管道輸送已成為當(dāng)代能源運(yùn)輸?shù)闹饕绞?，?yīng)運(yùn)而生的管線閥門發(fā)展迅速，極大的推動(dòng)了管道輸送的進(jìn)程。管線閥門到底被如何定義，它的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)與性能究竟有何不同？

管道輸送已成為當(dāng)代能源運(yùn)輸?shù)闹饕绞剑瞄L(zhǎng)距離管道輸送油、氣、煤等資源已成為當(dāng)今世界解決能源輸送的最主要手段。

世界上主要油氣生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)都大量使用長(zhǎng)輸管線來(lái)解決油氣資源的運(yùn)輸問(wèn)題，天然氣的輸送95%以上采用管道輸送方式。

1發(fā)展歷程

1914年，第一條9公里長(zhǎng)的輸油管線在美國(guó)中部建成，從此拉開(kāi)管道工業(yè)發(fā)展的序幕。用管線來(lái)輸送液體或氣體，其成本是鐵路運(yùn)輸?shù)?/3，海上運(yùn)輸?shù)?/3，所以近一百年來(lái)獲得了迅速的發(fā)展。

長(zhǎng)距離輸送管道稱之謂長(zhǎng)輸管線，長(zhǎng)輸管線上使用的閥門稱之謂管線閥門，有球閥、閘閥、止回閥、旋塞閥，是一種滿足管道運(yùn)輸?shù)奶厥庖?，具備特殊功能的專用閥門。

2管線用閥的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)

平板閘閥

結(jié)構(gòu)

平板閘閥是一種關(guān)閉件為平行閘板的滑動(dòng)閥。其關(guān)閉件可以是單閘板或是其間帶有撐開(kāi)機(jī)構(gòu)的雙閘板。閘板向閥座的壓緊力是由作用與浮動(dòng)閘板或浮動(dòng)閥座的介質(zhì)壓力來(lái)控制。如果是雙閘板平板閘閥，則兩閘板間的撐開(kāi)機(jī)構(gòu)可以補(bǔ)充這一壓緊力。

特點(diǎn)

平板閘閥主要特點(diǎn)為：結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度較短、密封性能好、操作扭矩較小且啟閉操作力較接近、流阻小、閥門不必設(shè)置異常升壓的裝置，帶導(dǎo)流孔的平板閘閥可以通過(guò)清掃器清潔管道。但閥門的結(jié)構(gòu)高度高，約為管道直徑的3～4倍。

球閥

結(jié)構(gòu)

球閥，指的是用帶圓形通孔的球體作啟閉件，球體隨閥桿轉(zhuǎn)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)啟閉動(dòng)作的閥門。啟閉件（球體）由閥桿帶動(dòng)可調(diào)式減壓閥，并繞方工球閥作軸線作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。

特點(diǎn)

球閥主要特點(diǎn)為：結(jié)構(gòu)較緊湊、密封性能好、啟閉90°旋轉(zhuǎn)可快速啟閉閥門、操作時(shí)間較短，采用注入密封脂可形成二次輔助密封，防火結(jié)構(gòu)的閥座在火災(zāi)時(shí)能保證閥門的密封，配套快速切斷裝置可實(shí)現(xiàn)閥門的緊急啟閉。

球形調(diào)節(jié)閥

結(jié)構(gòu)

球形調(diào)節(jié)閥，包括左閥體、閥座、球體、閥桿軸、右閥座，其特征在于：在球體中央與原有的流道孔呈垂直地設(shè)有貫通球心的圓孔通道，在通道內(nèi)放置蝶板、蝶板一端的凸棱與閥桿軸一端的槽相配合，另一端由限位環(huán)限位。

特點(diǎn)

球形調(diào)節(jié)閥的流量大，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性好、操作維修方便，全開(kāi)時(shí)流阻小，允許使用壓差較大，噪聲小、抗氣蝕性能好。

止回閥

結(jié)構(gòu)

止回閥都有一個(gè)開(kāi)啟壓力，當(dāng)工作介質(zhì)壓力大于止回閥開(kāi)啟壓力時(shí)，彈簧被壓縮，止回閥擋板被推開(kāi)，介質(zhì)順利流過(guò)。當(dāng)工作介質(zhì)回流時(shí)，介質(zhì)會(huì)把擋板壓在止回閥閥體上，介質(zhì)壓力越大，壓得越緊，此時(shí)擋板完全隔斷了整個(gè)系統(tǒng)，杜絕了介質(zhì)回流的可能，通過(guò)止回閥第部結(jié)構(gòu)可以更直觀的理解。

特點(diǎn)

