1、前言

　　為了滿足我國對石油、天然氣需求的持續(xù)增長，在未來一段時間里，每年將興建幾千公里的大型長輸管線，包括增壓站、分輸站、大型儲備庫等油氣儲運項目。由于石油、天然氣易燃易爆的特殊性，對大型油氣儲運項目工程的質(zhì)量要求十分嚴格，對用于這些項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，大多是國外認證公司(如Lloyds'，TUV，ABS等)頒發(fā)，也有一部分是認證公司下設的檢驗公司頒發(fā)。部分閥門制造商將準備好的被試樣品送至認證公司指定火燒試驗臺進行火燒試驗，產(chǎn)品的泄漏量達到API6FA或API607標準規(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，火燒試驗臺是否具有供第三方認證試驗所具備的資質(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。項目設計單位、業(yè)主工程技術(shù)部門對國內(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。在火災事故時，設計合理的閥座防火結(jié)構(gòu)，能夠減緩上游壓力介質(zhì)進入中腔的進度，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)設計的閥座，是保證管線球閥具有安全防火性能的主動措施。

　　管線球閥的防火結(jié)構(gòu)設計中，閥座防火結(jié)構(gòu)的設計是關鍵，閥座的防火性能良好，在火災事故狀態(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)設計的壓力。本文重點分析管線球閥在火災時發(fā)生泄漏的原因，對閥門的防火結(jié)構(gòu)進行探討。

2、閥座防火結(jié)構(gòu)設計的目的

　　閥座防火結(jié)構(gòu)設計的目的為：

　　(1)有效保證在火災事故時，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。保證在消防隊員到達事故現(xiàn)場之前，不因閥門使火災事故擴大;在消防隊員到現(xiàn)場后，利用消防設備能夠快速壓住火勢，消除火災事故。

　　(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，取得防火證書。

3、閥座防火結(jié)構(gòu)設計

　　在金屬閥座圈與閥體間設置石墨防火密封環(huán)；在金屬閥座圈與球體間設置防火金屬密封。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現(xiàn)。火災前和火災后的密封對照如圖3、4所示。

(a)正常密封狀態(tài)

(b)火災后密封狀態(tài)

圖3 橡膠密封閥火災發(fā)生前后密封對比

(a)正常密封狀態(tài)

(b)火災后閥座密封狀態(tài)

圖4 塑料密封封火災前后閥座密封對比

4、閥座火災后泄漏原因分析

　　球閥閥座在正常情況下密封應無泄漏。在火災情況下，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，閥座防火結(jié)構(gòu)設計的優(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