天然气站场阀门生产工艺与进场检验研究

杜健

摘 要：在天然气资源的开发与运用过程中，天然气站场发挥着不可替代的作用，运输、贮存体系下的多项设备，必须配以精准度极高、质量极佳的阀门。本文对天然气站场阀门的分类及质量要求进行了介绍，阐述了天然气站场阀门的生产流程，围绕平板闸阀、节流截止类阀门的进场检验标准展开详细阐述，希望通过更加安全、科学的方式，确保天然气站场各项作业维持安全运转，避免出现事故。

关键词：天然气站场;阀门;生产工艺;进场检验

0 引言

作为一种清洁程度较高的化石燃料，天然气由于其便于贮存和运输、安全性较高、间接投资少等优势，大有全面取代石油、煤炭，成为社会发展主要能源的趋势。在天然气开采、贮存、运输供应的过程中，天然气站场的作用十分重要。多种运输、贮存设备对于阀门的要求极高，一旦因工艺环节的控制失灵，或由于质量不过关导致天然气泄漏、中毒，甚至引发火灾、爆炸等事故，后果不堪设想。

1 天然气站场阀门生产工艺及质量要求简析

1.1 天然气站场阀门的生产工艺

现阶段，我国有关企业生产天然气站场阀门的主要思路在于，从原材料市场购买半成品后，根据不同地区天然气站场的实际需求，依次完成粗加工、精加工，最终制造成精密度较高的成品。核心生产工艺在于：以半成品材料的外形、尺寸、应用位置、构件厚度等作为主要参数，在加工的过程中实现定向转换。天然气站场阀门具体的生产工艺包含多个步骤，如初装、工位、走刀等。上述过程必须环环相扣、紧密衔接，缺少任何一项操作，或是中途间隔较长时间，均会导致天然气站场阀门的质量严重受损。首先将半成品工件放置于基床上，完成定位后，实现紧固。如果定位不准确，盲目走刀，则“夹紧”操作的质量将会大打折扣，导致生产出的阀门构件无法正常应用。其次，完成初装、夹紧操作后的工件，需要立刻进行走刀操作。在此期间，被加工的工件在装配时，其连接表面必须达到一个“工步（装配工具没有发生任何变化的情况下，机组设备在一定时间内连续完成的所有工序）”的基本要求。在此基础上，如果半成品构件表面的厚度依然无法达到出厂要求，则通过走刀的方式，分一次或多次完成对厚度的切削，使之符合阀门生产的要求。

1.2 天然气站场阀门的质量要求

完成上述生产加工过程的天然气站场阀门，虽然属于半成品毛坯件，但其内部构造已经十分复杂。按照常规的生产及质量检验要求，从此期间开始，质检人员必须围绕毛坯件的性能展开系统性地检测，避免后续加工及使用出现任何问题。具体的要求为：首先，符合天然气站场控制阀门初步生产要求的毛坯构件属于薄壳类构件，其表面的光滑及平整程度甚至是化学特性，对于天然气控制管道能否长时间无故障运行至关重要，如果出现任何瑕疵，均可能为后续使用埋下安全隐患。其次，半成品毛坯件的内部结构严禁出现任何技术性及设备性缺陷。为了实现这一要求，在铸造期间，阀门构件的核心材料应该具有耐火性及耐高温性，投入生产熔炉后，经过反复的控制性锻造后，最终成型。再次，成功定型的阀门构件，还需采用分层、分时段、分要求打磨的方式，保证砂型的硬度。为了以防万一，生产人员还可以进一步提升阀门构件的性能，比如科学制定帽口系统，对浇注成型的速度、环境温度进行精确控制[1]。最后，天然气站场阀门半成品毛坯构件原材料的来源多种多样，内中含有多少杂质元素尚属未知，故在生产加工的过程中，有关人员对阀门外形尺寸、定位精度的控制必须额外注意。在当前的生产线中，一种常见的性能、质量检测方式在于重点围绕材料的金相特点、力学指标及抗腐蚀、耐高温能力进行检测。在实际生产及检测过程中，基于前文提到的阀门半成品毛坯件多属于薄壳、细长形态的特性，导致其刚度和承载能力处于较低的水平。故在检测时，必须使用夹具;否则，检验质量必然受到影响。

