丹尼尔先导式水击泄压阀研究

丹尼尔先导式水击泄压阀研究

水击瞬间产生的管网异常压力波动及水击压力将会对管道系统及设备造成严重的破坏，因此在长输管道上安装水击泄压阀是必要的。文章对先导式水击泄压阀进行了深入分析，并总结了常见故障及其处理措施。

标签：水击泄压阀；非正常开启；归位

1 概述

在输油过程中由于压力的突变，产生的压力波值超过了管道允许的弹性值及设备的承压能力时，就会引起输油管道和设备的损坏，严重时出现爆管事故。长输管道泄压阀是专为流体集输管线设计的一种安全泄压装置，用于防止管道系统瞬间产生的管网异常压力波动及水击压力对管道系统及设备的破坏。当管道中流体发生水击时并达到水击泄压阀的压力设定值时，水击泄压阀快速开启，使管道中的高压得到泄放，使水击压力波的强度减弱，起到保护管道和设备的作用。

2 丹尼尔先导式水击泄压阀结构原理

先导式水击泄压阀是由阀体、阀芯、导阀、引压管、导阀过滤器等组成。

工作原理如图所示：先导式水击泄压阀，介质是沿轴向流动的，采用导阀控制。开阀以管线油品压力为动力源，油品压力决定阀门的开启和关闭。

当油品压力低时，导阀弹簧作用力大于上游管线油品压力，滑阀处于导阀阀腔右侧，此时阀前与阀腔相连通。当阀腔内充满油品时，阀芯的压力是阀芯弹簧压力与阀前油品压力之合，大于阀前油品压力，所以阀芯在两力的作用下堵住通道，阀门处于关闭状态。

当上游管道油品压力升高时，压力通过引压管迅速传到导阀阀腔，油品压力大于弹簧设定值的作用力，推动活塞向右移动压紧导阀弹簧，使得阀腔与阀后相连通，阀腔压力泄到阀后，阀腔压力锐减，此时阀前管线压力大于阀芯腔内的压力，形成了压力差，推动阀芯向后移动，压紧弹簧导通流道，阀门开启将压力泄掉。

3 事故案例分析

3.1 事件描述

2010年12月15日20时，西部管道公司某输油站站控值班人员发现成品油泄压罐罐位有上涨趋势，经现场确认为成品油低压泄压阀C09115#开启，且不能复位。技术人员随即关闭阀前手动球阀，罐位停止上涨。

3.2 故障处理经过

（1）尝试从导阀打压，从而使阀门开启以冲洗阀芯与阀腔及其密封面。经打压冲洗无效，排除密封面有夹杂原因。

（2）对阀门进行拆解清洗，拆解时发现过滤器有结冰现象，经查看进站压力趋势图，发现在15日20时左右，进站压力有约为0.4MPa上升过程。初步怀疑此次阀门误开启原因为过滤器结冰导致阀前与阀芯连接通道堵塞，同时由于0.4MPa的压力上涨致使阀门误开启。而阀门不能归位的原因为阀芯与阀腔密封面有结冰所致。

后经组装测试后阀门依然内漏，因此排除了是阀芯与阀腔密封面结冰导致阀门不能归位。

注：在水击泄压阀关闭时，阀门如要开启，必备的条件是阀芯压力要被泄掉，唯一途径是导阀动作导致阀芯与阀后相连通。仅凭借阀前小范围的压力增幅并不足以压缩阀芯内已经是高压液体的油品继续被压缩从而导致阀门开启。

（3）由于怀疑阀芯与阀腔密封面损坏导致阀门内漏，随即对阀门阀芯进行更换，一并更换了阀芯与阀腔的整套密封副，经重装测试后阀门仍然内漏。因此可以排除是阀芯密封问题。

（4）2011年1月8日，厂家人员来站，怀疑为导阀问题，随即拆下导阀，对导阀进行冲洗重装，经测试阀门不再内漏，故可以确定原因为导阀内有夹杂或者结冰，是此次阀门误开启及开启后阀门不能归位的原因。

4 总结

2010年12月15日，站场气温大幅下降，下降幅度接近10摄氏度，然而由于成品油低压泄压阀电伴热出现故障致使导阀内结冰，如上图所示，水击泄压阀导阀内部结冰膨胀，致使导阀内滑阀微微偏离密封部位，此时阀芯与阀后有轻微的流通通道，阀芯内一部分压力泄到阀后，阀芯不能保压，导致阀门轻微开启（因为此时在导阀弹簧设定压力下，导阀在向左的压力下仍然紧贴阀后密封副，导阀并无动作），而此时阀芯泄掉的压力从阀前也在不断补充，故阀门始终没有完全开启，也不能复位（后续维修过程中，阀门不能复位的原因也有可能是导阀内的阀芯与阀后密封部位夹杂）。结合本次事故案例，将先导式水击泄压阀门常见故障及处理措施进行了总结，如下表所示：

5 建议维护措施

由于成品油低压泄压阀接至进站口，油品并没有经过过滤器，而且从进站口至水击泄压阀阀前是死管段，长时间运行后导致死管段内油品杂质明显增多，如果水击泄压阀一旦开启，杂质就有可能被带到导阀或者阀芯与阀腔的密封副上，导致阀门不能完全归位，从而发生阀门内漏故障。

5.1 建议定期（如果条件允许，尽量多的）对水击泄压阀阀前死管段油品进行置换，将其冲入泄压罐内，保证阀前油品相对清洁。

5.2 冬季建议加强对水击泄压阀电伴热投用情况的巡查，确保电伴热投用并能在出现故障时及时发现处理，杜绝隐患。

5.3 如果水击泄压阀前油品杂质较多，则可能堵塞阀前通往阀芯过滤器，导致阀压力波动不能传到导阀，致使真正发生水击时阀门无动作，起不到泄压的作用，从而损坏相关设备。因此建议在条件允许的情况下，在水击泄压阀前安装一个过滤器，保证油品清洁。

参考文献

[1]李勇.水击泄压阀在长输油管上的应用[J].化工设备与管道，2004年第3期.

[2]张国权，刘凯.成品油管道的水击及其防护措施[J].油气储运，2006年第12期.