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fmyb.ybzhan.cn仪表网旗下管线球阀为何内漏？
天然气输送管线中的阀门，会经受各种污物的冲蚀，并在阀门关闭件与阀座配对密封面的一方或双方上形成划痕。大多数划痕产生于管线投运初期的施工垃圾，但也可能源于管道内壁正常冲蚀后脱落的碎屑、热攻丝作业产生的切屑，或受损清管器掉落的部件。
流体力学连续性方程表明，管线中各截面的流动面积与平均流速的乘积为常数。因此，在阀门即将开启或即将关闭的瞬时，球体通孔与阀座孔之间形成的狭小开口，会使该处平均流速达到阀门流道中的最大值。
流体及其中污物的动能与流速的平方成正比。当这些高动能污物撞击阀门内部零件时，将导致表面材料流失，造成阀门密封功能丧失，进而引发泄漏。
天然气为可压缩介质，与液体存在本质区别。在特定工况下，流经阀门狭小开口处的天然气可能发生阻塞，被压缩并储存大量弹性势能。当天然气通过开口进入低压大空间后，弹性势能充分释放，形成超声速流动。此时气体中污物的动能急剧增大，对阀门内部零件的破坏作用显著增强。
如何解决内漏问题？
管线球阀中受损的主要零件为阀座及球体上游表面。数十年来，以卡麦隆为代表的阀门制造商持续开展研究，开发了多种应对技术。
■ 旋转阀座技术
球阀每次开关操作，阀座均绕自身轴线自动旋转15°，使狭小开口处的冲蚀损伤均匀分布于阀座环圆周方向，而非集中于固定位置。
■ 注入密封脂应急密封技术
天然气管线中安装的球阀若在关闭状态下发生内漏，其下游将无法进行任何作业，需要将上游大直径管线中的天然气放空后才能维修。该过程费用高昂且亟需解决。
为此，开发了球阀内漏应急密封技术。改进后的每台管线球阀，在靠近阀座的阀体外表面均设有注油接头。球阀发生内漏后，可通过该接头利用高压油枪将专用密封脂注入泄漏路径，阻断天然气流动，实现应急密封。
应急密封技术如何操作
1、检查内漏情况
在确定球阀下游即将实施作业前，需先关闭球阀，打开阀体底部排污阀，排放阀腔截留气体，随后检查球阀是否存在内漏及其严重程度。
若排放一段时间后气量逐渐减小直至为零，表明密封副完好，可继续排放下游管线天然气并开始作业；若气体持续流出，表明密封副已损坏；若排气量较大，则说明密封副损坏严重。
出于安全考虑，操作排污阀排放及观测排气情况时，人体不得正对排污口。阀腔气体排入大气时流速高，若含有污物，可能对人体造成伤害。
2、上、下游泄漏点的确定
确认内漏后，还需进一步判断是上游密封副、下游密封副，还是双侧密封副同时泄漏，这涉及以下两种应急密封方式的选择。
确定内漏位置的方法之一，可在球阀上、下游管道各安装一只压力表，通过观测压力表示值变化判断泄漏部位。示值下降表明靠近该侧的密封副已损坏。但由于气体可压缩，压力表指针变化缓慢，不易察觉。
若无合适、快速的方法确定内漏部位，对于泄漏量不大的阀门，可同时对两侧阀座注油阀注入应急密封脂。
3、确诊球阀内漏后，应立即注入密封脂实施应急密封。
该方式分为两种：
第一种方法：利用注油枪通过阀体外表面靠近泄漏阀座的注油接头注入高压密封脂。该技术仅适用于着座面轻微损伤的场合。
第二种方法：阀门发生严重泄漏时，需向具有双重活塞密封效应结构的球阀阀腔内直接注入超稠应急密封化合物。
