石化企業(yè)安全閥.

1、2.現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和試驗(yàn)研究現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和試驗(yàn)研究 從表1試驗(yàn)結(jié)果來看，此常減壓蒸餾裝置經(jīng)過一年的在線運(yùn)行，原油、油氣、煤油、柴油等介質(zhì)安全閥開啟壓力出現(xiàn)了不同程度的降低， 由于這些介質(zhì)中不同程度地含有氯離子和硫化氫，對(duì)安全閥彈簧進(jìn)行了不同程度的腐蝕，使彈簧變軟（巧的是，開啟壓力偏差最大的那臺(tái)原油介質(zhì)安全閥，校驗(yàn)后重新安裝到裝置上運(yùn)行，半年后彈簧斷裂，使安全閥開啟無法關(guān)閉）。試驗(yàn)的三臺(tái)蒸汽安全閥銹蝕嚴(yán)重，二臺(tái)根本無法打上壓，一臺(tái)開啟壓力降低。 雖然常減壓裝置用安全閥在使用中開啟壓力普遍降低，但由于介質(zhì)操作壓力遠(yuǎn)低于安全閥整定壓力（以茂名石化四蒸餾裝置為例，介質(zhì)操作壓力同安全閥整定壓力比較，最小偏差也達(dá)到

2、-12.8%，最大達(dá)到-67%），所以安全閥在運(yùn)行中并未提前開啟。 從現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行調(diào)查、校驗(yàn)時(shí)檢查及開啟壓力試驗(yàn)結(jié)果來看，腐蝕和銹蝕是常減壓蒸餾裝置安全閥失效的主要原因，安全閥的失效模式主要表現(xiàn)為： （1）安全閥腐蝕粘死，腐蝕產(chǎn)物堵塞不能開啟； （2）安全閥開啟壓力降低（腐蝕使彈簧變軟）； （3）安全閥啟跳后無法關(guān)閉（彈簧腐蝕斷裂）。2.2催化裂化裝置催化裂化裝置 從常減壓裝置過來的原料油中含有硫化物，硫化物在裂化反應(yīng)溫度下分解成H2S，原料油中的元素硫在這種條件下也能與烴類反應(yīng)生成H2S，因此在催化裂化反應(yīng)器中裂化出的油氣中含有一定量的H2S，油氣中H2S的含量隨常減壓裝置原油中硫含量的提高而提

3、高。由于裂化油氣中含有H2S，致使后續(xù)分餾系統(tǒng)中富氣、吸收穩(wěn)定系統(tǒng)中的貧氣、解吸氣、液化石油氣、干氣、烴類等介質(zhì)中含有不同量的H2S，用于這些介質(zhì)的安全閥，在一定條件下（介質(zhì)溫度低，有水存在）有較嚴(yán)重腐蝕。通過調(diào)查，洛陽石化催化裂化裝置自采用高硫原油煉制的原料油后，分餾塔安全閥（油汽：116，0.25MPa）、吸收穩(wěn)定系統(tǒng)的吸收塔安全閥（貧氣：42，1.5MPa）、穩(wěn)定塔安全閥（液化氣：58，1.1MPa）以及液態(tài)烴罐安全閥在線相繼發(fā)生彈簧斷裂安全閥啟跳后無法關(guān)閉事故；安慶石化催化裂化裝置油氣安全閥內(nèi)漏，彈簧腐蝕；福建煉油廠吸收穩(wěn)定系統(tǒng)解吸塔安全閥多次發(fā)生彈簧斷裂事故。為詳細(xì)了解催化裂化裝置安

4、全閥的使用情況，對(duì)茂名石化三催化裝置75臺(tái)安全閥在線運(yùn)行一年后在校驗(yàn)期間進(jìn)行了檢查，并對(duì)22臺(tái)安全閥進(jìn)行開啟壓力試驗(yàn)和密封性試驗(yàn)。75臺(tái)安全閥有27臺(tái)蒸汽安全閥（17臺(tái)低壓蒸汽安全閥，8臺(tái)PK4.47MPa，280中壓安全閥，2臺(tái)PK4.2，420過熱蒸汽安全閥），2臺(tái)省煤器除氧水安全閥（PK6.38MPa、220；PK6.16、250），其余為油氣、貧氣、液化石油氣、烴類安全閥（這些安全閥使用壓力、溫度不高，最大壓力PK1.78MPa，最高溫度110）。27臺(tái)蒸汽安全閥普通存在內(nèi)件銹蝕現(xiàn)象，對(duì)一臺(tái)PK1.25蒸汽安全閥開啟壓力進(jìn)行試驗(yàn)，開啟壓力降低了4%。試驗(yàn)的22臺(tái)安全閥中開啟壓力降低超過

