注脂維護(hù)保養(yǎng)對(duì)于減少球閥故障、延長(zhǎng)球閥壽命、使球閥方便操作等方面具有重要意義。注脂設(shè)備通過(guò)注脂嘴向閥球密封系統(tǒng)注潤(rùn)滑脂或清洗液，實(shí)現(xiàn)球閥的維護(hù)和保養(yǎng)。由于注脂嘴下端直接處于閥球內(nèi)流體壓力環(huán)境中，如果注脂嘴結(jié)構(gòu)失效，就會(huì)引起流體介質(zhì)泄漏，對(duì)安全生產(chǎn)、人身安全、環(huán)境污染造成影響。
近幾年來(lái)某公司檢查輸氣站及閥室，發(fā)現(xiàn)有10多處球閥注脂嘴存在泄漏隱患。為了應(yīng)對(duì)球閥注脂嘴泄漏風(fēng)險(xiǎn)，需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，采取不同的處置方法。
1 球閥閥座密封系統(tǒng)結(jié)構(gòu)風(fēng)險(xiǎn)
典型球閥的閥座密封系統(tǒng)（圖1）嵌在閥座上的密封環(huán)和閥球之間形成密封副，注脂設(shè)備通過(guò)注脂接頭、內(nèi)置止回閥及閥座內(nèi)部注脂通道將潤(rùn)滑脂（清洗液）注入至閥座密封環(huán)位置，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)密封副的潤(rùn)滑和密封。注脂嘴的下端通過(guò)螺紋與閥體直接相連，上端暴露于大氣中，注脂嘴上、下端面之間承受的壓力即為管線流體的壓力。
圖1 典型球閥閥座密封系統(tǒng)
閥座注脂接頭直接和管輸系統(tǒng)相連接。閥腔內(nèi)壓力排空并不意味著帶壓拆卸注脂嘴是安全的。即使是新安裝的止回閥也不是安全可靠的。如果此時(shí)從閥體上拆卸外部注脂接頭，管線壓力就可能通過(guò)注脂通道經(jīng)過(guò)失效的內(nèi)部止回閥將外部注脂接頭打飛，從而帶來(lái)嚴(yán)重的后果。如在閥室或建筑物內(nèi)，可能引發(fā)緊急關(guān)斷、火災(zāi)甚至是爆炸。因此禁止在帶壓情況下，直接拆卸更換球閥的注脂嘴。
2 注脂嘴結(jié)構(gòu)及失效原因分析
注脂嘴一般由蓋帽、珠、彈簧和帶連接螺紋的本體幾部分組成。從結(jié)構(gòu)（圖2）可見(jiàn)，注脂接頭一般采用底部壓邊結(jié)構(gòu)將彈簧、珠限制在注脂接頭本體內(nèi)。
圖2 注脂嘴的結(jié)構(gòu)
注脂接頭內(nèi)的止回球由于被污物（沙粒、金屬碎屑、固化的脂等）卡住或者彈簧失效而無(wú)法回復(fù)到原來(lái)的位置，從而失去其止回的功能導(dǎo)致泄漏發(fā)生。因此壓邊失效和彈簧疲勞失效是導(dǎo)致注脂接頭失效的重要原因（圖3）。此外還有止回球珠破損等原因造成注脂嘴產(chǎn)生泄漏（圖4）。
圖3 壓邊失效和彈簧疲勞失效
3 注脂嘴泄漏處置方法
3.1 注潤(rùn)滑脂或清洗液
在高壓天然氣管輸系統(tǒng)中，大多數(shù)的內(nèi)置止回閥無(wú)法有效地防止閥門小泄漏的發(fā)生。此時(shí)，可以向閥門密封系統(tǒng)重新注入少量的清洗液（或流動(dòng)性好的潤(rùn)滑脂），浸泡一段時(shí)間后，就可以有效防止這類泄漏的發(fā)生。閥門注脂嘴注入清洗液后，小球和彈簧四周固化的脂等污物在清洗液的浸泡下，很快瓦解或者變軟，使止回球和彈簧很快得到復(fù)位，就不會(huì)再發(fā)生泄漏了。如果注脂嘴泄漏量大，導(dǎo)致注脂操作不易實(shí)施，注入清洗液前，需要安裝泄漏自鎖適配器。
圖4 注脂嘴故障前后對(duì)比
安裝過(guò)程中將金屬密封泄漏鎖緊接頭的頂部卡到注脂接頭上，然后順時(shí)針擰金屬密封泄漏鎖緊接頭，就可以將金屬密封泄漏鎖緊接頭安裝到原注脂嘴上。通過(guò)墊圈或金屬密封圈可以獲得有效的密封性能。金屬密封泄漏鎖緊接頭安裝完畢后，可以先向閥門注入少量的清洗液，如VAL－TEX2000型清洗液。一般當(dāng)清洗液接觸到止回閥界面時(shí)，泄漏就可以被有效阻止。有時(shí)在止回閥準(zhǔn)確落入閥座前，需要進(jìn)行多次清洗液或流動(dòng)性較好的潤(rùn)滑脂的注脂嘗試。停止氣體泄漏后，維檢修操作者仍可以向閥門注入潤(rùn)滑脂或清洗液。
3.2 采用泄壓工具更換注脂嘴