注意：第二种方法不适用于具有自释放功能（单一活塞密封效应）阀座的固定球球阀。因为当阀腔内密封脂压力超过弹簧施加于阀座的推力时，弹簧被压缩，压力将通过密封副间隙向阀门两侧中压力较低的一侧（通常为下游）逃逸，无法将密封脂封闭在阀腔内以实现密封。
4、关闭球阀后通过排污阀排放阀腔截留天然气前，必须同时做好注油应急密封准备。
确认内漏后，须立即关闭排污阀并尽快实施应急密封，此点至关重要。因为发现内漏时，阀腔压力为大气压，阀座前后压差最大，流经泄漏路径的流速最高。若附近管道存在污物，高动能污物将迅速冲蚀泄漏路径形成大缺口，届时再想密封为时已晚。这是应急密封技术中的一项风险。
5、对于第一种方法，还需增设自动释放过剩密封脂压力的技术。
向阀座注入密封脂时，高压密封脂将阀座紧压于球体表面，导致摩擦转矩大幅上升，可能造成球体无法转动。因此，该技术还需引入一种机制：当密封脂流入着座面后，推压阀座至球体表面的力达到一定程度时，能自动释放过剩密封脂压力。
6、对于第二种方法，需回收注入的密封脂并清洗阀腔。
关闭后球阀阀腔容积较大（较全开状态增加了球体流道圆柱体体积），需注入大量密封脂方能生效，若不回收将造成巨大浪费。
此外，开启回收密封脂后的阀门时，在操作至全开位置的过程中，残留于阀腔及球体流道中的大部分密封脂将被射入下游，高速流动的密封脂将对下游管道及设备造成严重冲蚀。为防止该情况，开启阀门前需使用清洗剂（如气态冷凝物、乙二醇、甲醇或压缩机油）反复清洗阀腔。
7、对于第二种方法，还需考虑安全因素。
密封脂为不可压缩液体，注满后仅需多注入数滴，阀腔内压力便会急剧上升；反之，释放高压时仅需排放数滴，压力即迅速降至常压。因此，使用高压注油泵快速向阀腔注入密封脂，在阀体注满时存在阀体破裂的不可忽视风险。为防止该情况，仅建议由经验丰富的操作人员执行该程序。
此外，此类阀门为释放阀腔内异常升高的压力，在阀体上设有泄压阀。若向阀体注入超稠应急密封化合物时无法控制密封脂压力快速上升，高压超稠密封脂可能损坏泄压阀，甚至引发安全事故。
8、成本费用
采用应急密封技术后，需配置密封脂流入系统，涉及系统加工、材料成本、外购件费用，以及注油枪、密封脂、清洗剂的储备和操作人员培训等诸多事项及费用。
9、注入密封脂属于事后补救、临时一次性的密封技术。
无论向阀座还是阀腔注入应急密封脂，均仅用于内漏球阀下游需连接新管道、发送清管器或维修压缩机等作业期间的临时密封。后续开启阀门过程中，应急注入的密封脂将流失。多数情况下，为满足泄漏点密封并重新达到气泡级密封要求，需再次注入密封脂。此类应急密封技术通常用于大直径气体管线，因该场合下维修或更换阀门不切实际，且费用高。此外，该技术对野外操作亦不便。
综上所述，管线球阀应急密封技术属不得已而为之的临时性应对措施。
结论
注入密封脂的方法为事后补救的应急措施，操作程序繁杂，需由经验丰富、能迅速做出正确判断的人员实施，且存在较多不可控风险。
在更优技术出现之前，具有双重活塞密封效应结构的球阀应为较优选择，较应急密封技术更为经济实用。因为该结构球阀在上游密封副泄漏后，下游阀座密封副将自动进入密封状态，使球阀继续保持密封；且球阀发生严重内漏后，同样可实施应急密封。
在确定的使用寿命期限内，能够耐受管线污物冲蚀的技术无疑是对球阀改进的期待方向，因其属于事前预防技术，既能克服上述种种缺陷，又可节省大量人力、物力和财力，管理更为简便，安全性也更可靠。
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