浙江中特气动阀门成套有限公司
调节阀安装质量管理方法探讨

随着我国社会经济的发展,科学技术的进步,生产企业的自动化程度越来越高,自动化仪器仪表在企业生产中发挥的作用越来越明显。特别是石化生产企业,其运行工况的安全性依赖仪器仪表进行监控,并且这些仪器设备还能够极大地提高企业生产效率。而在自动化控制中,调节阀(如图1所示)起着十分重要的作用。

 

图1 调节阀

调节阀是过程控制系统中由动力操作、调节流体流量的装置,它由执行机构和阀组成,执行机构是将信号转换成相应的运动,改变控制调节阀内部调节机构(截流件)位置的装置或机构。该信号或驱动力可为气动、电动、液动的或它们的任何一种组合。阀是形成一个压力密封外壳,内含改变过程流体流量的截流件组件。执行机构能按照控制系统发出的信号,改变阀内截流件的位置。调节阀用于调节工业自动化过程控制领域中的介质流量、压力、温度、液位等工艺参数,根据自动系统中的控制信号,自动调节阀门的开度,从而实现介质流量、压力、温度和液位的调节。

自动化控制系统主要有三个环节——检测、控制、执气电行,第一部分是敏感元件,通常是一个变送器,主要测量被调工艺参数(如压力、流量、温度、物位等)。变送器的输出被送到仪表机柜间中的DCS系统机柜中(DCS系统是目前石化行业中最常用的控制系统)。DCS确定并测量给定值或期阀望值与工艺参数的实际值之间的偏差,一个接一个地把校正信号送出给执行器——调节阀。以往石化工程建设单位及工程施工管理单位均只重视控制回路第一部分及第二部分的质量管理,但是未对第三部分调节阀的安装质量进行高度重视。因而在实际工作中,经常遇到阀门卡死、损坏、不动作等相关问题,工程项目管理单位常采取的措施即更换阀门。这样不仅仅造成投资增大,也容易造成投料生产目标的延迟。因此,研究调节阀的安装质量管理方法就具有非常重要的现实意义。

1 调节阀安装质量管理存在的问题

1.1 项目管理相关制度不完善

(1)调节阀门安装分为两大块:一是阀门本体的安装;二是执行机构的接线、气动信号管及气源管的连接。设计图纸来源于自控图纸,安装前阀门试验由仪表调试人员与工艺专业阀门试压站共同完成,试验完后的阀门保管及阀体的安装由工程建设中工艺专业施工队伍负责,执行机构的接线、气动信号管及气源管的连接由仪表施工队负责。目前石化工程建设项目管理,基本都是延续单一专业施工及管理的方式,对于调节阀的保管及阀体的安装,遇到自控专业比较负责的仪表施工管理工程师,会主动要求参与对工艺施工队调节阀安装的监管。遇到不负责任的,则会在调节阀安装过程中相互推诿,实际施工过程中,阀门本体由工艺施工队伍安装,仪表施工管理工程师会要求工艺施工管理工程师进行阀门安装质量控制;但根据设计图纸,调节阀属于仪表设备,工艺施工管理工程师会要求仪表施工管理工程师进行阀门安装质量控制,最终造成无人管理,放任自流。

(2)虽然相关工艺规范要求工艺管道吹扫与清洗前须拆除孔板、法兰连接的调节阀、重要阀门、节流阀、安全阀、仪表等,并对焊接的阀门和仪表应采取保护措施。但是从目前中石化的工程建设惯例中,吹扫与清洗工作大部分由生产运行人员接手操作。生产运行方接手后基本就摆脱项目管理的控制,对于吹扫清洗前需拆除调节阀等设备的要求均未认真执行,或者执行时对于拆除工作与施工单位沟通不及时,经常造成调节阀未拆除即进行吹扫,造成后期连锁逻辑测试中经常出现部分阀门卡死甚至损坏的状况。某煤化工项目净化装置400多台调节阀,后期试运行期间竟然发现150多台调节阀出现不同问题的故障。经拆除打开后发现大部分阀门的阀芯、阀座及阀底里面有焊渣等杂物堵塞(如图2所示)。后经了解是由于生产运行人员进行吹扫时未与项目管理及施工单位沟通,未拆除调节阀就吹扫造成的。此次事件造成阀门维修及更换直接经济损失600多万,因阀门更换造成投料试车延迟的间接经济损失4500多万。

1.2 石化工程建设相关仪表规范不完善

仪表调节阀是否参与工艺管道的强度试压、吹扫及气密性测试呢?石化工程建设中最主要两个仪表验收规范涉及到仪表设备与工艺管道试验的关系仅3条。①GB50093—2013《自动化仪表工程施工及质量验收规范》中“5.1.10取源部件安装完毕,应与设备和管道同时进行压力试验。”(取源部件包括温度取源部件、压力取源部件、流量取源部件、物位取源部件及分析取源部件,不包含调节阀)。②GB50093—2013《自动化仪表工程施工及质量验收规范》中“8.7.9当工艺系统规定要求进行真空度或泄露性试验时,其内的仪表管道系统应当与工艺管道一起进行试验”。③SH/T3551—2013《石油化工仪表工程施工质量验收规范》中“11.4.3当工艺系统规定进行真空度或泄露性试验时,仪表测量管道应随同工艺系统一起进行试验。”