5、3%的有3臺(tái)，因泄漏無法測(cè)定開啟壓力的有7臺(tái)。解吸塔安全閥、穩(wěn)定塔安全閥內(nèi)件腐蝕較嚴(yán)重，解吸塔安全閥校驗(yàn)時(shí)彈簧斷裂，穩(wěn)定塔安全閥校驗(yàn)后在裝備上繼續(xù)運(yùn)行半年后，彈簧也發(fā)生了斷裂。75臺(tái)安全閥內(nèi)件（不包括彈簧）腐蝕檢查情況見表2。從現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行調(diào)查、校驗(yàn)時(shí)檢查及開啟壓力試驗(yàn)結(jié)果來看，腐蝕和銹蝕是催化裂化裝置安全閥失效的主要原因，安全閥的失效模式主要表現(xiàn)為： （1）安全閥泄漏（腐蝕損壞密封面） （2）安全閥啟跳后無法關(guān)閉（彈簧腐蝕斷裂，尤其是吸收穩(wěn)定系統(tǒng)安全閥）。2.3乙烯裂解裝置乙烯裂解裝置 乙烯裂解裝置安全閥主要介質(zhì)有裂解氣、高溫高壓蒸汽、中低壓蒸汽、烴及烴氣、NH3、HS、硫醇等。乙烯裂解裝置主要

6、以輕質(zhì)油（如柴油）為原料，根據(jù)輕質(zhì)原料油硫含量的不同，堿洗工段前的酸性裂解氣對(duì)安全閥內(nèi)件的腐蝕程度也不同。從對(duì)燕山石化、揚(yáng)子石化、茂名石化裂解裝置安全閥的調(diào)查情況來看，燕山石化裂解氣安全閥內(nèi)件腐蝕較重，揚(yáng)子石化裂解氣安全閥內(nèi)件腐蝕較輕；安裝在廢熱鍋爐上的20多臺(tái)高溫高壓蒸汽安全閥（壓力13MPa、溫度350）密封面沖蝕嚴(yán)重，閥門嚴(yán)重泄漏。乙烯裂解裝置200多臺(tái)安全閥除硫醇介質(zhì)粘度較高外，其它介質(zhì)皆為氣體和環(huán)境溫度下可自流的中低粘度液體，對(duì)燕山石化、揚(yáng)子石化400百多臺(tái)乙烯裂解裝置用安全閥在校驗(yàn)時(shí)進(jìn)行檢查，未發(fā)現(xiàn)安全閥有進(jìn)出口堵塞現(xiàn)象。為研究介質(zhì)溫度、壓力對(duì)安全閥開啟壓力的影響，對(duì)揚(yáng)子乙烯裂解裝

7、置240臺(tái)安全閥在校驗(yàn)時(shí)進(jìn)行了開啟壓力試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表3。 溫度不超過100的157臺(tái)安全閥中有16臺(tái)開啟壓力偏差超過-3%，表明彈簧變軟了，其原因是彈簧被腐蝕。 溫度范圍100200，有 44臺(tái)安全閥，介質(zhì)為烴及烴氣的20臺(tái)（壓力0.24.02MPa），低壓蒸汽24臺(tái)。44臺(tái)安全閥中有3臺(tái)蒸汽安全閥開啟壓力降低，彈簧因銹蝕明顯變軟(0.9MPa:-11%；0.58Mpa:-10.3%；0.58:-13.8%），其它安全閥開啟壓力正常。 溫度范圍200250，有6臺(tái)安全閥，介質(zhì)為中壓蒸汽安全閥，其中一臺(tái)彈簧變軟，開啟壓力偏差為-13.5%。 溫度范圍250300，有7臺(tái)安全閥，介質(zhì)為烴氣，一

8、臺(tái)安全閥（開啟壓力為2.54MPa）開啟壓力偏差為-9.4%，彈簧變軟。 溫度超過300安全閥共有26臺(tái)，其中24臺(tái)為高溫高壓蒸汽安全閥（t330,壓力大于13.0MPa）密封面沖蝕，2臺(tái)為HS介質(zhì)安全閥，其中1臺(tái)HS安全閥內(nèi)件因腐蝕造成開啟壓力升高16.7%。 乙烯裂解裝置240臺(tái)安全閥中有8臺(tái)開啟壓力超過5%。 從試驗(yàn)數(shù)據(jù)來看，乙烯裂解裝置安全閥除蒸汽安全閥和腐蝕介質(zhì)安全閥外，在現(xiàn)有溫度壓力范圍內(nèi)，在溫度不超過250范圍內(nèi)現(xiàn)用安全閥開啟壓力是穩(wěn)定的。 從現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和校驗(yàn)時(shí)開啟壓力試驗(yàn)結(jié)果來看，乙烯裂解裝置安全閥失效模式為：（1）安全閥嚴(yán)重泄漏（高溫高壓蒸汽）；（2） 安全閥開啟壓力降低（彈簧

