趙志濤 周煒彬 王坤 董伯一 胡秉璽

國家管網集團西南管道蘭州輸油氣分公司

摘要：水擊泄壓閥可有效避免輸油管道因突發原因造成的水擊現象，保障管道安全運行。分析了現用丹尼爾水擊泄壓閥動作后閥芯不回位故障處置存在的問題，發明了一種用于排除丹尼爾先導式水擊泄壓閥回位故障的頂壓法，以安全高效針對性解決問題。經現場應用，相較于重復拆裝水擊泄壓閥來解決故障，該方法明顯縮短了故障排除時間，節約了維修成本，消減了作業過程安全風險。

關鍵詞：輸油管道；水擊泄壓閥；閥芯不回位故障；頂壓法

水擊泄壓閥對避免輸油管道發生水擊現象、保障管道安全運行意義重大，目前國內多用丹尼爾先導式水擊泄壓閥[1]。當管道壓力超過水擊泄壓閥設定值后，閥門動作后常因多種原因導致錐形閥芯無法回位造成管道內漏[2]，需要整體拆卸并重裝以排除故障，給維修作業帶來了極大不便，還會留下安全隱患。針對此問題，我們發明了一種用于排除丹尼爾先導式水擊泄壓閥回位故障的頂壓法（申請發明專利實質性審查階段），以便安全高效、省時省力處置故障。

1  現有處置方法實例分析

2021年8月3日，某成品油管道首站對出站管道丹尼爾先導式水擊泄壓閥校驗后發現閥芯不回位問題，6名維修人員采用拆裝及手動排除閥芯腔內空氣方法，前后重復4次、耗時3天、使用價值20萬元的維修包2套、排放并回收0.5 m3的油品，仍未能解決問題。經分析，原因大致有三點：水擊泄壓閥閥芯動作后依靠彈簧提供的力量恢復原位，一旦出現彈簧疲勞、彈力不足和雜質堵塞閥芯則無法完全回位；水擊泄壓閥拆卸后閥芯腔內的空氣無法通過手動方式完全排干凈，影響回位；缺少合適的打壓裝置。

2  頂壓法工作原理及操作方法

2.1  工作原理

頂壓法工作原理如圖 1所示，配套研制了排氣和打壓一體裝置，包括缸體、管路組件、通流接口組件和管路切換組件。缸體內形成流路切換腔及分別與其連通的第一流道（PB管路與PU管路組成的流道）和第二流道（PA管路與PU管路組成的流道），排氣管路（PU管路）與第一流道連接，打壓管路（PA管路）與第二流道連接，管路切換鎖片可以選擇第一流道和第二流道之一與流路切換腔連通。同時，通流接口組件可以控制流路切換腔與外部通斷，并用于與打壓泵連接。當水擊泄壓閥需要排氣時，通流接口組件控制流路切換腔直接與外界大氣連通，再通過管路切換鎖片選擇第一流道與之連通，則來自水擊泄壓閥的上接泄壓管道的氣體可以依次流經排氣管路、第一流道和流路切換腔，最后從通流接口組件排出。當水擊泄壓閥閥芯無法回位時，可以將打壓泵與通流接口組件連接，控制流路切換腔與打壓泵連通，再通過管路切換鎖片選擇第二流道與流路切換腔連通，則打壓泵的液壓油或者潤滑油可以依次流經通流接口組件、流路切換腔、第二流道和打壓管路，最后流入閥芯腔中，以推動閥芯自動回位。

圖 1 頂壓法工作原理示意圖

2.2  操作方法

（1）發現泄壓閥故障后，第一時間關閉其前、后閥門，壓力泄至零，拆除閥門排氣口上的堵頭。

（2）將打壓泵與水擊泄壓閥排氣口連通，用內六方全關水擊泄壓閥過濾器上的切換鎖片，切斷主管道（PB管路）與排氣管路（PU管路）的連接，將排氣管路與閥芯后端閥腔（PA管路）連通，將打壓泵的壓力傳導至位于閥芯后端的閥腔空間內，推動閥芯向上游方向回位。控制打壓泵將泄壓閥閥芯推動回位，預設打壓值小于泄壓設定值，如水擊泄壓閥設定值為7.7 MPa，可以打壓至7.0  MPa，如圖 2所示。

圖 2 頂壓法操作現場

（3）拆除打壓泵，并切斷流路切換腔與外部的連通；切換至第一流道與流路切換腔連通。水擊泄壓閥的上接泄壓管道充壓操作，根據泄壓管道壓力檢測數值判斷閥芯是否推動到位。

3  現場應用

2021年8月7日，某成品油管道首站出站水擊泄壓閥重新拆裝后，閥芯腔內存在空氣使閥芯不能完全回位，維修人員采用頂壓法耗時2小時使閥門恢復正常工作狀態。2022年1月28日，某成品油管道中間泵站進站管道的丹尼爾水擊泄壓閥校驗后閥芯不回位，維修人員采用頂壓法僅用1小時成功解決問題，避免了重新拆裝水擊泄壓閥的繁瑣作業。

4  結語

頂壓法能快速有效解決水擊泄壓閥動作后閥芯不回位及拆裝后閥芯腔內存在空氣的難題，避免多次拆除重裝閥門作業。與原有方法相比，具有安全高效、操作方便、省時省力、節約成本等優點。但也存在一些不足，如操作不當容易導致水擊泄壓閥誤動作引發油品泄漏隱患；打壓泵與水擊泄壓閥上的排氣口不匹配，需要額外制作安裝適配連接頭等。該方法有待進一步改進提升。

（1）制定頂壓法操作規程，明確適用范圍及注意事項。嚴格按照規程處置水擊泄壓閥故障，杜絕違規操作行為，確保作業過程安全高效、規范有序。

（2）改造水擊泄壓閥上的排氣口，使其與打壓泵匹配；同時改造打壓泵操作平臺，使作業更加安全便捷。

（3）嚴格按照維護保養和檢修規程、連鎖保護功能測試規程，做好閥門保養和檢修、保護邏輯測試等工作，確保閥門和自動控制系統性能可靠。

參考文獻：

[1]董朋，楊昌群，楊光，等.水擊泄壓閥在成品油輸送管路中的應用[J].機床與液壓，2021，49(9)：182-186.

[2]楊春花.先導式水擊泄壓閥動作原理及典型故障分析[J].內燃機與配件，2020(27)：193-194.

作者簡介：趙志濤，1987年生，本科畢業于東北林業大學，工程師，蘭州輸油氣分公司蘭州作業區副經理，現主要從事長輸管道生產運行及安全管理工作。聯系方式：18189699971，715557742@qq.com。