止回閥多帶阻尼結(jié)構(gòu)，可有效消除管道的振動(dòng)和降低流阻；采用雙重密封（低壓采用彈性密封，高壓采用金屬-金屬密封），密封效果好；可通過(guò)管道清掃器。

泄壓閥

結(jié)構(gòu)

泄壓閥結(jié)構(gòu)主要有兩大類：彈簧式和杠桿式。彈簧式是指閥瓣與閥座的密封靠彈簧的作用力。杠桿式是靠杠桿和重錘的作用力。隨著大容量的需要，又有一種脈沖式泄壓閥，也稱為先導(dǎo)式泄壓閥，由主泄壓閥和輔助閥組成。當(dāng)管道內(nèi)介質(zhì)壓力超過(guò)規(guī)定壓力值時(shí)，輔助閥先開(kāi)啟，介質(zhì)沿著導(dǎo)管進(jìn)入主泄壓閥，并將主泄壓閥打開(kāi)，使增高的介質(zhì)壓力降低。

特點(diǎn)

由于開(kāi)泵或停泵可能使管道內(nèi)介質(zhì)流速變化和壓力波動(dòng)，產(chǎn)生沖擊波。為消除沖擊波的影響，長(zhǎng)輸管線上采用泄壓閥來(lái)減輕沖擊波。

減壓閥

結(jié)構(gòu)

減壓閥是通過(guò)閥彈簧即可設(shè)定出口壓力200X型減壓閥(可調(diào)式減壓閥)。當(dāng)閥門從進(jìn)口端給水時(shí)，水流過(guò)針閥進(jìn)入主閥控制室可調(diào)式減壓閥，出口壓力通過(guò)導(dǎo)管作用到導(dǎo)閥上。當(dāng)出口壓力高于導(dǎo)閥彈簧設(shè)定值時(shí)，導(dǎo)閥關(guān)閉?？刂剖彝Ｖ古潘藭r(shí)主閥控制室內(nèi)壓力升高并關(guān)閉主閥，出口壓力不再升高。當(dāng)閥門出口壓力降到導(dǎo)閥彈簧設(shè)定壓力時(shí)，導(dǎo)閥開(kāi)啟，控制室向下游排水。

特點(diǎn)

在分支管道上設(shè)置減壓閥，用來(lái)恒定用戶進(jìn)口端的介質(zhì)壓力，多采用先導(dǎo)式減壓閥，受介質(zhì)清潔度的影響小、壓力控制精度較高、性能穩(wěn)定。

3技術(shù)要求

長(zhǎng)輸管線是全球性的，是一條能源供給線，從北極圈到赤道，從高山到海底，從高原到沙漠，其間穿過(guò)地震帶、沼澤地、凍土層、江河、湖泊、山坡。有架設(shè)的，有直埋地下，在野外操作，維修困難，要求30年使用壽命。一般輸送原油、天然氣，雖經(jīng)處理但含硫，含鐵銹及金屬顆粒，且要求零級(jí)密封，實(shí)際的使用環(huán)境惡劣和能源供給線的重要性，對(duì)管線閥門提出了嚴(yán)格的技術(shù)要求。

那么，針對(duì)管線閥門，到底有哪些技術(shù)要求呢？跟著熊博士，慢慢看！??！

1.強(qiáng)度和韌性

閥門除了承受內(nèi)部介質(zhì)壓力之外，尚需承受地基承載，由于環(huán)境溫度變化而引起的軸向拉力和壓力，考慮滑坡，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(duì)于全焊接閥體球閥，焊縫及熱影響區(qū)，需要按照斷裂力學(xué)理論，考慮其斷裂韌性（CTOD）。

2.零級(jí)的密封要求

閥門要求零級(jí)密封，以確保對(duì)下游端管線的有效截?cái)?，考慮介質(zhì)中金屬顆粒對(duì)零級(jí)密封的影響，金屬對(duì)金屬密封作為初級(jí)密封,PTFE/橡膠對(duì)金屬作為次級(jí)密封,以及一旦密封失效時(shí)應(yīng)采取緊急密封措施。

3.具備失火安全和防靜電功能

管線球閥設(shè)計(jì)需考慮失火安全（fire safe）,一旦失火，閥門的外漏和內(nèi)漏不能超過(guò)規(guī)定的泄漏標(biāo)準(zhǔn)；球體被非金屬材料夾持，可能產(chǎn)生靜電，必須與閥體導(dǎo)通，在24VDC下，電阻值

