引言
對于24h不間斷生產(chǎn)的海上采油平臺來講,持續(xù)的油氣產(chǎn)出離不開流程穩(wěn)定做保障,而在這其中,閥門作為節(jié)控裝置,對流程調(diào)控起著不可替代的關(guān)鍵性作用。但閥門原理各異、種類繁多、規(guī)格多樣,故障也呈多時多點(diǎn)多發(fā)特點(diǎn)。
l背景與現(xiàn)狀
某海上油田下轄4個平臺,設(shè)備及生產(chǎn)流程閥門數(shù)以千計(jì)。使用中閥門故障率較高,導(dǎo)致生產(chǎn)及公用等各流程控制困難,且疲于應(yīng)對檢修,直接加大了維修工作量:閥門泄漏引發(fā)的高壓油氣介質(zhì)泄漏,還增加了安全環(huán)保等嚴(yán)重次生風(fēng)險產(chǎn)生的可能性。
在統(tǒng)計(jì)年度1月一12月,平臺故障閥門檢修總量達(dá)到43個,月均檢修數(shù)量近4個。但從目前的維修模式上看,以整體換新為主,不僅方式單一,造成維修費(fèi)居高不下、人員技能提升有限的被動局面,而且影響了現(xiàn)場管理的質(zhì)效提升:從管理上看,海上采油平臺閥門系統(tǒng)性管理借鑒資料匱乏,理念成型構(gòu)建不足,以上問題亟待解決。
2全周期管理理念的提出
從類型看,故障閥門涵蓋手、自動閥門,儀控、機(jī)械閥門,氣體及液體閥門[1]。其中除部分閥門需停產(chǎn)檢修外,從技術(shù)層面講,大部分常規(guī)口徑閥門的檢維修均可由維修人員在線完成。
為了改變以換代修的粗獷式閥門維修模式,解決現(xiàn)場技術(shù)人員閥門故障處理方法單一、被動應(yīng)對、閥門故障率高的現(xiàn)狀,本文從前期采購、現(xiàn)場安裝、使用維護(hù)、回收利用等4個階段入手,提出閥門全生命周期管
理理念,并在深入剖析與挖掘閥門故障深層次成因的基礎(chǔ)上,以針對性措施實(shí)現(xiàn)有效突破。
3閥門故障成因分析
3.l前期采購階段
閥門采購前技術(shù)環(huán)節(jié)把控不嚴(yán),導(dǎo)致因采辦技術(shù)屬性描述錯誤、不準(zhǔn)確而造成閥門到貨后無法使用或使用匹配度不高,為引發(fā)閥門故障埋下了隱患。如未按實(shí)際需求采辦相應(yīng)壓力等級匹配的閥門,導(dǎo)致使用期間介質(zhì)壓力高于閥門承壓能力,引發(fā)閥門損壞:非標(biāo)閥門采購技術(shù)參數(shù)不準(zhǔn),導(dǎo)致到貨閥門長度不匹配、法蘭安裝孔中心孔距不對應(yīng)等問題。
實(shí)例:生產(chǎn)藥劑流程藥劑泵出口2寸球閥,因選型偏長,受到兩端管線長時持續(xù)擠壓,閥體自身中段密封圈擠損引發(fā)泄漏。
3.2現(xiàn)場安裝階段
現(xiàn)場人員對閥門的安裝不規(guī)范、不到位,存在薄弱環(huán)節(jié),未做到合理、正確、規(guī)范安裝。如閥門未按指示安裝,安裝反向、錯位,密封墊片不匹配:螺紋連接類閥門因螺紋旋合長度不夠,造成密封不嚴(yán)。實(shí)例:現(xiàn)場消防海水流程用4英寸偏心蝶閥安裝反向,在啟動消防流程并注入海水后,因密封不嚴(yán)引發(fā)內(nèi)漏。
3.3使用維護(hù)階段
3.3.1流程介質(zhì)物理、化學(xué)性質(zhì)影響