 

1.膜盖2.膜片3.弹簧4.推杆

5.支架6.阀杆7.阀盖8.阀芯

9.阀座10.阀体

图2 图中圈处(阀芯、阀座及阀底)出现大量焊渣、杂物等

上述3条规范均未明确仪表调节阀是否参与工艺管道的试压、吹扫及气密性试验。因此,在仪表阀门是否参与工艺管道试压时,因没有明确的规范确定,对于是否参与,不同项目采用的方式不一致,易造成项目管理的混乱。

1.3 调节阀安装记录相关文件的缺失

石化行业相关施工过程文件规范《石油化工建设工程项目施工过程技术文件规定》、《石油化工建设工程项目交工技术文件规定》、《石油化工安装工程施工质量验收统一标准》中均未明确仪表调节阀的安装验收表格,因此石化工程建设过程文件中没有体现其固有特性的安装验收记录。工艺管道专业中也因其图纸中未包含仪表调节阀,所以其施工工程资料中也未包含调节阀安装记录资料。未见调节阀安装具体验收记录,造成调节阀安装质量要求得不到具体落实,不利于其质量管理得到有效掌控。

2 调节阀安装质量控制的相关建议

2.1 建立并完善仪表调节阀安装管理相关制度

调节阀在现场使用中,很多故障往往不是其本身质量所引起,而是调节阀的安装使用不当所造成的。

(1)对于仪表调节阀安装涉及两个不同专业施工队伍的情况,我们需要明确仪表施工管理与工艺管道施工管理的相关界限,并根据施工界限不同做好相关的仪表调节阀的交接及验收制度。在工艺管道施工队伍保管及第一次安装过程中,工艺管道专业项目管理工程师进行相关质量管理,并经其验收合格后通知仪表施工队及仪表专业项目管理工程师进行验收交接。验收合格后,后续因仪表回路及管道试验时发生的拆卸,均由仪表专业项目管理工程师进行质量控制。

(2)关于工艺管道吹扫等相关试验事宜,应建立吹扫试验前条件确认表制度。仪表施工队伍与工艺施工队伍及生产运行人员一定要相互配合,统一协调管道吹扫工作的正常进行。无论是施工单位主导,还是生产运行人员主导,其吹扫前都应由施工单位递交相关管线吹扫条件确认表,在其管线涉及的设备、仪表仪器及调节阀门,由相关专业的项目管理工程师及施工单位技术员现场进行检查确认,该拆卸的设备、仪表仪器及调节阀门是否拆卸完毕,可不拆卸的设备、仪表仪器及调节阀门是否采取了隔离保护等措施,现场检查完成后签字确认,确认完毕后方可进行吹扫清洗。

2.2 完善相关规范内容,建立石化行业统一标准

调节阀是否参与工艺管道的试压、吹扫与气密性试验?

首先,针对是否参与工艺管道的试压。根据多年石化工程管理经验及相关规范文件,笔者认为调节阀不应参与工艺管道试压。第一,因仪表阀门在安装前已经在阀门试压站进行强度试验,且有相关的试验记录。调节阀设计规格就是依据工艺设计给予条件确定的,这样保证调节阀强度试验的压力值绝不会小于工艺管道的试压值。第二,工艺管道试压吹扫时管道内可能含有大量焊渣、杂物等,易在试验过程中对调节阀内部造成损伤。第三,调节阀出厂前一般都进行压力强度试验,安装前也再次进行耐压强度试验,若再参与工艺管道强度试压,可能会对阀体本身造成一定损伤。国外厂家的调节阀,一般都严格要求不需要在安装前再进行耐压强度试验,就是防范强度试验过多造成阀门内伤。

其次,针对是否参与工艺管道的吹扫。工艺管道相关规范《石油化工金属管道工程施工质量验收规范》已明确调节阀不能参与,因此建议在仪表相关规范中也明确这第一点,形成统一标准。

最后,调节阀应当参与工艺管道气密性试验,因为气密性试验是对装置系统密封性能的整体检查测试。调节阀应当在工艺管道吹扫清洗完成后,待生产运行人员确认工艺管道已清洁干净,方可进行回装,回装完成后参与气密性试验。

2.3 完善石化系统调节阀的安装过程技术文件

依据《石油天然气建设工程施工质量验收规范自动化仪表工程》中的“表C.8执行器安装检验批质量验收记录”,并结合本文“2.1建立并完善仪表调节阀安装管理相关制度”中建议,可以编制适应石化系统调节阀的安装验收记录文件,让调节阀的各个安装过程的质量管理得到有效落实。

3 结语

调节阀的安装质量管理,首先是安装前的管理制度的制定,相关规范的完善、统一共识及施工过程文件专业化编制,确定管理目标。然后安装过程检查,发现问题并进行整改,安装完成后依据规范等进行验收。这样才能有效保证自动化工程项目质量管理目标的顺利实现,为石油化工生产保驾护航。

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