1、前言

　　為了滿足我國對(duì)石油、天然氣需求的持續(xù)增長，在未來一段時(shí)間里，每年將興建幾千公里的大型長輸管線，包括增壓站、分輸站、大型儲(chǔ)備庫等油氣儲(chǔ)運(yùn)項(xiàng)目。由于石油、天然氣易燃易爆的特殊性，對(duì)大型油氣儲(chǔ)運(yùn)項(xiàng)目工程的質(zhì)量要求十分嚴(yán)格，對(duì)用于這些項(xiàng)目的管線球閥提出除了滿足API6D規(guī)范要求外，還要求閥門制造商提供第三方的防火認(rèn)證，確保閥門的結(jié)構(gòu)是安全防火型的。

　　目前，我國閥門制造商取得的防火證，大多是國外認(rèn)證公司(如Lloyds'，TUV，ABS等)頒發(fā)，也有一部分是認(rèn)證公司下設(shè)的檢驗(yàn)公司頒發(fā)。部分閥門制造商將準(zhǔn)備好的被試樣品送至認(rèn)證公司指定火燒試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行火燒試驗(yàn)，產(chǎn)品的泄漏量達(dá)到API6FA或API607標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的范圍，就頒發(fā)防火證書，被試樣品的結(jié)構(gòu)與提供發(fā)證備案的總裝圖是否一致沒有明確規(guī)定，被試樣品的來源沒有明確的確認(rèn)，火燒試驗(yàn)臺(tái)是否具有供第三方認(rèn)證試驗(yàn)所具備的資質(zhì)條件含糊其辭。這樣有些制造商雖取得了防火證，但實(shí)際生產(chǎn)的產(chǎn)品是否是真正安全防火型，難以另人信服。項(xiàng)目設(shè)計(jì)單位、業(yè)主工程技術(shù)部門對(duì)國內(nèi)一些球閥制造商生產(chǎn)的管線球閥能否安全防火常有質(zhì)疑。

　　管線球閥是固定球結(jié)構(gòu)形式，上游端密封為主密封，具有DBB功能，在密封完好的情況下，閥門在全開或全關(guān)狀態(tài)下，可以通過中腔排污口或放空口來觀察上游閥座是否存在泄漏。管線球閥在正常使用下，中腔不帶壓。在火災(zāi)事故時(shí)，設(shè)計(jì)合理的閥座防火結(jié)構(gòu)，能夠減緩上游壓力介質(zhì)進(jìn)入中腔的進(jìn)度，避免因中腔升壓而引起介質(zhì)外漏和內(nèi)漏。具有良好的防火結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的閥座，是保證管線球閥具有安全防火性能的主動(dòng)措施。

　　管線球閥的防火結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，閥座防火結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是關(guān)鍵，閥座的防火性能良好，在火災(zāi)事故狀態(tài)下，可減輕閥桿防火結(jié)構(gòu)、閥體與左右體之間防火結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的壓力。本文重點(diǎn)分析管線球閥在火災(zāi)時(shí)發(fā)生泄漏的原因，對(duì)閥門的防火結(jié)構(gòu)進(jìn)行探討。

2、閥座防火結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的目的

　　閥座防火結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的目的為：

　　(1)有效保證在火災(zāi)事故時(shí)，上游壓力介質(zhì)盡可能少的通過閥座流入閥體中腔，從而引起內(nèi)漏和外漏。保證在消防隊(duì)員到達(dá)事故現(xiàn)場之前，不因閥門使火災(zāi)事故擴(kuò)大;在消防隊(duì)員到現(xiàn)場后，利用消防設(shè)備能夠快速壓住火勢，消除火災(zāi)事故。

　　(2)真正使產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)符合API6D規(guī)范的要求。使產(chǎn)品能通過火燒試驗(yàn)，取得防火證書。

3、閥座防火結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

　　在金屬閥座圈與閥體間設(shè)置石墨防火密封環(huán)；在金屬閥座圈與球體間設(shè)置防火金屬密封。結(jié)構(gòu)如圖1、2所示。

圖1 橡膠密封閥座結(jié)構(gòu)

圖2 塑料密封閥座結(jié)構(gòu)

　　火災(zāi)后，所有橡膠件和塑料件的密封將失效，失火后的密封功能由石墨防火密封環(huán)和球座防火金屬密封實(shí)現(xiàn)�；馂�(zāi)前和火災(zāi)后的密封對(duì)照如圖3、4所示。

(a)正常密封狀態(tài)

(b)火災(zāi)后密封狀態(tài)

圖3 橡膠密封閥火災(zāi)發(fā)生前后密封對(duì)比

(a)正常密封狀態(tài)

(b)火災(zāi)后閥座密封狀態(tài)

圖4 塑料密封封火災(zāi)前后閥座密封對(duì)比

4、閥座火災(zāi)后泄漏原因分析

　　球閥閥座在正常情況下密封應(yīng)無泄漏。在火災(zāi)情況下，無論是橡膠密封閥座，還是塑料密封閥座所有橡膠件和塑料件密封性能失效，閥座將發(fā)生泄漏，此時(shí)，閥座防火結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)劣，直接影響閥門的防火性能。閥座泄漏途徑越少，泄漏量越少，閥門的防火性能越好。閥座泄漏途徑一般有3種情況：

　　(1)泄漏途徑1

　　閥座密封圈失效后，介質(zhì)通過閥座與球體之間的通道發(fā)生泄漏，如圖5所示。

(a)橡膠密封閥座

(b)塑料密封閥座

圖5 塑料密封與球體之間的泄漏