閥門所控制流體介質(zhì)的物理、化學(xué)性質(zhì),對故障的產(chǎn)生具有重要影響,其中包括腐蝕性流體、高溫高壓沖擊性流體、高含砂沖蝕性流體。實(shí)例:污水系統(tǒng)清水劑藥劑對碳鋼腐蝕性極強(qiáng),即便對不銹鋼也存在一定腐蝕性,閥門多為孔洞性可見腐蝕,維修價值不高,只能被動換新。
設(shè)備管理與改造●ShebeiGuanliyuGaizao
3.3.2原始管路流程設(shè)計(jì)不合理
現(xiàn)場閥門管路流程設(shè)計(jì)不合理,造成閥門使用中故障多發(fā)。實(shí)例:6英寸海水排放閘閥因管線走向選擇不合理,且前端無減壓裝置,導(dǎo)致閥門進(jìn)出口壓差長時間達(dá)7kg/cm2左右,持續(xù)高壓沖刷引發(fā)閥板幾乎閥體沖蝕外漏。
3.3.3日常操作不當(dāng)
在操作關(guān)閉閥門時,為確保關(guān)嚴(yán),存在使用管鉗及加力杠等輔助工具,造成閥門密封面過度咬合壓磨、閥柄損壞、閥桿變形斷裂情況,此種情況在高壓閥門及重點(diǎn)流程閥門故障中尤為常見。實(shí)例:主機(jī)B滑油閥門,因多次使用管鉗緊固,造成僅1.5英寸截止閥手輪及閥桿磨損、變形,無法正常使用。
3.3.4季節(jié)性變化影響
閥門故障數(shù)量于1、8月份出現(xiàn)峰值,月均達(dá)5個,經(jīng)分析發(fā)現(xiàn),1月份正值冬季,氣溫低,流體凍結(jié)導(dǎo)致部分閥門脹裂:同年8月,日均氣溫在32℃以上,現(xiàn)場所轄冷卻換熱器全部投運(yùn),流程在用閥門增加,介質(zhì)溫度升高,腐蝕速率加快,非金屬密封墊老化加劇。
3.3.5維修人員技能存在薄弱環(huán)節(jié)
在檢維修中,部分維修人員對閥門內(nèi)部結(jié)構(gòu)不了解,對閥門故障判斷不深入,存在"壞了再修"的錯誤認(rèn)知,未能及時預(yù)判閥門初期故障并應(yīng)對處理,造成問題加劇,貽誤檢修時機(jī)。實(shí)例:某維修人員在發(fā)現(xiàn)消防泵出口旋啟式單流閥異響后,未引起重視,及時拆檢,造成內(nèi)部閥瓣在流體作用下長時敲擊損壞,內(nèi)部密封面也出現(xiàn)碰損,失去檢修價值。
3.4回收利用階段
對故障閥門進(jìn)行單一棄置處理,但未對其完好部件進(jìn)行拆卸留存,導(dǎo)致原本同類型閥門在可更換局部配件進(jìn)行解決的情況下,無配件可換,造成資源浪費(fèi),無法檢維修。如常見標(biāo)準(zhǔn)法蘭球閥、閘閥、截止閥備件通用性較強(qiáng),可互換使用[2]。
4閥門故障引發(fā)風(fēng)險矩陣及風(fēng)險級別定義
在明確閥門故障成因的基礎(chǔ)上,以系統(tǒng)考量、分級管控為原則,創(chuàng)新制訂閥門故障引發(fā)風(fēng)險矩陣如表1所示,閥門故障風(fēng)險級別定義如表2所示,為檢維修提供依據(jù)。
5具體應(yīng)對措施
以降低閥門故障率為問題導(dǎo)向與目標(biāo)導(dǎo)向,制訂"系統(tǒng)謀劃、全局管控、重點(diǎn)跟進(jìn)"的實(shí)踐應(yīng)對方案,在使用全周期管理理念全面深入剖析故障深層次成因的基礎(chǔ)上,合理調(diào)配維修人力、物力資源,推動機(jī)制建設(shè)及責(zé)任落實(shí)。
