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输气管线直埋全焊接球阀的技术特点

浏览次数: 日期:2013年7月5日 15:45

城市次高压、高压天然气管道要求管线阀门必须结构简单、启闭迅速、流体阻力小、密封性能好、耐腐蚀,维护保养简单、运行可靠和使用寿命长。张家港港华燃气公司曾建设的高压管线(2.5MPa)中采用了美国卡麦隆(CAMERON)公司生产的DIN500 公称压力为50MPa 的直埋全焊接全通径球阀,很好地解决了国内一般管道球阀经常出现的内漏、阀杆泄漏、阀门外表面腐蚀及维护保养难的问题.

一、全焊接球阀的结构特点

1.1 全焊接式结构

球阀阀体由6 部分锻造的壳体装配后焊接而成,结构紧凑、整个球阀浑然一体.目前国内生产使用的大口径球阀多为分体三片式构造,各部分之间采用螺栓连接。与三片式球阀相比,在强度相同的情况下全焊接式球阀锻件的壁厚可做得很薄。阀门重量可减轻四分之一,同时对管道弯曲和挤压的抵抗力增强;由于取消了阀体法兰和螺栓,外形尺寸减小,同叫还消除了潜在的外漏通道。另外,阀体焊接结构内部曲线流畅.保持了与管道的润滑连接无死角,介质流动性好。

1.2 框轴固定球设计

球阀根据球体形式可分为固定球和浮动球两种。国内产品一般采用的浮动球结构,球体在介质的压力作用下球体紧压在出口端的密封面上,达到封闭目的,一旦阀体进出口压力差较大时,因扭距很大往往打开很难。全焊接球阀采用了高强度的缎钢阀杆,由外包PTFE(聚四氟乙烯)的不锈钢轴承做支撑转动平滑精确。由于枢轴支撑的阀杆可以吸收管线介质压力产生的推力,并且可以减少阀球和阀座之间的摩擦,因此即使在全压差下,操作凹门的扭矩仍然要求很低,球阀开关自如。

1.3 旋转阀座设计

当球阀在接近全关或刚刚开启时,阀球与阀座之间的窄点位置(9 点钟位置)因天然气被节流成高速湍流而受到高速冲刷,成为阀座密封磨损最严重的区城.最后引起泄漏。DN300(及以上尺寸)的CAMERON(卡麦隆)球阀采用了独特的旋转阀座.每次开启或关闭阀门时.上下游的阀座被阀球上的拨片拨动旋转15 摄氏度,这样整个阀座密封面轮流受天然气冲刷,阀门开或关12次之后同一部位才重新受冲刷一次,整个阀座磨损保持均匀,工作寿命大大延长。常规球阀的阀座是固定的,长时间运行后阀座受损伤的部位也是固定的往往会引发内沥。另一方面.管道在运行一段时间后一些有害的沉积物会堆积在阀座环上,引起常规球阀阀座卡死或者无法正常密封,而旋转阀座在转动时则可清除阀座表面的异物。

1.4 阀杆及二级阀座紧急注脂密封

阀杆上部区域的密封材料PFFE 是一种低摩擦耐老化材料,使用寿命长。DN50(及以上尺寸)的全焊接球阀阀杆还备有密封脂注入系统,一旦球阀阀座之间进入异物而损坏密封面,仍然可以通过二级阀座注入专用密封脂维持密封。常规球阀则不具有密封脂注入结构.一旦密封面损坏发生内漏,只有更换整个球阀.

1.5 阀腔压力的自动内部泄放及双隔断中腔放压

球阀虽采取上下游双阀座隔断密封,但长期运行的阀座不可避免出现磨损;当阀门处于关闭状态时,上游阀座可能会出现一定的内漏,内漏的介质进入阀球中腔。特殊设计的下游阀座可有效避免阀球中腔超压,一旦阀腔压力超过下游压力约138KPa 时,会将下游阀座推离球体,使压力泄放到下游管道中。球阀安装了与中腔连通的放压管,并将放压管引出地面,无论阀门处于全开或全关位置,均可打开阀腔关断阀,泄放中腔压力.通过释放中腔压力也可检测阀座密封性能。

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