浅议我国阀门密封等级及选用

秦远中

摘要 ：阀门是石油化工装置中主要的泄漏源之一。阀门密封性能是衡量阀门质量优劣的一个重要指标。阀门的检验标准中对阀门密封等级及泄漏量有明确的规定，工程设计中应充分考虑阀门的使用工况，力求选用的阀门密封等级满足安全、合理和经济的原则。

关键词 ：阀门 密封等级 泄漏量 标准

阀门是石油化工装置管道系统中的重要组成部件，其种类多、数量大，是装置中主要泄漏源之一，因此对阀门的泄漏要求至关重要。阀门密封性能是指阀门各密封部位阻止介质泄漏的能力。阀门的主要密封部位有：启闭件与阀座间的吻合面、填料与阀杆和填料函的配合、阀体与阀盖的连接处。对于高温高压、易燃易爆、有毒或腐蚀性的介质，阀门的外漏根本是不允许的，因其所造成的后果比内漏更为严重，因此阀门必须具有可靠的密封性能，满足其使用工况对泄漏量的要求。

1. 我国阀门密封等级分类标准和等级选用概述

目前我国比较常用的阀门密封等级分类标准主要有以下两种。一是中国国家标准对阀门密封等级的分类。国家标准GB/T 13927——2008《工业阀门压力试验》对阀门密封等级及泄漏量做出规定。二是中国机械行业标准对阀门密封等级的分类。依据机械行业标准JB/T 9092——1999《阀门的检验与试验》对阀门密封等级及泄漏量做出规定。

1.1 2009年7月1日实施的国家标准GB/T13927——2008《工业阀门压力试验》是参照欧洲标准ISO 5208——2008制訂的。适用于工业用金属阀门，包括闸阀、截止阀、止回阀、旋塞阀、球阀、蝶阀的检验和压力试验。密封试验的分级和最大允许泄漏量与ISO 5208——2008的规定相同。该标准是对GB/T13927—1992《通用阀门压力试验》的修订，与GB/T13927——1992相比，新增了AA、CC、E、EE、F和G六个等级。新版标准中规定“泄漏等级的选择应是相关阀门产品标准规定或订货合同中要求严格的一个。若产品标准或订货合同中没有特别规定时，非金属弹性密封阀门按A级要求，金属密封副阀门按D级要求。”通常D级适用于一般的阀门，比较关键的阀门宜选用D级以上泄漏等级。

1.2 机械行业标准JB/T 9092——1999《阀门的检验和试验》是对ZB J16006——90的修订。密封试验的最大允许泄漏量是参照美国石油协会标准API598——1996制订的。适用于石油工业用阀门，包括金属密封副、弹性密封副和非金属密封副（如陶瓷）的闸阀、截止阀、旋塞阀、球阀、止回阀和蝶阀的检验和压力试验。目前GB/T 9092——1999正在修订中。

1.3 工程设计中应注意：国家标准GB/T19672——2005《管线阀门技术条件》是参照欧洲标准ISO 14313--1999和美国石油协会标准API 6D——2002制订的。国家标准GB/T 20173——2006《石油天然气工业管道输送系统管道阀门》是参照欧洲标准ISO 14313——1999制订的。GB/T19672——2005和GB/T 20173——2006这两个标准对阀门泄漏量的接收准则均同ISO 5208 A级和D级要求。因此，工程设计中有高于其标准的泄漏量要求时，应在订货合同中给出。

