淺議我國閥門密封等級及選用

秦遠中

摘要 ：閥門是石油化工裝置中主要的泄漏源之一。閥門密封性能是衡量閥門質量優劣的一個重要指標。閥門的檢驗標準中對閥門密封等級及泄漏量有明確的規定，工程設計中應充分考慮閥門的使用工況，力求選用的閥門密封等級滿足安全、合理和經濟的原則。

關鍵詞 ：閥門 密封等級 泄漏量 標準

閥門是石油化工裝置管道系統中的重要組成部件，其種類多、數量大，是裝置中主要泄漏源之一，因此對閥門的泄漏要求至關重要。閥門密封性能是指閥門各密封部位阻止介質泄漏的能力。閥門的主要密封部位有：啟閉件與閥座間的吻合面、填料與閥桿和填料函的配合、閥體與閥蓋的連接處。對于高溫高壓、易燃易爆、有毒或腐蝕性的介質，閥門的外漏根本是不允許的，因其所造成的后果比內漏更為嚴重，因此閥門必須具有可靠的密封性能，滿足其使用工況對泄漏量的要求。

1. 我國閥門密封等級分類標準和等級選用概述

目前我國比較常用的閥門密封等級分類標準主要有以下兩種。一是中國國家標準對閥門密封等級的分類。國家標準GB/T 13927——2008《工業閥門壓力試驗》對閥門密封等級及泄漏量做出規定。二是中國機械行業標準對閥門密封等級的分類。依據機械行業標準JB/T 9092——1999《閥門的檢驗與試驗》對閥門密封等級及泄漏量做出規定。

1.1 2009年7月1日實施的國家標準GB/T13927——2008《工業閥門壓力試驗》是參照歐洲標準ISO 5208——2008制訂的。適用于工業用金屬閥門，包括閘閥、截止閥、止回閥、旋塞閥、球閥、蝶閥的檢驗和壓力試驗。密封試驗的分級和最大允許泄漏量與ISO 5208——2008的規定相同。該標準是對GB/T13927—1992《通用閥門壓力試驗》的修訂，與GB/T13927——1992相比，新增了AA、CC、E、EE、F和G六個等級。新版標準中規定“泄漏等級的選擇應是相關閥門產品標準規定或訂貨合同中要求嚴格的一個。若產品標準或訂貨合同中沒有特別規定時，非金屬彈性密封閥門按A級要求，金屬密封副閥門按D級要求?！蓖ǔ級適用于一般的閥門，比較關鍵的閥門宜選用D級以上泄漏等級。

1.2 機械行業標準JB/T 9092——1999《閥門的檢驗和試驗》是對ZB J16006——90的修訂。密封試驗的最大允許泄漏量是參照美國石油協會標準API598——1996制訂的。適用于石油工業用閥門，包括金屬密封副、彈性密封副和非金屬密封副（如陶瓷）的閘閥、截止閥、旋塞閥、球閥、止回閥和蝶閥的檢驗和壓力試驗。目前GB/T 9092——1999正在修訂中。

1.3 工程設計中應注意：國家標準GB/T19672——2005《管線閥門技術條件》是參照歐洲標準ISO 14313--1999和美國石油協會標準API 6D——2002制訂的。國家標準GB/T 20173——2006《石油天然氣工業管道輸送系統管道閥門》是參照歐洲標準ISO 14313——1999制訂的。GB/T19672——2005和GB/T 20173——2006這兩個標準對閥門泄漏量的接收準則均同ISO 5208 A級和D級要求。因此，工程設計中有高于其標準的泄漏量要求時，應在訂貨合同中給出。

