张 松

（北京燕华工程建设有限公司，北京 102502）

0 引言

在炼油化工企业中，大多的工艺介质都是易燃易爆的流体，且在高温高压条件下的管线、容器内运行，需要有效、可靠设备进行控制。一般自动化控制系统包含检测、控制、执行3个部分。调节阀是控制介质的重要执行设备，直接与控制流体接触，因此调节阀的工作状况直接关系到工艺参数的准确性和可靠性。2005年4月14日，安徽省某公司机动科组织8名有关人员进入调压站，对氧气管线上的气动调节阀进行更换作业，更换完毕后，在试验调节阀的过程中发生爆炸，造成7人死亡的事故。这起事故的直接原因是该调节阀安装不规范，出现外漏故障，遇到现场的电火花后发生爆炸，而违章使用氧气试漏是导致发生爆炸的另一重要原因。因此，如何正确安装调节阀是仪表安装人员必须面对的课题。

1 调节阀的控制机理

调节阀是过程控制系统中用动力操作去改变流体流量的装置，由执行机构和阀组成。执行机构起推动作用，而阀起调节流量的作用。执行机构是将控制信号或驱动力（气动、电动、液动），转换成相应的动作来控制阀内截流件位置的装置。阀是在执行机构的作用下，改变阀芯和阀座之间的流通面积，从而达到调节流体流量的作用。

气动薄膜调节阀是炼油化工企业中最常用的一种调节阀，这种调节阀的执行机构的输出特性是比例式的，当信号压力通入薄膜气室中，在薄膜上产生推力，使推杆移动并压缩弹簧。当弹簧的反作用力与信号压力在薄膜上产生的推力平衡时，推杆将稳定在一个新的位置。

阀的主要类型分为：直通单座阀、直通双座阀、角形阀、套筒阀、隔膜阀、蝶阀、球阀等。根据不同的介质特性，选择合适类型的阀进行控制。但是，阀的基本组成部分都要包括阀体、上阀盖组件、下阀盖和阀内件。

因此，调节阀的安装要从各个组成部件入手，抓住关键要素，制定完善的安装方案，对调节阀安装全过程进行方法和质量的有效把控。

2 调节阀安装全过程的失效分析

2.1 调节阀开箱验收的缺陷

调节阀的核心部件就是执行机构和阀，如果这两部分存在缺陷，将导致调节阀无法满足设计要求。比较典型的问题有：

1）调节阀存在制造或运输不当造成调节阀的损伤、部件松动会对调节阀安全、长周期运行产生较大影响，如介质在运行中突然泄漏，执行机构部件脱落，调节阀失控。

2）调节阀组件、指导安装的技术资料、合格证缺失，造成调节阀无法安装或影响安装进度。

3）调节阀规格型号与设计文件或供货清单不符，调节阀无法安装或安装后无法使用。

2.2 调节阀安装前的测试

安装调节阀之前，根据实际情况应对调节阀进行静态测试或专项测试，其中专项测试一般要包括密封性测试和泄漏量测试。忽略了调节阀安装前的测试，往往导致调节阀安装后隐含的缺陷暴露出来。如未做静态测试，执行机构气缸内的部件或者阀内部件性能无法满足调节精度；未按规范做密封性测试，导致调节阀出现从密封填料函处泄漏并无法在线处理的故障；未按规范做泄漏量测试，导致不能满足设计的泄漏量要求，无法达到工艺条件。

2.3 调节阀安装过程中的影响因素

调节阀安装的正确性与否，直接关系到操作性能、安全程度、安装成本。常见的安装问题见表1。

2.4 调节阀安装完毕后影响因素

调节阀安装完毕后并未真正达到运行状态，现场施工条件复杂，如果不采取防护措施，很容易造成调节阀的意外损坏。另外，在试运、投运调节阀的过程中，未按技术方案执行测试、保运工作，也会造成调节阀的泄漏或损坏。

表1 常见的安装问题Table 1 Common installation problems

3 应对策略

调节阀的安装要从开箱验货开始，一直到投运全过程进行管理。对容易发生失误的环节上要进行把控，根据调节阀安装的技术规范和施工技术方案，在每个环节要逐条核对相关的工作是否实施。

3.1 核对到货调节阀和技术文件

在调节阀的开箱验收过程中，应该检查调节阀的质量，从外观检查开始，对关键的连接部位要逐一确认是否紧固。然后，根据相关的设计文件或到货清单，核对调节阀规格型号，并检查铭牌内容及填料、尺寸、材质、标识等，同时检查各部件不得损坏，阀芯、阀体不得锈蚀，附件要完整，与技术文件要求一致。最后，要对合格证书和随机技术文件进行检查，保证调节阀已通过制造商确认合格。

3.2 调节阀的测试结果符合安装要求

在调节阀安装前一般要进行静态试验、泄漏量试验、密封性试验以及其他特殊要求的专项试验。

3.2.1 静态试验要求

根据《SH-T3521-2013石油化工仪表工程施工技术规程》要求[3]：①调节阀调试应按设计文件的规定检查调节器及执行机构的动作方向；②检查调节阀基本误差；③检查执行机构的全行程动作方向和位置应正确，执行器带有定位器时应同时试验；④当调节器或操作站上有执行器的开度和起点、终点信号显示时，应同时进行检查和试验。

