阀门液压控制系统串油技术

郝民 刘洋 仝强 张永伟

海洋石油工程（青岛）有限公司 山东 青岛 266520

摘要

阀门液压控制系统由于需要液压管路，管路泄漏以及管路的清洁是保证整个阀门液压控制系统能够正常运行的重要工作。本文主要介绍了阀门液压控制系统中管路清洁串油的整个流程及安全注意事项。

关键字：阀门液压控制系统；串油；流程；安全

0引言

近年来，随着海洋石油工程中自动化程度的提高，阀门遥控系统得到了迅猛的发展和广泛的应用。阀门遥控系统的稳定性、可靠性和功能都得到了极大的提高。阀门遥控系统主要有液压驱动、电液驱动、气动驱动和电力驱动等驱动方式，其中应用最广泛的是液压驱动和电液驱动。其中电液驱动方式由于成本高且不能用于浸液的环境，使得其应用受到了很大的限制，尤其在海洋石油工程中基本不能选用。而液压驱动方式，虽然系统中需提供集中式液压动力泵和电磁阀箱，而且液压控制系统中还需要有液压油管线，但其造价相对较低而且更适用于海洋石油工程的各种工作环境，故被广泛使用^[1]。而液压驱动方式中对防止液压管路泄露以及管路的清洁工作则显得尤为重要。液压管路的清洁一般选用的方式即为串油。

1概述

1.1串油的基本要求

液压遥控系统管线需在启动前进行连续串油操作，以清除安装期间产生的杂物，腐蚀残留物，焊渣等，使管线达到标准NAS 1638固体颗粒污染等级及厂家要求的洁净度。

图1 NAS1638油液洁净等级

1.2阀门液压控制系统的主要组成部分

图2 阀门液压控制系统的组成

由图2可以看到阀门液压控制系统中液压管路有两部分，分别是电磁阀箱至遥控阀门间的液压管和液压泵站至电磁阀箱间的液压管。所以串油工作是针对这两部分液压管进行的。

2准备工作

2.1试验用油

首先应根据元件类型和工作条件（工作压力、工作部件运动速度、环境温度）选择油液品种，然后再根据粘度选择牌号^[2]。

2.2试验工具及设备

串油橇、软管，临时短管，管路分配器、高压卡套接头、高压卡套阀、活动扳手、对讲机、压力表、不同规格滤纸若干等。

2.3试验安全注意事项

1．首先参与试验的工作人员必须按要求佩戴各劳保用品。

2．在试验区域做好安全标识：包括悬挂安全旗、主要工作内容的说明（如试验压力等级和试验介质等）、各种警告牌（如安全警告、严禁烟火等）；试验区域内要保证有充足的照明和通风；试验场所内的通道应保持整洁和畅通；要求试验作业人员通行必须走安全通道。

3．在试验区域准备足够清理油污材料：吸油毡、锯末等。

4．在试验开始之前，试验区域内的动火作业、材料打磨等容易产生电火花的工作必须停止。

5．试验进行的时候，项目部应派指定安全员巡视试验所有区域，防止发生一切动火作业的情况。

6．串油报验结束后，生产部门应做好油品回收工作。串油试验全部结束后安全旗、安全警示等外围临时设置的安全装置才能拆除。

7．试验过程中，管线升压和卸压时，现场所有的人员都必须撤离到隔离区域以外。只有操作人员可以短暂的靠近试验管线。试验过程中需要进行的设备操作地点都必须设置在隔离区域以外的安全位置。

8．如气温较低，净水压力试验及密性试验时间较长，应做好防冻工作(加防冻液)，确保管路不被冻裂，试验后必须清除管内残水。

9．高压氮气瓶要有硬质保护、安全警告牌（包含瓶内介质、压力、及禁止操作等标识）。

3磁阀箱至遥控阀门间管路清洁串油

3.1基本流程

压 缩空气吹除 管路静水压力试验 ABS 及业主检验 高压氮气吹除 串油 结果交业主认可 高压氮气吹除 管路恢复 结束

3.2压缩空气吹除

阀门遥控液压泵站/电磁阀箱/遥控阀等被短接的设备必须做好有效的封闭和保护以防杂质进入和损坏。对每个遥控阀门的供、回油管路用压缩空气进行吹除，初步吹除管路中的杂质的同时，确认阀控管连接的阀号与遥控电磁阀箱内对应连接的电磁阀号一致，确认后在阀控管上做好标记。

3.3静液压试验

临时管路的制作与连接：用临时管路将试验范围内的阀门液压遥控管线串联接成封闭回路，在适当位置选取合适的注水点，并在注水点附近的管线与管线最低点处安装压力表，在管路的最高点安装放气阀，最低点安装泄放阀。