4.DBB功能

在閥腔排泄時(shí)，上游端閥座和下游端閥座應(yīng)同時(shí)自動(dòng)切斷，以確保排放時(shí)的安全。

5.防止閥腔壓力的夾持

無(wú)論閥門處于開(kāi)啟或關(guān)閉位置，均應(yīng)防止介質(zhì)在閥腔中被夾持，如果介質(zhì)可能夾持，則對(duì)于氣體介質(zhì)或液體介質(zhì)均要確保自動(dòng)泄放閥腔內(nèi)的壓力，閥腔壓力泄放的最大值不超過(guò)閥壓力額定值的1.33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(guò)此排泄孔對(duì)閥門進(jìn)行在線密封檢測(cè)。

7.位置指示

無(wú)論手動(dòng)或動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，要有明顯的閥位指示表明閥門處于開(kāi)啟位置或關(guān)閉位置。

8.傳動(dòng)鏈

傳動(dòng)鏈設(shè)計(jì)扭矩至少應(yīng)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(yīng)具有抗應(yīng)力裂化的能力，符合NACE,要求。

10.緊急切斷功能

長(zhǎng)距離管道輸送系統(tǒng)采用衛(wèi)星監(jiān)控系統(tǒng)（SCADA ），當(dāng)管線壓降速率或持續(xù)時(shí)間達(dá)到某一設(shè)定值，閥門應(yīng)緊急切斷。

11.考慮地下水的電位腐蝕和應(yīng)力腐蝕

采用全焊閥體結(jié)構(gòu)，管道陰極接地和外表面防腐，來(lái)防止電位腐蝕和應(yīng)力腐蝕。

4長(zhǎng)輸管線閥門使用材料

長(zhǎng)輸管線閥門的選材應(yīng)滿足強(qiáng)度、密封、使用壽命、高溫、高壓、耐磨、耐腐、防火、抗靜電等方面的要求。

5長(zhǎng)輸管線對(duì)閥門性能試驗(yàn)要求

長(zhǎng)輸管線受地理?xiàng)l件和自然條件的影響，須承受氣候溫差的變化、地形和地震等的影響。因此，長(zhǎng)輸管線閥門的檢驗(yàn)與試驗(yàn)更嚴(yán)格，要進(jìn)行殼體強(qiáng)度耐壓試驗(yàn)、密封性試驗(yàn)、動(dòng)作性能試驗(yàn)、彎曲試驗(yàn)、抗拉試驗(yàn)、耐火試驗(yàn)、耐久性試驗(yàn)等，有的閥門還應(yīng)做耐寒和耐熱試驗(yàn)。試驗(yàn)閥門應(yīng)密封性能好、操作靈活、動(dòng)作準(zhǔn)確、耐久性好，對(duì)于輸送有顆粒介質(zhì)的閥門還應(yīng)做耐磨性試驗(yàn)。

6國(guó)內(nèi)外有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范概況

國(guó)外部分標(biāo)準(zhǔn)

目前，長(zhǎng)輸管線閥門主要使用美國(guó)石油學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)API6D《管線閥門規(guī)范》和相應(yīng)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，如：API 594《對(duì)夾式止回閥》、API 599《鋼制和球墨鑄鐵旋塞閥》、API 600《煉油廠用法蘭或?qū)高B接鋼制閘閥》、API 607《軟密封面球閥的耐火試驗(yàn)》、API 608《法蘭和對(duì)焊端的金屬球閥》、API 6FA《閥門耐火試驗(yàn)規(guī)范》、BS 4460《石油工業(yè)用鋼制球閥》等。

API 6D《管線閥門規(guī)范》標(biāo)準(zhǔn)是對(duì)管線閥門制造、檢驗(yàn)、采購(gòu)等綜合要求的一項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，其他產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)產(chǎn)品的適用范圍、連接型式、結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度、性能要求、檢驗(yàn)與試驗(yàn)、標(biāo)志等進(jìn)行詳細(xì)要求。API 6D《管線閥門規(guī)范》標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容有：范圍、總則、材料、閥門的類型和類別、試驗(yàn)、標(biāo)記、質(zhì)量控制的要求、貯存和發(fā)運(yùn)、附錄（采購(gòu)指南、度量換算、補(bǔ)充試驗(yàn)要求、引用規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)）九個(gè)章節(jié)。

國(guó)內(nèi)部分標(biāo)準(zhǔn)

國(guó)內(nèi)現(xiàn)有長(zhǎng)輸管線用閥門標(biāo)準(zhǔn)有: JB/T 5298-1991《管線用鋼制平板閘閥》、JB/T 7745-1995《管線球閥》，其他長(zhǎng)輸管線產(chǎn)品應(yīng)用通用閥門的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，一些特殊閥門（緊急切斷閥等）沒(méi)有國(guó)家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。尚沒(méi)有統(tǒng)一的管線用閥門的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。與國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)相比國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容較簡(jiǎn)單，內(nèi)容不夠完整，要求也較低。

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