2 天然气站场阀门的进场检验标准简述

我国当前的天然气站场阀门，主要包含闸阀、截止阀两个大类，多属于铜套装入结构，本文以平板闸阀、节流截止类阀门为例，以铜套的安装为主要切入点，详细叙述其进场检验标准。从原则上来看，我国天然气站场阀门的进场检验标准与普通材料进场并无本质上的不同，具体流程为：①核验采购阀门构件的型号、规格等是否与天然气站场的采购需求相匹配;②详细审查阀门出厂检验报告，反复观看质量证明文件，出厂合格证没有任何问题后，核对实物;③重点观察外观，检验阀门表层的光滑度、是否存在划痕，厚度是否达到天然气站场贮存、运输管道的相关要求;④天然气站场的阀门数量总体上属于“一个萝卜一个坑”，故必须材料数量的准确性进行检验;⑤完成取送样检测，待复检报告生成后，方可执行进场材料报审工作。但天然气站场的安全防范等级毕竟远远超过常规性质的工业场所，故针对平板闸阀、节流截止类阀门的进场检验标准，还需注重以下内容。

2.1 平板闸阀的进场检验标准

平板闸阀更多地应用于天然气输配场站，其显著特点是，阀杆的行程相对较长。故为在传动过程中，避免较大的摩擦力导致阀门及管道的使用寿命受损，且为了防范轴中心位置发生偏移，平板闸阀的铜套必须装配特定的轴承。而在进行平板闸阀进场检验时，有关人员还应重点审查轴承的质量。目前，我国天然气输配场站常见的平板闸阀，其导流孔主要为WKM样式，基于具体的形态，可以分为伞齿轮型和手摇轮型，其特点如下：

平板闸阀WKM导流孔伞齿轮型铜套：

构件配备检验必须严丝合缝地满足以下拆卸流程：①整体性地打开阀门后，将手摇轮和阀杆罩取出;②将手摇轮销子、松伞齿轮螺栓构件、伞齿轮罩和伞齿轮依次取出;③拿出铜套支架盘以及铜套、轴承[2]。上述10项元器件缺少任何一项，都属于不合格产品，无法满足进场检验标准，故检验人员必须谨慎小心，避免检验过程出现任何疏漏。

平板閘阀WKM导流孔伞齿轮型铜套的安装过程与拆卸过程完全相反，安装期间任何构件的添加顺序不可出现错乱，否则会导致阀门功能受损。

平板闸阀WKM导流孔手轮型铜套的拆卸检验过程与伞齿轮型并无本质上的差别，具体的构件也大致相当，故检测人员只需按照上述过程完成“复制”即可，安装检测亦同。

需要注意的是，平板闸阀的铜套装配的推力圆柱滚子轴承，其作用原理为：以承受轴向载荷为主要功能的轴，通常采用径向联合载荷工艺生产而成，铜套的外圈圆上必须配备缠绕“O”型密封圈，其作用在于安装在矩形截面的沟槽处时，能够有效起到水密封作用。由此可见，平板闸阀的进场检验工作涉及的内容涵盖方方面面，检测人员必须集中注意力。

2.2 节流截止类阀门的进场检验标准

节流截止类阀门的特点在于：①安装在天然气输配站场管道且处于正常的工作状态时，铜套应该长时间保持固定不动的状态。此时，节流截止类阀门铜套的主要功能仅仅是作为阀杆旋转过程中的支撑物;②该类阀门铜套的保养周期几乎是所有类型阀门中最短的，但由于使用环境相对恶劣（比如单向受压，导致受力不均匀;频繁的开关，致使器件磨损、性能降低等），且受天然气输配站场管道节流功能的影响，一旦密封面出现泄漏，关闭开关的瞬间可能出现极大的横向作用力（相对于器件本身的荷载能力），进而导致每一次开关阀门的过程中，其上铜套的螺纹都会遭受挤压。由此可见，节流截止类阀门的进场检验重点仍然在于铜套（特别是密封处），故检验人员必须围绕上述内容进行仔细研究，防止不合格产品投入实际运用。

3 结语

目前，有关部门总结天然气站场出现的多项安全事故时，往往从改造天然气贮存、运输管材的螺旋焊缝等方面切入，确认事故的直接原因;同时，将间接原因归为管材疲劳受损、长时间使用下，缺乏高质量的检测与维护。但实际情况是，由于一些阀门的生产工艺存在技术性缺陷，进场检验过程中也未能及时发现，从而埋下安全隐患。基于此，有关人员必须重视阀门的生产和检验，保证安全。

参考文献：

[1]陈永健，徐栋，朱文俊.浅谈天然气站场阀门生产工艺与进场检验[J].化工设计通讯，2018，44（3）：77.

[2]吴鸿，谢宗宝，杜艳.天然气输配场站阀门铜套拆装保养方法探索[J].中国设备工程，2019（24）：36-37.