5.1嚴(yán)控采購規(guī)范化
規(guī)范現(xiàn)場閥門采購前技術(shù)參數(shù)確認(rèn)環(huán)節(jié)操作,嚴(yán)格使用卡鉗、卡尺、直尺等專業(yè)測量工具,并將測得數(shù)據(jù)與閥門標(biāo)準(zhǔn)手冊中數(shù)據(jù)進(jìn)行比對修正:對非標(biāo)閥門,在采購中要重點(diǎn)寫明存在差異的技術(shù)參數(shù),并嚴(yán)格按照采購需求驗(yàn)貨,驗(yàn)貨時必須使用測量工具進(jìn)行確認(rèn),杜絕目測,對不確認(rèn)信息,需與供貨方溝通:對與采購要求不符、本體存在鑄造缺陷(砂眼、松散組織、夾碴等)、明顯撞擊損壞、焊接不良的閥門,要及時落實(shí)調(diào)換事宜,禁止入庫:對使用在高腐蝕流程的閥門,應(yīng)根據(jù)腐蝕介質(zhì)特性,選取采購不銹鋼、銅鎳、PPR等材質(zhì)閥門[3]。5.2現(xiàn)場安裝標(biāo)準(zhǔn)化
對法蘭連接閥門,要選取規(guī)格直徑與法蘭孔徑相匹配的螺栓進(jìn)行安裝,并配套使用平墊及彈簧墊,緊固后的螺栓,其螺紋端需露出螺母2~3個螺距:海水流程閥門在安裝前,需重點(diǎn)檢查管路法蘭端面腐蝕情況,檢查有無徑向貫穿腐蝕及局部坑面腐蝕,如有應(yīng)采用金屬膠或焊接修復(fù),密封墊可選3mm規(guī)格橡膠墊:對凸面法蘭,金屬纏繞墊選取要匹配確認(rèn)壓力等級,杜絕低壓纏繞墊用于高壓流程,壓痕明顯的老舊纏繞墊必須更換,禁止使用無標(biāo)記纏繞墊。
對螺紋連接閥門,要注意閥門兩端與管線連接的旋合長度不宜過短,需配合使用絲扣膠帶,加強(qiáng)密封:
對螺紋連接的旋啟式止回閥、升降式止回閥,還要注意,安裝后方向應(yīng)朝上,以免影響啟閉效果。焊接閥門需注意選取適用不同材質(zhì)的焊條或焊絲,焊接期間應(yīng)考慮溫度持續(xù)提升對閥門內(nèi)部密封件的影響,可分時多次焊接,降低熱量蓄積。手動(手輪/手柄)閥門安裝前需確認(rèn)為手柄/手柄開關(guān)操作預(yù)留出足夠的空間,并確保實(shí)際操作中站位用力方便得當(dāng)。
5.3使用維護(hù)系統(tǒng)化
(1)對易于腐蝕的海水流程及清水劑藥劑流程閥門進(jìn)行梳理,逐步替換為不銹鋼材質(zhì)閥門或PPR材質(zhì)閥門,同時對使用中發(fā)現(xiàn)的早期針孔式漏點(diǎn)及時進(jìn)行處理。
(2)定期對在用閥門進(jìn)行內(nèi)外部檢查。1)外部檢查:主要檢查確認(rèn)外部銹蝕、法蘭及閥體螺栓松動、法蘭密封墊滲漏、填料滲漏、手柄手輪使用、進(jìn)出口壓力變化、閥門啟閉靈活度等情況。2)內(nèi)部檢查:主要檢查確認(rèn)閥片松動情況、內(nèi)部連接開焊情況、閥芯使用情況、密封件破損情況、閥體內(nèi)部腐蝕及堵塞情況等,以細(xì)化檢查的方式,提前預(yù)防預(yù)判故障。
(3)通過對海水流程管路延長、走向調(diào)整、加裝減壓裝置等措施,降低閥門進(jìn)口壓力,解決進(jìn)出口壓差過大沖刷加劇的問題:通過改造管路,解決閥門長時間受擠壓及承受錯位應(yīng)力的問題:通過安裝位置調(diào)整,解決閥門操作不當(dāng)、檢修空間不足的問題。