9、腐蝕變軟） ； （3）安全閥開啟壓力升高（腐蝕粘?。?。2.4苯乙烯裝置苯乙烯裝置 苯乙烯裝置介質(zhì)主要有苯、多已苯、苯乙烷 、蒸汽、凝液、尾氣、氮?dú)狻⒂偷?。介質(zhì)溫度超過100的安全閥比例大（占總數(shù)的70%），介質(zhì)壓力不高（低壓安全閥占總數(shù)的85%）。從對(duì)燕山石化、茂名石化苯乙烯裝置安全閥在線運(yùn)行調(diào)查情況來看，在兩年的運(yùn)行周期內(nèi)，近100臺(tái)安全閥運(yùn)行良好，未發(fā)生失效事故。為全面考察苯乙烯裝置安全閥在使用兩年后的狀況，對(duì)燕山石化苯乙烯裝置94臺(tái)安全閥在校驗(yàn)時(shí)進(jìn)行開啟壓力試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表4。 苯乙烯裝置溫度不超過100的28臺(tái)安全閥中有5臺(tái)因彈簧銹蝕變軟開啟壓力偏差超過-3%。苯乙烯裝置溫度范圍10

10、0200 50臺(tái)安全閥中，尾氣介質(zhì)有3臺(tái)（PK0.56、PK1.47、PK3.52，溫度139），其中PK0.56、PK1.47兩臺(tái)彈簧變軟，開啟壓力降低，而PK3.52Mpa安全閥開啟壓力正常，彈簧未變軟，說明兩臺(tái)安全閥彈簧變軟不是溫度因素造成的。在5臺(tái)凝液安全閥中有3臺(tái)安全閥介質(zhì)溫度為181，整定壓力為0.93MPa，其中兩臺(tái)安全閥開啟壓力穩(wěn)定，一臺(tái)安全閥有-12.9%的偏差，而另有一臺(tái)凝液安全閥整定壓力為0.75MPa，溫度只有157，但開啟壓力偏差卻為-10%，可見凝液安全閥在181溫度下出現(xiàn)彈簧變軟也非溫度因素，而是彈簧銹蝕造成的。蒸汽安全閥為開式結(jié)構(gòu)，彈簧受溫低于100，彈簧變軟不

11、應(yīng)是溫度影響，也主要是彈簧銹蝕造成的。 溫度范圍200250安全閥，210苯介質(zhì)安全閥，整定壓力為5.7MPa，開啟壓力偏差-15%；240苯介質(zhì)安全閥，整定壓力為5.7MPa，開啟壓力偏差-8%；5臺(tái)250苯介質(zhì)安全閥，開啟壓力為4.4MPa，3臺(tái)開啟壓力偏差超過-3%，彈簧變軟，228多乙苯安全閥整定壓力為0.2MPa，開啟壓力出現(xiàn)-15%的偏差。 在此溫度壓力范圍內(nèi)12臺(tái)安全閥中有6臺(tái)開啟壓力出現(xiàn)了負(fù)偏差，彈簧變軟。對(duì)于4臺(tái)溫度超過250安全閥，雖然整定壓力最大為1.8MPa，但開啟壓力全部出現(xiàn)負(fù)偏差，最大達(dá)到了-21.9%。 從燕山石化苯乙烯裝置安全閥使用兩年后開啟壓力試驗(yàn)結(jié)果來看，苯

12、乙烯裝置安全閥失效模式為：高溫介質(zhì)以及彈簧銹蝕使彈簧變軟，造成安全閥開啟壓力的降低。2.5乙二醇裝置乙二醇裝置 乙二醇裝置安全閥介質(zhì)主要有循環(huán)水、蒸汽、環(huán)氧乙烷氣體（EO）、EO水溶液、乙二醇（EG）、冷凝水、CO2、F22等。以揚(yáng)子石化乙二醇裝置安全閥為例，介質(zhì)溫度壓力分布見表5。乙二醇裝置安全閥總計(jì)128臺(tái)，常溫安全閥83臺(tái)，占70%；100200溫度范圍安全閥21臺(tái)（CO2 1臺(tái)、冷凝水2臺(tái)、乙二醇4臺(tái)，蒸汽14臺(tái)）；200250溫度范圍安全閥11臺(tái)（蒸汽8臺(tái)、HS 3臺(tái)）；大于250安全閥6臺(tái)（Pk6.54中壓蒸汽4臺(tái)、EO 2臺(tái)）。對(duì)燕山石化、揚(yáng)子石化、茂名石化乙二醇裝置安全閥在線運(yùn)