3.2.2 泄漏量试验

在规定的试验条件下和阀门关闭情况下，检测阀芯与阀座之间的密封面通过流体的泄漏量。在泄漏量试验过程中应注意[1]：①试验介质要根据要求选用空气（氮气）还是水；②试验程序中的调节阀允许压差是否小于0.35Mpa；③通过调节阀在规定试验条件下的泄漏量应符合规定。

3.2.3 密封性试验

调节阀的密封填料函及其他连接处，在规定的试验压力和时间内，不让介质有（水、空气、氮气）泄漏的性能。在密封性试验过程中要注意[2]：①阀门在试验过程中，出口要保持密封状态；②试验过程中，阀杆动作次数为每分钟3次以上；③试验期间要用试验锤轻轻敲打有关部位，特别是密封部位；④用水试验时不渗漏水珠，用空气试验时不冒泡（密封部位涂有肥皂水）；⑤填料函及其他连接处应保证在1.1倍公称压力下无渗漏现象，对调节阀还要进行1.5倍公称压力，持续3分钟的耐压强度试验。

3.2.4 其他专项试验

调节阀在不同的工程中，可能涉及到的专项试验空载全行程时间测试、绝缘电阻和绝缘强度测试、额定流量系数和固有流量特性的测试等。

3.3 确认安装条件，规范安装步骤

3.3.1 确保安装材料选用的正确性，防止发生泄漏

在调节阀中，要核对填料规格型号、密封方法，避免用错垫片、密封填料等。在现场曾发生如下情况：①三偏心调节蝶阀垫片选用偏小，垫片被阀芯搅碎，导致阀门无法关闭；②调节阀垫片未压正，蒸汽将垫片损坏，造成阀门介质外漏。

3.3.2 管线（设备）符合安装条件

1）调节阀安装在工艺管线或设备上，在安装调节阀前，要将管线和管件吹扫并彻底净化。

2）调节阀安装螺纹连接的管件时，尽量不采用密封剂，防止污染管道。

3）压力波动严重的管道系统中，应使用管道缓冲器。

4）一般情况下，在调节阀两侧安装放空阀或排放阀。

3.3.3 调节阀安装位置合理

1）调节阀安装入口直管段要保证为管道直径的10～20倍，出口直管段为管道直径的3～5倍。

2）要为调节阀以后的检修、维护提供足够的空间。其中要考虑如下情况[1]：①调节阀上方留下拆卸阀杆和阀芯的顶部部件的空间；②为拆除阀门附件（手轮、阀门定位器、保位阀）留出阀门侧面空间；③为拆除阀体法兰上的螺栓留下足够空间。

3）尽量采取垂直或与垂直夹角为45°内的安装位置，不采用横向安装。非垂直安装的情况下，要考虑采用吊钩、U型螺栓管卡、支板进行固定或支撑。

4）调节阀的安装位置要考虑操作方便，要让操作工能够看到阀杆刻度，方便手动操作手轮机构。

5）要考虑调节阀的安装环境：①避免安装在高于38℃的高温环境中；②管道振动环境中，气源管、接头都要有足够裕度和挠性；③所有连接线要避免水、液体及腐蚀气体的侵蚀。

3.4 完善调节阀防护措施和保运工作

调节阀安装完毕后，考虑到现场交叉作业较多，以及试运、投运过程中出现泄漏等情况应采取如下策略：

1）为防止调节阀安装完毕后，避免交叉作业的意外损坏，采取遮盖、防护、隔离、警示。

2）在试压过程中，防止出现泄漏导致的调节阀损坏，加强监护，对调节阀填料及密封点进行检查。

3）调节阀在投运中，介质温度使调节阀填料或密封点出现热胀冷缩现象，为防止泄漏，随工艺投运阀门，逐步对调节阀的填料函、螺丝、螺纹连接处进行热态紧固。

4）调节阀运行正常后，未进行保温和防护措施，导致调节阀损坏。因此，采用对流通高温、易凝结介质的调节阀进行保温或保冷措施并根据现场实际情况围挡或防护罩。

4 效果分析

调节阀安装是调节阀整个寿命周期承上启下的关键节点，即核对了设计的正确性，也为调节阀是否能够长周期运行提供了必要条件。

通过分析影响调节阀安装效果的因素，在调节阀安装过程中逐条制定措施，确定策略如下：①核对到货调节阀和技术文件正确性；②调节阀的测试结果符合安装要求；③确认安装条件，规范安装步骤；④完善调节阀防护措施和保运工作。通过对这些容易发生问题且整改较为困难的因素着重进行确认，避免发生问题。通过对上述因素进行分类确认，在实际安装过程中应用，经手安装的152台调节阀未发生安装质量问题。

为了保证调节阀的平稳、优质运行，要考虑和落实调节阀的安装质量控制点，对调节阀的安装节点进行质量控制，增强各个节点的目的性和经济性，提高调节阀运行可靠性。