天然氣站場閥門生產工藝與進場檢驗研究

杜健

摘 要：在天然氣資源的開發與運用過程中，天然氣站場發揮著不可替代的作用，運輸、貯存體系下的多項設備，必須配以精準度極高、質量極佳的閥門。本文對天然氣站場閥門的分類及質量要求進行了介紹，闡述了天然氣站場閥門的生產流程，圍繞平板閘閥、節流截止類閥門的進場檢驗標準展開詳細闡述，希望通過更加安全、科學的方式，確保天然氣站場各項作業維持安全運轉，避免出現事故。

關鍵詞：天然氣站場;閥門;生產工藝;進場檢驗

0 引言

作為一種清潔程度較高的化石燃料，天然氣由于其便于貯存和運輸、安全性較高、間接投資少等優勢，大有全面取代石油、煤炭，成為社會發展主要能源的趨勢。在天然氣開采、貯存、運輸供應的過程中，天然氣站場的作用十分重要。多種運輸、貯存設備對于閥門的要求極高，一旦因工藝環節的控制失靈，或由于質量不過關導致天然氣泄漏、中毒，甚至引發火災、爆炸等事故，后果不堪設想。

1 天然氣站場閥門生產工藝及質量要求簡析

1.1 天然氣站場閥門的生產工藝

現階段，我國有關企業生產天然氣站場閥門的主要思路在于，從原材料市場購買半成品后，根據不同地區天然氣站場的實際需求，依次完成粗加工、精加工，最終制造成精密度較高的成品。核心生產工藝在于：以半成品材料的外形、尺寸、應用位置、構件厚度等作為主要參數，在加工的過程中實現定向轉換。天然氣站場閥門具體的生產工藝包含多個步驟，如初裝、工位、走刀等。上述過程必須環環相扣、緊密銜接，缺少任何一項操作，或是中途間隔較長時間，均會導致天然氣站場閥門的質量嚴重受損。首先將半成品工件放置于基床上，完成定位后，實現緊固。如果定位不準確，盲目走刀，則“夾緊”操作的質量將會大打折扣，導致生產出的閥門構件無法正常應用。其次，完成初裝、夾緊操作后的工件，需要立刻進行走刀操作。在此期間，被加工的工件在裝配時，其連接表面必須達到一個“工步（裝配工具沒有發生任何變化的情況下，機組設備在一定時間內連續完成的所有工序）”的基本要求。在此基礎上，如果半成品構件表面的厚度依然無法達到出廠要求，則通過走刀的方式，分一次或多次完成對厚度的切削，使之符合閥門生產的要求。

1.2 天然氣站場閥門的質量要求

完成上述生產加工過程的天然氣站場閥門，雖然屬于半成品毛坯件，但其內部構造已經十分復雜。按照常規的生產及質量檢驗要求，從此期間開始，質檢人員必須圍繞毛坯件的性能展開系統性地檢測，避免后續加工及使用出現任何問題。具體的要求為：首先，符合天然氣站場控制閥門初步生產要求的毛坯構件屬于薄殼類構件，其表面的光滑及平整程度甚至是化學特性，對于天然氣控制管道能否長時間無故障運行至關重要，如果出現任何瑕疵，均可能為后續使用埋下安全隱患。其次，半成品毛坯件的內部結構嚴禁出現任何技術性及設備性缺陷。為了實現這一要求，在鑄造期間，閥門構件的核心材料應該具有耐火性及耐高溫性，投入生產熔爐后，經過反復的控制性鍛造后，最終成型。再次，成功定型的閥門構件，還需采用分層、分時段、分要求打磨的方式，保證砂型的硬度。為了以防萬一，生產人員還可以進一步提升閥門構件的性能，比如科學制定帽口系統，對澆注成型的速度、環境溫度進行精確控制[1]。最后，天然氣站場閥門半成品毛坯構件原材料的來源多種多樣，內中含有多少雜質元素尚屬未知，故在生產加工的過程中，有關人員對閥門外形尺寸、定位精度的控制必須額外注意。在當前的生產線中，一種常見的性能、質量檢測方式在于重點圍繞材料的金相特點、力學指標及抗腐蝕、耐高溫能力進行檢測。在實際生產及檢測過程中，基于前文提到的閥門半成品毛坯件多屬于薄殼、細長形態的特性，導致其剛度和承載能力處于較低的水平。故在檢測時，必須使用夾具;否則，檢驗質量必然受到影響。