(4)制訂閥門標(biāo)準(zhǔn)操作及使用程序,涵蓋手輪閥門啟閉至極限位置回半圈、小型閥門加力工具使用、正確站位及用力、潤滑與防銹等多方面實(shí)用內(nèi)容,組織維修人員制作手輪閥門專用F型扳手,并禁止使用大規(guī)格管鉗開啟或關(guān)閉小規(guī)格閥門,對損壞的閥門手輪或手柄,及時焊接修復(fù)或換新,實(shí)現(xiàn)閥門操作標(biāo)準(zhǔn)化、統(tǒng)一化和規(guī)范化。
(5)統(tǒng)計(jì)梳理歷年來寒冷季節(jié)易凍堵閥門,在入冬前1個月,組織電氣專業(yè)人員與操作使用人員一起確認(rèn)閥門電伴熱使用情況、保溫棉覆蓋情況及保溫鋁皮密封情況,并在重點(diǎn)閥門位置增加纏繞電伴熱:對部分閥門進(jìn)行入冬前排空操作,在消防演習(xí)后及時排空所有干式消防系統(tǒng)管路內(nèi)的海水,避免閥門凍堵:通過定期倒換流程減少長時間使用,及時檢查排障等措施,做好高溫流程閥門檢維保工作。
(6)組織開展閥門專項(xiàng)培訓(xùn),內(nèi)容涵蓋閥門基礎(chǔ)知識、閥門常見故障講解、閥門早期故障應(yīng)對、閥門控制原理等諸多方面,同時建立閥門培訓(xùn)專項(xiàng)電子資料庫,涵蓋現(xiàn)場檢修視頻、理論資料講解等內(nèi)容,實(shí)現(xiàn)懂原理、懂結(jié)構(gòu)、懂操作。
5.4回收利用常態(tài)化
選取合適區(qū)域,設(shè)立廢舊閥門定置存放點(diǎn),并按照高壓閥門與非高壓閥門、標(biāo)準(zhǔn)閥門與非標(biāo)準(zhǔn)閥門的標(biāo)準(zhǔn)對拆卸下的故障閥門進(jìn)行分類存放,同時做好以下幾項(xiàng)工作:
(1)對損壞不嚴(yán)重的可修復(fù)閥門進(jìn)行系統(tǒng)專業(yè)化檢修,確保可用后,做好標(biāo)記留存?zhèn)溆谩?
(2)組織維修人員,利用廢舊閥門開展實(shí)操拆解,由工程師進(jìn)行現(xiàn)場講解,提升對內(nèi)部結(jié)構(gòu)的了解認(rèn)識,提高故障分析能力。
(3)自制加工拆卸工具,拆檢并保存廢舊閥門中的可用部件,以備在用同型故障閥門檢修之需:對內(nèi)部密封墊片等易損件進(jìn)行測繪并自制加工。
6實(shí)踐效果
經(jīng)過一年的系統(tǒng)實(shí)踐,閥門年度故障數(shù)量由43個減少至20個,較上一年度減少23個,同型閥門故障率降低超30%,同時經(jīng)自主維修,節(jié)約閥門采辦及維修費(fèi)用20余萬元。
7結(jié)語
本文通過引入閥門全周期管理理念,實(shí)現(xiàn)了閥門檢維修系統(tǒng)化、全局化的有機(jī)延伸,實(shí)現(xiàn)了多維度梳理閥門故障成因、摸清閥門故障規(guī)律的突破,在扎根現(xiàn)場、實(shí)事求是、拓寬思路的基礎(chǔ)上,為海油平臺閥門采辦、使用、維修、回收的全過程管控提供了有力借鑒,極大地推動了提質(zhì)增效、修舊利廢與安全生產(chǎn)的有機(jī)融合。
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