对按要求串联完成的管路进行静水压力实验，以洁净淡水作为实验介质；确保泄放阀关闭；高点透气阀打开，溢水后关闭；试验压力为设计压力的1.5倍；每次加压的压力值为试验压力的25%，直至到达试验压力；达到试验压力的50%后，等15分钟后检查系统，无压力泄漏则继续进行试验；达到试验压力值后，至少保压30分钟再进行检查，目测无泄漏情况发生即为试验合格。

3.4高压氮气吹除

氮气吹除应从高点向低点吹除。选择液压管线中一个合适的高点作为高压氮气的进口，选择管线中的其中一个低点作为高压氮气排出口，对试压完成后的管线进行高压氮气吹除，每条管线应最少进行3到5分钟的高压氮气吹除。在一般情况下，可在管路出口放置一个样本（如一张白纸），用来检查管线内是否已吹除干净，当白纸出口处的白纸目测不再有脏物即视为管线已清洁干净；氮气吹除完成后应确保管路的干燥度满足要求，可拆除最低点临时管路并检查其干燥程度。合格后可进行下一步。

3.5串油

系统吹除工作完成并经业主认可后，进行系统串油的各项准备工作。为了有效清除附着在管内壁的杂质，串油流体必须是急速紊流状态。多数情况下，达到紊流状态的最好途径是降低流体粘稠度，通常用提高温度来达到这个目的。所以，串油过程中，应将串洗油油温加热并保持在50℃左右。

将串油橇应尽可能地接近串油管线的接口，将串油橇、管路分配器（串油橇进、出口各一个，各带3个接口）和配有截止阀的液压遥控管路用临时管段串、并连接。

雷诺系数应定为达到紊流状态下的临界雷诺系数，根据流速和雷诺系数的关系式计算出所用串油橇的流量要求，再利用流速和运动粘度、管径等参数计算出压力损失，确定串油橇额定压力^[2]。根据流速、流量和管径即可确定单根进回油管路的最大长度，试验过程中要确保单根进回油管路之和最大长度(包括进、回油及临时管路长度)不长于计算出的最大长度。

确认管路按照要求串接完成后，启动串油橇并开始串油，在串油过程中，应定时检查滤芯，根据清洁的程度决定是否清洗滤芯；目测滤芯干净后，继续冲洗2小时，对串洗油进行取样和检测，检测油品等级达到NAS1638清洁度等级标准中的要求后供业主认可。

3.6高压氮气吹除

业主签字确认串油工作完成后，用高压氮气对管路进行吹除工作，在适当位置接高压氮气，缓慢加压把管路中残留的滑油吹除至回收装置，接入氮气的压力不得高于管线的设计压力。

3.7管路恢复

待管路完成串油工作、业主签字确认后，拆除串油临时设备、临时管，将系统恢复到正常工作状态并供业主检查确认。

4液压泵站至电磁阀箱间管路清洁串油

4.1基本流程

压 缩空气吹除 管路密性试验 ABS及业主检验 高压氮气吹除

串 油 结果交业主认可 高压氮气吹除 管路恢复 结束

两部分管路的串油流程基本一致，只是液压泵站至电磁阀箱间管路无需做净水压力试验而只需要做密性试验。其余各流程的操作和注意事项参见第3章的表述。

4.2密性试验

用临时管路对将液压泵站至电磁阀箱间管路进行连接，管路末端用盲板法兰或堵头进行封堵。在适当位置选取合适的注水点，并在注水点附近管路与管路最低点处安装压力表，在管线的最高点安装放气阀，最低点安装泄放阀。

管路改装完毕后对管路进行密性实验，实验介质为洁净淡水；确保泄放阀关闭；高点透气阀打开，溢水后关闭；管路密性试验压力为1.1倍的工作压力；按照试验压力的25%进行升压，直到试验压力；达到试验压力值的50%后，维持15分钟后检查系统，无压泄漏则继续进行升压；达到试验压力值后，至少保压30 分钟后再进行检查，目测无泄漏情况发生且试验供质检及业主确认合格后，对管路进行泄压，管路卸压应在高点进行，并确认两个压力表有同样的压降，直到压力值都为0，并打开管路最低放泄点对管路内的试验用水进行泄放至安全区域。

7结语

随着海洋石油工程自动化程度的提高，液压遥控阀门的应用必然越来越广泛，而其中液压油管路的防泄漏和清洁问题也是重中之重。本文仅对阀门液压控制系统管路的串油技术进行了介绍。在当前的技术中仍有很多可以改进的空间。希望串油技术能更进一步，为自动化的前进保驾护航。

参考文献

[1] 黄亦飞，汤立德，肖建威。阀门液压遥控系统在海洋工程中的设计研究。船舶与海洋工程2013年第一期。

[2] 李杰。液压管系串油工艺改进研究。2008年10月15日。