2 天然氣站場閥門的進場檢驗標準簡述

我國當前的天然氣站場閥門，主要包含閘閥、截止閥兩個大類，多屬于銅套裝入結構，本文以平板閘閥、節流截止類閥門為例，以銅套的安裝為主要切入點，詳細敘述其進場檢驗標準。從原則上來看，我國天然氣站場閥門的進場檢驗標準與普通材料進場并無本質上的不同，具體流程為：①核驗采購閥門構件的型號、規格等是否與天然氣站場的采購需求相匹配;②詳細審查閥門出廠檢驗報告，反復觀看質量證明文件，出廠合格證沒有任何問題后，核對實物;③重點觀察外觀，檢驗閥門表層的光滑度、是否存在劃痕，厚度是否達到天然氣站場貯存、運輸管道的相關要求;④天然氣站場的閥門數量總體上屬于“一個蘿卜一個坑”，故必須材料數量的準確性進行檢驗;⑤完成取送樣檢測，待復檢報告生成后，方可執行進場材料報審工作。但天然氣站場的安全防范等級畢竟遠遠超過常規性質的工業場所，故針對平板閘閥、節流截止類閥門的進場檢驗標準，還需注重以下內容。

2.1 平板閘閥的進場檢驗標準

平板閘閥更多地應用于天然氣輸配場站，其顯著特點是，閥桿的行程相對較長。故為在傳動過程中，避免較大的摩擦力導致閥門及管道的使用壽命受損，且為了防范軸中心位置發生偏移，平板閘閥的銅套必須裝配特定的軸承。而在進行平板閘閥進場檢驗時，有關人員還應重點審查軸承的質量。目前，我國天然氣輸配場站常見的平板閘閥，其導流孔主要為WKM樣式，基于具體的形態，可以分為傘齒輪型和手搖輪型，其特點如下：

平板閘閥WKM導流孔傘齒輪型銅套：

構件配備檢驗必須嚴絲合縫地滿足以下拆卸流程：①整體性地打開閥門后，將手搖輪和閥桿罩取出;②將手搖輪銷子、松傘齒輪螺栓構件、傘齒輪罩和傘齒輪依次取出;③拿出銅套支架盤以及銅套、軸承[2]。上述10項元器件缺少任何一項，都屬于不合格產品，無法滿足進場檢驗標準，故檢驗人員必須謹慎小心，避免檢驗過程出現任何疏漏。

平板閘閥WKM導流孔傘齒輪型銅套的安裝過程與拆卸過程完全相反，安裝期間任何構件的添加順序不可出現錯亂，否則會導致閥門功能受損。

平板閘閥WKM導流孔手輪型銅套的拆卸檢驗過程與傘齒輪型并無本質上的差別，具體的構件也大致相當，故檢測人員只需按照上述過程完成“復制”即可，安裝檢測亦同。

需要注意的是，平板閘閥的銅套裝配的推力圓柱滾子軸承，其作用原理為：以承受軸向載荷為主要功能的軸，通常采用徑向聯合載荷工藝生產而成，銅套的外圈圓上必須配備纏繞“O”型密封圈，其作用在于安裝在矩形截面的溝槽處時，能夠有效起到水密封作用。由此可見，平板閘閥的進場檢驗工作涉及的內容涵蓋方方面面，檢測人員必須集中注意力。

2.2 節流截止類閥門的進場檢驗標準

節流截止類閥門的特點在于：①安裝在天然氣輸配站場管道且處于正常的工作狀態時，銅套應該長時間保持固定不動的狀態。此時，節流截止類閥門銅套的主要功能僅僅是作為閥桿旋轉過程中的支撐物;②該類閥門銅套的保養周期幾乎是所有類型閥門中最短的，但由于使用環境相對惡劣（比如單向受壓，導致受力不均勻;頻繁的開關，致使器件磨損、性能降低等），且受天然氣輸配站場管道節流功能的影響，一旦密封面出現泄漏，關閉開關的瞬間可能出現極大的橫向作用力（相對于器件本身的荷載能力），進而導致每一次開關閥門的過程中，其上銅套的螺紋都會遭受擠壓。由此可見，節流截止類閥門的進場檢驗重點仍然在于銅套（特別是密封處），故檢驗人員必須圍繞上述內容進行仔細研究，防止不合格產品投入實際運用。

3 結語

目前，有關部門總結天然氣站場出現的多項安全事故時，往往從改造天然氣貯存、運輸管材的螺旋焊縫等方面切入，確認事故的直接原因;同時，將間接原因歸為管材疲勞受損、長時間使用下，缺乏高質量的檢測與維護。但實際情況是，由于一些閥門的生產工藝存在技術性缺陷，進場檢驗過程中也未能及時發現，從而埋下安全隱患?；诖?，有關人員必須重視閥門的生產和檢驗，保證安全。

參考文獻：

[1]陳永健，徐棟，朱文俊.淺談天然氣站場閥門生產工藝與進場檢驗[J].化工設計通訊，2018，44（3）：77.

[2]吳鴻，謝宗寶，杜艷.天然氣輸配場站閥門銅套拆裝保養方法探索[J].中國設備工程，2019（24）：36-37.