高压加氢装置阀门的使用及要求

广华

1 概述

高压加氢工艺是石油深加工的一个重要手段，它不仅能提高单位原油的轻油收回率。而且能提高燃料油的质量，从而提高炼油厂的整体效益。高压加氢装置还能为石油化工装置提供优质的原料，也是油品脱硫的理想装置。我国从 90 年代开始了高压加氢装置的建设，预计今后的几年中，随着我国炼外油量的逐年增多，高压加氢装置的建设仍将是石化行业的一大热点，各大石化企业也都想藉此提高其炼油的水平和能力，以迎接加入 WTO 的挑战。

2 工况条件

高压加氢装置的介质环境有 2 个突出的特点，即高压和临氢（并伴随硫化氢）操作。

高压操作不仅仅是因为其操作压力高（一般为 14-20 MPa），而且还在于其介质为易燃易爆的高压气体（氢气或油气+氢气）。高压气体储存了较大的压力能．一旦其储输设备（包括管道阀门）损坏，引起的事故将是灾难性的。

临氢并伴随硫化氢操作。表明了对储输设备材料的苛刻要求。氢气是一种能渗透到金属材料内部并在常温或高温下引起材料变性（恶化）的介质，常温下能引起金属材料的脆化和变形等，高温下能导致金属材料内部和外部脱碳。硫化氢对金属材料的腐蚀也是一个十分棘手的问题，常温下它能引起许多金属材料的应力腐蚀开裂，高温下它能引起金属材料的快速均匀腐蚀。所有的这些特点都对高压加氢阀门的材料、结构设计和强度设计等提出了严格的要求。

3 需求情况

高压加氢装置中的阀门，既有临氢条件，又有非临氢条件，既有高压条件，又有非高压条件。本文仅讨论高压临氢条件下应用的阀门，这类阀门虽然数量不多，但其价格却占有较大的比例。此类阀门有闸阀、截止阀、止回阀、球阎和旋塞阀，压力等级为 ASME 的 CL900~2500，温度为常温至 400℃，主体材料有 ASTMA105、A182—F11/F22/F321、A216—WCB、A217—WC6／WC9、A351—CF8C，阀门直径为 DN15-400 mm。这些阀门的功能与普通阀门相同，但国内目前尚不具备成套供应的能力，主要原因在于阀门制造厂与用户（尤其是工程设计部门）沟通联系不够，不了解阀门的使用条件和要求，缺少一套与介质条件相适应的技术文件、模具和图纸等，而且缺步工业化批量生产的经验。

开发高压加氢装置中的阀门，不仅能降低阀门价格。而且可减少供货周期，方便补充订货，同时又能推动阀门行业的发展。事实上，我国目前一些阀门制造厂已具备生产高压加氢阀门的能力和条件，而且在加氢精制装置（操作压力 8~10 MPa）上已有成功的应用。

性能良好的阀门，其设计、制造、检查试验及质量控制等各个方面和各个环节都做的比较好。本文以其中的几个主要问题（包括阀门的内漏、外潺、强度设计、材料、检查试验及质量控制），结合高压加氡装置的介质条件进行探讨。