如果在特殊情況下必須嘗試在線拆卸更換外部注脂嘴，那么可以使用一種SO－BV工具。SO-BV工具底部通過(guò)螺紋連接在注脂嘴上，通過(guò)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)頂部T形手柄以使頂桿向下運(yùn)行從而推開(kāi)注脂嘴的內(nèi)部止回閥，此時(shí)如果閥體上的內(nèi)部止回閥已經(jīng)失效，那么管線內(nèi)的高壓流體介質(zhì)將通過(guò)SO－BV工具的外部開(kāi)口流出。此時(shí)就可以明確判斷閥體上的內(nèi)部止回閥已經(jīng)失效，無(wú)法在線拆卸更換外部注脂嘴。否則如果SO－BV工具的外部開(kāi)口沒(méi)有高壓介質(zhì)流出，可以嘗試在線拆卸更換外部注脂嘴將SO－BV工具連接到注脂嘴上之前，首先逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)SO－BV工具上的T型手柄使頂桿上行至zui大位置，然后拆除密封注脂接頭上的金屬蓋帽，將SO－BV工具連接在注脂接頭的螺紋上并旋緊。順時(shí)針旋轉(zhuǎn)SO－BV工具上的T型手柄，使頂桿下行從而使注脂接頭內(nèi)的球形止回閥“離座”。這樣做可以使閥體內(nèi)的物質(zhì)通過(guò)泄放孔和后端的閥門被釋放出（圖5）。
圖5 SO－BV工具泄壓操作（“離座”）
反方向旋轉(zhuǎn)SO－BV工具上的T型手柄，抽出頂桿，從而使注脂接頭的內(nèi)置止回球在彈簧的彈力下重新“回座”（圖6）。
圖6 SO－BV工具泄壓操作（“回座”）
3.3 采用帶壓更換工具進(jìn)行在線更換注脂嘴
某維搶修中心采用TDW公司的T101b鉆孔機(jī)及其附件（圖7），對(duì)失效注脂嘴進(jìn)行在線帶壓拆卸和更換。T101b鉆孔機(jī)可實(shí)現(xiàn)密閉狀態(tài)下被夾持工件的螺旋式上升和下降，亦可以實(shí)現(xiàn)內(nèi)部夾持工件的垂直上升和下降。
通過(guò)在失效的球閥注脂嘴四周表面固定T101b帶壓更換成套工具，實(shí)現(xiàn)注脂嘴的帶壓拆卸和更換工作。為保證施工過(guò)程中的密封效果，需提前加工護(hù)板短節(jié)和抱箍，并準(zhǔn)備高壓“O”型密封圈。需加工護(hù)板短節(jié)和抱箍結(jié)構(gòu)。護(hù)板短接及底部的“O”型圈、球閥表面和2英寸閥門在抱箍的作用下在注脂嘴四周形成一個(gè)密封腔。帶壓更換成套工具裝配后如圖8所示。
圖7 T－101b帶壓更換工具結(jié)構(gòu)
圖8 在線更換注脂嘴成套工具裝配
取注脂嘴操作時(shí)，首先將持器底部的內(nèi)六角扳手頭與注脂嘴外六方螺桿固定好，打開(kāi)2英寸閥門，將鉆孔機(jī)與夾持器（套筒頭及驅(qū)柄）連接好，逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)鉆孔機(jī)的棘齒搖把，轉(zhuǎn)動(dòng)大約12轉(zhuǎn)，可以將注脂嘴移出。繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，提升給進(jìn)管，直到注脂嘴提升到達(dá)2英寸閥門表面。鉆桿每轉(zhuǎn)8轉(zhuǎn)的行程越為1英寸，提升距離可以在鉆桿上讀取。注脂嘴提升到達(dá)2英寸閥門表面時(shí)，立即關(guān)閉2英寸閥門，對(duì)鉆孔機(jī)進(jìn)行泄壓，拆卸下短接和適配器，可以將注脂嘴取下。
安裝新注脂嘴時(shí)，首先在夾持器套筒扳手頭內(nèi)安裝新注脂嘴，并將套筒頭上的沉頭螺栓鎖死，使注脂嘴在旋緊過(guò)程中不會(huì)從套筒內(nèi)脫出。其余安裝過(guò)程與取注脂嘴程序相反。為保證操作的氣密性，上述任何一步操作過(guò)程中，必須進(jìn)行驗(yàn)漏，以保證系統(tǒng)的氣密性。
4 結(jié)語(yǔ)
通過(guò)對(duì)典型球閥閥座密封系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，對(duì)注脂嘴的結(jié)構(gòu)和失效原因進(jìn)行分析，得出以下結(jié)論。
a）球閥注脂嘴在發(fā)生失效泄漏時(shí)不能直接帶壓在線更換。
b）注脂嘴發(fā)生泄漏時(shí)，注清洗液浸泡是前期較好的處置方法，如果泄漏量大，導(dǎo)致注脂操作不易實(shí)施，需要安裝泄漏自鎖適配器后實(shí)施注脂。
c）如果確認(rèn)閥體上的內(nèi)部止回閥沒(méi)有失效，可以嘗試采用SO－BV工具對(duì)注脂嘴內(nèi)壓力進(jìn)行泄放，確認(rèn)無(wú)泄漏后對(duì)注脂嘴進(jìn)行更換。該方法經(jīng)具體實(shí)踐檢驗(yàn)不是一種理想的方法。
d）采用T101b鉆孔機(jī)及成套工具在線更換注脂嘴是一種新的嘗試，操作過(guò)程中的安全性和可靠性需要不斷實(shí)踐，才能熟練掌握。
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