赵志涛 周炜彬 王坤 董伯一 胡秉玺

国家管网集团西南管道兰州输油气分公司

摘要：水击泄压阀可有效避免输油管道因突发原因造成的水击现象，保障管道安全运行。分析了现用丹尼尔水击泄压阀动作后阀芯不回位故障处置存在的问题，发明了一种用于排除丹尼尔先导式水击泄压阀回位故障的顶压法，以安全高效针对性解决问题。经现场应用，相较于重复拆装水击泄压阀来解决故障，该方法明显缩短了故障排除时间，节约了维修成本，消减了作业过程安全风险。

关键词：输油管道；水击泄压阀；阀芯不回位故障；顶压法

水击泄压阀对避免输油管道发生水击现象、保障管道安全运行意义重大，目前国内多用丹尼尔先导式水击泄压阀[1]。当管道压力超过水击泄压阀设定值后，阀门动作后常因多种原因导致锥形阀芯无法回位造成管道内漏[2]，需要整体拆卸并重装以排除故障，给维修作业带来了极大不便，还会留下安全隐患。针对此问题，我们发明了一种用于排除丹尼尔先导式水击泄压阀回位故障的顶压法（申请发明专利实质性审查阶段），以便安全高效、省时省力处置故障。

1  现有处置方法实例分析

2021年8月3日，某成品油管道首站对出站管道丹尼尔先导式水击泄压阀校验后发现阀芯不回位问题，6名维修人员采用拆装及手动排除阀芯腔内空气方法，前后重复4次、耗时3天、使用价值20万元的维修包2套、排放并回收0.5 m3的油品，仍未能解决问题。经分析，原因大致有三点：水击泄压阀阀芯动作后依靠弹簧提供的力量恢复原位，一旦出现弹簧疲劳、弹力不足和杂质堵塞阀芯则无法完全回位；水击泄压阀拆卸后阀芯腔内的空气无法通过手动方式完全排干净，影响回位；缺少合适的打压装置。

2  顶压法工作原理及操作方法

2.1  工作原理

顶压法工作原理如图 1所示，配套研制了排气和打压一体装置，包括缸体、管路组件、通流接口组件和管路切换组件。缸体内形成流路切换腔及分别与其连通的第一流道（PB管路与PU管路组成的流道）和第二流道（PA管路与PU管路组成的流道），排气管路（PU管路）与第一流道连接，打压管路（PA管路）与第二流道连接，管路切换锁片可以选择第一流道和第二流道之一与流路切换腔连通。同时，通流接口组件可以控制流路切换腔与外部通断，并用于与打压泵连接。当水击泄压阀需要排气时，通流接口组件控制流路切换腔直接与外界大气连通，再通过管路切换锁片选择第一流道与之连通，则来自水击泄压阀的上接泄压管道的气体可以依次流经排气管路、第一流道和流路切换腔，最后从通流接口组件排出。当水击泄压阀阀芯无法回位时，可以将打压泵与通流接口组件连接，控制流路切换腔与打压泵连通，再通过管路切换锁片选择第二流道与流路切换腔连通，则打压泵的液压油或者润滑油可以依次流经通流接口组件、流路切换腔、第二流道和打压管路，最后流入阀芯腔中，以推动阀芯自动回位。

图 1 顶压法工作原理示意图

2.2  操作方法

（1）发现泄压阀故障后，第一时间关闭其前、后阀门，压力泄至零，拆除阀门排气口上的堵头。

（2）将打压泵与水击泄压阀排气口连通，用内六方全关水击泄压阀过滤器上的切换锁片，切断主管道（PB管路）与排气管路（PU管路）的连接，将排气管路与阀芯后端阀腔（PA管路）连通，将打压泵的压力传导至位于阀芯后端的阀腔空间内，推动阀芯向上游方向回位。控制打压泵将泄压阀阀芯推动回位，预设打压值小于泄压设定值，如水击泄压阀设定值为7.7 MPa，可以打压至7.0  MPa，如图 2所示。

图 2 顶压法操作现场

（3）拆除打压泵，并切断流路切换腔与外部的连通；切换至第一流道与流路切换腔连通。水击泄压阀的上接泄压管道充压操作，根据泄压管道压力检测数值判断阀芯是否推动到位。

3  现场应用

2021年8月7日，某成品油管道首站出站水击泄压阀重新拆装后，阀芯腔内存在空气使阀芯不能完全回位，维修人员采用顶压法耗时2小时使阀门恢复正常工作状态。2022年1月28日，某成品油管道中间泵站进站管道的丹尼尔水击泄压阀校验后阀芯不回位，维修人员采用顶压法仅用1小时成功解决问题，避免了重新拆装水击泄压阀的繁琐作业。

4  结语

顶压法能快速有效解决水击泄压阀动作后阀芯不回位及拆装后阀芯腔内存在空气的难题，避免多次拆除重装阀门作业。与原有方法相比，具有安全高效、操作方便、省时省力、节约成本等优点。但也存在一些不足，如操作不当容易导致水击泄压阀误动作引发油品泄漏隐患；打压泵与水击泄压阀上的排气口不匹配，需要额外制作安装适配连接头等。该方法有待进一步改进提升。

（1）制定顶压法操作规程，明确适用范围及注意事项。严格按照规程处置水击泄压阀故障，杜绝违规操作行为，确保作业过程安全高效、规范有序。

（2）改造水击泄压阀上的排气口，使其与打压泵匹配；同时改造打压泵操作平台，使作业更加安全便捷。

（3）严格按照维护保养和检修规程、连锁保护功能测试规程，做好阀门保养和检修、保护逻辑测试等工作，确保阀门和自动控制系统性能可靠。

参考文献：

[1]董朋，杨昌群，杨光，等.水击泄压阀在成品油输送管路中的应用[J].机床与液压，2021，49(9)：182-186.

[2]杨春花.先导式水击泄压阀动作原理及典型故障分析[J].内燃机与配件，2020(27)：193-194.

作者简介：赵志涛，1987年生，本科毕业于东北林业大学，工程师，兰州输油气分公司兰州作业区副经理，现主要从事长输管道生产运行及安全管理工作。联系方式：18189699971，715557742@qq.com。