2. 低泄漏閥門密封的等級選用及其注意事項

2.1 波紋管密封閥門的等級選用。波紋管密封閥門是低泄漏閥門中的一種。以往對閥門外泄漏等級有特殊要求的工況一般選用波紋管密封閥門，但由于波紋管密封閥門加工難度大、技術要求高，其波紋管材料還不能完全實現國產化，成本過高，從而制約其在石化行業中大量推廣使用。目前，隨著人們的安全、環保意識地不斷增強，與國外技術合作的增多，以及國內閥門制造廠自身技術力量不斷加強，國內技術人員對于低泄漏閥門的認識也不斷提高，使其應用范圍在不斷地擴大。對石化企業中易燃易爆、有毒介質選用的閥門如果能滿足低泄漏標準，這無疑將大大降低裝置中有毒、可燃易爆介質的排放量，避免因閥門外漏引發火災、爆炸、中毒等危害生命安全的事故發生。滿足ISO15848、SHELL MESC SPE 77/31標準的低泄漏閥門與波紋管閥門相比，結構簡單，加工制造容易，其成本與通用閥門相比約高10%至20%。根據前面對這兩個標準密封等級的分析比較來看，緊密等級B級閥門的泄漏量一般就能滿足某些特殊工況的低泄漏要求，加工精度要求比較容易達到，制造成本增加不多，其可以代替一部分波紋管閥門的使用。目前，低泄漏閥門對于硫化氫含量高的油氣田凈化系統更具有實際意義。因為硫化氫是一種劇毒、可燃氣體，比空氣重，能在低洼地區聚集，吸入一定濃度的硫化氫會傷害身體，甚至導致死亡，因此對這類天然氣凈化設施的泄漏要求更加嚴格。

2.2 允許泄漏量相關注意事項。當選取密封等級和規定的允許泄漏量時應注意，在高壓閥門中密封面間介質的泄漏會引起表面侵蝕。若是有腐蝕性介質產生滲漏，在滲漏處的金屬會被腐蝕，隨著滲漏縫隙的增大，滲漏量也會很快的增加，以至使閥門報廢。因此，對于高壓或腐蝕性介質工況工作的閥門，在保證密封性方面應提出較高的要求。在輸送易燃易爆和有毒介質的管道中，閥門密封面間介質的泄漏可能會造成人身危害、經濟損失甚至產生事故等。因此，對于輸送易燃易爆和有毒介質的閥門，應按介質的危險級別合理地提出對密封性的要求。任何的密封有時允許有微量的泄漏，如果此泄漏量不起實際作用時，則可認為是密封的。閥門制造的技術標準通常規定，金屬對金屬密封，在關閉狀態下進行密封性能試驗時，允許有一定的泄漏量。

2.3 閥門的密封性能的保證。為了保證閥門高的密封性能，必須特別認真地研磨密封面，增加密封面上的比壓，但要小于密封面材料的許用比壓，同時要提高結構的剛度。有些工況完全允許介質有微量泄漏，因這種泄漏量不足以影響閥門的使用。相反，提高這些閥門的密封性能會使制造工藝復雜化，提高成本，造成不必要的浪費。閥門本身的結構設計及制造加工對其外泄漏影響最為明顯，低泄漏閥門對于閥門的閥體、閥桿和填料函等關鍵部件的設計制造加工要求更為嚴格：一是閥體和閥蓋的質量，特別是在鍛造或鑄造時應避免其產生折疊、夾渣、氣孔、組織疏散、隱裂紋等缺陷和成分不均；二是閥桿和閥體連接處零件等的加工質量，特別是閥桿和填料函的粗糙度、閥桿的直線度、閥蓋填料函孔的垂直度和加工的精度；三是閥門填料函的結構選擇，由于閥桿處的密封為動密封，閥桿在轉動或滑動過程中填料容易磨損，需選用特制的低泄漏填料密封及填料密封組合，并嚴格控制填料與閥桿的間隙，填料與填料箱的間隙。

綜上所述，閥門類型的選用除了滿足工藝條件和標準規范外，還應充分考慮各種使用工況，工程設計中應力求選用的閥門密封等級滿足安全、合理和經濟的原則。

參考文獻：

[1] 鄂向輝.淺析管道系統閥門分類及選用[J].玻璃.2010（03）.

[2] 張玉樹，潘建武，曹佳，余文艷，劉鋒.閥門耐火試驗方法研究[J].石油機械.2010（04）.

[3] 張喜軍，王朝富，李樹勛.國內外閥門鎖發展現狀與展望[J].企業科技與發展.2010（10）.