13、行情況進(jìn)行調(diào)查，在兩年的運(yùn)行周期內(nèi)，安全閥運(yùn)行良好，未發(fā)現(xiàn)在線失效現(xiàn)象。但對(duì)燕山石化乙二醇裝置安全閥大修期間進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)循環(huán)水安全閥腔體有黑色腐蝕產(chǎn)物。為詳細(xì)考察乙二醇裝置安全閥在使用兩年后的狀況，對(duì)揚(yáng)子石化乙二醇裝置128臺(tái)安全閥在校驗(yàn)時(shí)進(jìn)行開啟壓力試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表5。 試驗(yàn)結(jié)果表明，128臺(tái)安全閥中有15臺(tái)開啟壓力超過5%，其中10臺(tái)為循環(huán)水介質(zhì)、1臺(tái)為冷凝水介質(zhì)、3臺(tái)為有循環(huán)水的EO介質(zhì)，還有1臺(tái)安全閥介質(zhì)為F22。這些安全閥開啟壓力升高，主要是安全閥運(yùn)動(dòng)件間腐蝕殘留物粘附作用造成的。 在乙二醇裝置128臺(tái)安全閥中有5臺(tái)開啟壓力降低，5臺(tái)開啟壓力降低的安全閥中4臺(tái)介質(zhì)為蒸汽，1臺(tái)為H

14、S。100200溫度范圍蒸汽安全閥（PK0.65）開啟壓力偏差超差（-21.4%），PK0.93蒸汽安全閥開啟壓力偏差-4.3%，PK1.25蒸汽安全閥開啟壓力偏差-4.4%；200250溫度范圍只有一臺(tái)HS安全閥開啟壓力偏差超差 （-14.3%）；超過250安全閥只有一臺(tái)PK6.54蒸汽安全閥開啟壓力偏差超差（-5.2%）。腐蝕和銹蝕是這5臺(tái)安全閥開啟壓力降低的主要原因。 從燕山石化乙二醇裝置安全閥檢查情況，以及揚(yáng)子石化乙二醇裝置安全閥使用兩年后開啟壓力試驗(yàn)結(jié)果來看，乙二醇裝置安全閥失效模式主要表現(xiàn)為：循環(huán)水介質(zhì)安全閥開啟壓力升高；蒸汽介質(zhì)安全閥開啟壓力降低。2.6聚丙稀裝置聚丙稀裝置 聚丙

15、烯裝置安全閥介質(zhì)有氣相丙烯、液相丙烯、聚丙稀漿液、N2、N2+CO、 烴氣、水蒸汽+20%乙二醇、油、導(dǎo)熱油、水、儀表風(fēng)、空氣、蒸汽等。聚丙烯裝置安全閥除蒸汽介質(zhì)外，介質(zhì)潔凈，對(duì)安全閥無腐蝕。聚丙烯裝置介質(zhì)除幾臺(tái)導(dǎo)熱油安全閥（250，但開啟壓力低 Pk0.1Mpa）和幾臺(tái)低壓蒸汽安全閥外，其它 130多臺(tái)安全閥操作溫度低（小于80）。從對(duì)天津石化、燕山石化、揚(yáng)子石化、齊魯石化、茂名石化聚丙稀裝置在線運(yùn)行情況、校驗(yàn)時(shí)檢查情況、以及對(duì)燕山石化聚丙稀裝置安全閥校驗(yàn)時(shí)開啟壓力的試驗(yàn)結(jié)果來看，除聚丙稀漿液安全閥聚丙稀漿液固化結(jié)塊堵塞閥進(jìn)口，以及7臺(tái)水介質(zhì)安全閥開啟壓力升高外，其它介質(zhì)安全閥開啟壓力穩(wěn)定。

16、 從調(diào)查情況來看，聚丙烯裝置安全閥失效模式主要表現(xiàn)為： 漿液介質(zhì)安全閥進(jìn)出口堵塞； 水介質(zhì)安全閥開啟壓力升高。 為更清晰的表示調(diào)查情況和試驗(yàn)結(jié)果，現(xiàn)把結(jié)果匯總為表6，圖一表示現(xiàn)用安全閥失效率。 綜合以上石化企業(yè)各裝置安全閥在線運(yùn)行調(diào)查情況，以及對(duì)典型裝置典型介質(zhì)安全閥校驗(yàn)時(shí)的檢查情況和開啟壓力試驗(yàn)情況，可以得出如下結(jié)論： 1. 石化企業(yè)承壓設(shè)備在用安全閥失效模式主要表現(xiàn)為： (1) 安全閥內(nèi)件粘死而無法開啟（如催化裂化裝置酸性氣、蒸汽安全閥）； (2) 安全閥腔體堵塞而無法開啟（如渣油安全閥、聚丙稀漿液安全閥）； (3) 安全閥開啟壓力升高（如蒸汽安全閥）； (4) 安全閥彈簧斷裂啟跳后無法關(guān)閉（如催裂化吸收穩(wěn)定系統(tǒng)安全閥）； (5) 安全閥開啟降低； (6) 安全閥泄漏； 2安全閥失效主要原