管線球閥的技術現(xiàn)狀及發(fā)展方向(已修改)
2025-07-03 21:41 本頁面
【正文】 管線球閥的技術現(xiàn)狀及發(fā)展方向摘要：論述了管線球閥的設計、制造、試驗、標準和使用的狀況，介紹了數(shù)字仿真技術在設計制造中的應用以及發(fā)展前景。不銹鋼閥門網(wǎng)。1 概述用管線輸送液體或氣體在近年來獲得了迅速的發(fā)展。長輸管線（長距離輸送管道）上使用的閥門被稱為管線閥門。管線閥門（球閥、閘閥、止回閥和旋塞閥等）是一種滿足管道運輸?shù)奶厥庖蟛⒕邆涮厥夤δ艿膶Ｓ瞄y門。對于管線球閥其技術標準是美國石油協(xié)會頒發(fā)的 API6D 和國際標準 ISO 143131999。這種球閥全通徑、低流阻，作為長輸管線用閥已得到快速的發(fā)展。2 技術性能長輸管線的實際工況環(huán)境惡劣，其安裝從北極圈到赤道，從高山到海底，從高原到沙漠，其間穿過地震帶、沼澤地、凍土層、江河、湖泊和山坡，有的架設，有的直埋地下，在野外操作，維修困難，要求 30 年使用壽命。長輸管線一般輸送的介質(zhì)為原油和天然氣，雖經(jīng)處理但介質(zhì)含有硫化物、雜質(zhì)及異物，且要求零級密封。因此，對管線球閥提出了嚴格的技術要求。（1）強度和韌性 閥門除了承受內(nèi)部介質(zhì)壓力之外，尚需承受由于環(huán)境溫度變化而引起的軸向拉力和壓力?？紤]滑坡，地面沉降，洪水而引起的外部載荷，在寒帶及冰凍地區(qū)尚需考慮材料低溫沖擊韌性，防止低溫脆性斷裂。對于全焊接閥體球閥，焊縫及熱影響區(qū)，需要按照斷裂力學理論，考慮其斷裂韌性。（2）零級密封 閥門要求零級密封，以確保對下游端管線的有效截斷?？紤]介質(zhì)中金屬顆粒對零級密封的影響，金屬對金屬密封作為初級密封，PTFE/橡膠對金屬作為次級密封，以及一旦密封失效時應采取緊急密封措施。（3）失火安全和防靜電 管線球閥設計需考慮失火安全。一旦失火，閥門的外漏和內(nèi)漏不能超過 API607 規(guī)定的泄漏標準。球體被非金屬材料夾持，可能產(chǎn)生靜電，必須與閥體導通，在 24V DC 下，電阻值 10Ω。（4）DBB 功能（Double Brock amp。 Bleed） 在閥腔排泄時，上游端閥座和下游端閥座應同時自動切斷，以確保排放時的安全。（5）防止閥腔壓力的夾持 無論閥門處于開啟或關閉位置，均應防止介質(zhì)在閥腔中被夾持。如果介質(zhì)可能夾持。則對于氣體介質(zhì)或液體介質(zhì)均要確保自動泄放閥腔內(nèi)的壓力，閥腔壓力泄放的最大值不超過閥壓力額定值的 倍，外部壓力泄放閥的口徑為 DN15 或更大。（6）排泄 閥腔的介質(zhì)可以排泄，并通過排泄孔對閥門進行在線密封檢測。（7）位置指示 無論手動或動力驅(qū)動，應有明顯的閥位指示，表明閥門處于開啟位置或關閉位置。（8）傳動鏈 傳動鏈的設計扭矩至少應為球閥最大扭矩的 2 倍。（9）硫化工況 承壓部件及螺栓材料應具有抗應力裂化的能力，符合 NACE MR0175 要求。（10）緊急切斷 長距離管道輸送系統(tǒng)采用衛(wèi)星監(jiān)控系統(tǒng)，當管線壓降速率或持續(xù)時間達到某一設定值，閥門應緊急切斷。（11）防腐蝕 采用全焊閥體結(jié)構(gòu)，管道陰極接地和外表面防腐，防止地下水的電位腐蝕和應力腐蝕。3 國外管線球閥的發(fā)展管線球閥經(jīng)過半個世紀的發(fā)展，在結(jié)構(gòu)設計上形成兩大類型。一類以美國 Cameron 公司為代表的采用全焊接球狀閥體結(jié)構(gòu)（圖 1）。屬于這一類的有德國的 BORSIG 公司和 Schuck 公司，美國的 Larsen amp。 Toubro 公司，日本的 KITZ 公司、TIX 公司和 TUBOTA 公司，以及俄羅斯的 Tyazhpromarmatuva 公司。另一類以意大利 Grove 公司為代表，采用分體式筒狀結(jié)構(gòu)和在此基礎上發(fā)展的全焊接筒狀閥體結(jié)構(gòu)（圖 2）。屬于這一類的有意大利的 NuovoPignone 公司、PCC 公司、PERAR 公司、 公司、PIBIVIESSE 公司和 FCT 公司，美國的 PBV 公司，捷克的 Czechoslovikia 公司。不銹鋼閥門網(wǎng)。圖 1 全焊接球形閥體管線球閥圖 2 筒狀閥體管線球閥美國 Cameron 公司的產(chǎn)品閥體為全焊接球狀，密封材料為尼龍或 PTFE，可轉(zhuǎn)動閥座，上下閥桿軸支承，進口端密封，出口端腔體壓力自動向下游端泄放。該公司的全焊接球形閥體結(jié)構(gòu)，以其高的可靠性，廣泛用于重要的長輸管線中，如美國阿拉斯加原油輸送管線。意大利 Grove 公司生產(chǎn)的球閥以雙活塞效應，防爆橡膠 O 形
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