閥座的尾部,。雖然設(shè)置了石墨防火密封圈,，但在活塞效應(yīng)密封圈和閥座密封圈失效后，介質(zhì)仍可以通過(guò)閥座注脂孔在閥座與閥體之間通道發(fā)生泄漏,，如圖6所示,。

　　圖8 設(shè)計(jì)不合理的閥座防火結(jié)構(gòu)示意

5、典型閥座防火結(jié)構(gòu)

　　目前國(guó)外專業(yè)管線球閥公司生產(chǎn)的球閥常見典型閥座結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖9～12所示,，各閥座結(jié)構(gòu)防火結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)均較為合理,，能夠保證閥座活塞效應(yīng)密封圈和閥座密封圈失效后，閥座泄漏途徑最少,。

　　圖9 橡膠密封閥座1

　　圖10 橡膠密封閥座2

　　圖11 橡膠與塑料組合密封閥座

　　圖12 塑料密封閥座

　　國(guó)內(nèi)球閥公司由于各廠球閥的技術(shù)水平,、制造水平及工程實(shí)際經(jīng)驗(yàn)的差異，閥座的防火結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平參差不齊,，有的公司閥座無(wú)防火結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)或防火結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理,，專業(yè)的球閥制造廠閥座防火結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與國(guó)外公司基本上無(wú)差別。

6,、結(jié)語(yǔ)

　　合理的閥座防火結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),，可以保證上游壓力介質(zhì)通過(guò)閥座泄漏的途徑最少，防火性能最好,。在管線球閥的防火結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注閥座的防火結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

　　合理的閥座防火結(jié)構(gòu)是管線球閥在實(shí)際工程中具有安全防火的根本保證,，考核防火結(jié)構(gòu)的合理性應(yīng)嚴(yán)格按照API6FA/API607的規(guī)范進(jìn)行火燒試驗(yàn),，考核的樣品不應(yīng)是制造商的送樣，應(yīng)是驗(yàn)證機(jī)構(gòu)的隨機(jī)抽樣,，這樣才能保證第三方認(rèn)證的合理性和公證性。交流學(xué)習(xí)之目的,。