2. 低泄漏阀门密封的等级选用及其注意事项

2.1 波纹管密封阀门的等级选用。波纹管密封阀门是低泄漏阀门中的一种。以往对阀门外泄漏等级有特殊要求的工况一般选用波纹管密封阀门，但由于波纹管密封阀门加工难度大、技术要求高，其波纹管材料还不能完全实现国产化，成本过高，从而制约其在石化行业中大量推广使用。目前，随着人们的安全、环保意识地不断增强，与国外技术合作的增多，以及国内阀门制造厂自身技术力量不断加强，国内技术人员对于低泄漏阀门的认识也不断提高，使其应用范围在不断地扩大。对石化企业中易燃易爆、有毒介质选用的阀门如果能满足低泄漏标准，这无疑将大大降低装置中有毒、可燃易爆介质的排放量，避免因阀门外漏引发火灾、爆炸、中毒等危害生命安全的事故发生。满足ISO15848、SHELL MESC SPE 77/31标准的低泄漏阀门与波纹管阀门相比，结构简单，加工制造容易，其成本与通用阀门相比约高10%至20%。根据前面对这两个标准密封等级的分析比较来看，紧密等级B级阀门的泄漏量一般就能满足某些特殊工况的低泄漏要求，加工精度要求比较容易达到，制造成本增加不多，其可以代替一部分波纹管阀门的使用。目前，低泄漏阀门对于硫化氢含量高的油气田净化系统更具有实际意义。因为硫化氢是一种剧毒、可燃气体，比空气重，能在低洼地区聚集，吸入一定浓度的硫化氢会伤害身体，甚至导致死亡，因此对这类天然气净化设施的泄漏要求更加严格。

2.2 允许泄漏量相关注意事项。当选取密封等级和规定的允许泄漏量时应注意，在高压阀门中密封面间介质的泄漏会引起表面侵蚀。若是有腐蚀性介质产生渗漏，在渗漏处的金属会被腐蚀，随着渗漏缝隙的增大，渗漏量也会很快的增加，以至使阀门报废。因此，对于高压或腐蚀性介质工况工作的阀门，在保证密封性方面应提出较高的要求。在输送易燃易爆和有毒介质的管道中，阀门密封面间介质的泄漏可能会造成人身危害、经济损失甚至产生事故等。因此，对于输送易燃易爆和有毒介质的阀门，应按介质的危险级别合理地提出对密封性的要求。任何的密封有时允许有微量的泄漏，如果此泄漏量不起实际作用时，则可认为是密封的。阀门制造的技术标准通常规定，金属对金属密封，在关闭状态下进行密封性能试验时，允许有一定的泄漏量。

2.3 阀门的密封性能的保证。为了保证阀门高的密封性能，必须特别认真地研磨密封面，增加密封面上的比压，但要小于密封面材料的许用比压，同时要提高结构的刚度。有些工况完全允许介质有微量泄漏，因这种泄漏量不足以影响阀门的使用。相反，提高这些阀门的密封性能会使制造工艺复杂化，提高成本，造成不必要的浪费。阀门本身的结构设计及制造加工对其外泄漏影响最为明显，低泄漏阀门对于阀门的阀体、阀杆和填料函等关键部件的设计制造加工要求更为严格：一是阀体和阀盖的质量，特别是在锻造或铸造时应避免其产生折叠、夹渣、气孔、组织疏散、隐裂纹等缺陷和成分不均；二是阀杆和阀体连接处零件等的加工质量，特别是阀杆和填料函的粗糙度、阀杆的直线度、阀盖填料函孔的垂直度和加工的精度；三是阀门填料函的结构选择，由于阀杆处的密封为动密封，阀杆在转动或滑动过程中填料容易磨损，需选用特制的低泄漏填料密封及填料密封组合，并严格控制填料与阀杆的间隙，填料与填料箱的间隙。

综上所述，阀门类型的选用除了满足工艺条件和标准规范外，还应充分考虑各种使用工况，工程设计中应力求选用的阀门密封等级满足安全、合理和经济的原则。

参考文献：

[1] 鄂向辉.浅析管道系统阀门分类及选用[J].玻璃.2010（03）.

[2] 张玉树，潘建武，曹佳，余文艳，刘锋.阀门耐火试验方法研究[J].石油机械.2010（04）.

[3] 张喜军，王朝富，李树勋.国内外阀门锁发展现状与展望[J].企业科技与发展.2010（10）.