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永嘉宏瑞機械廠
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閱讀：1683發(fā)布時間：2019-8-27
長輸管線的發(fā)展，經(jīng)過幾十年的時間，在我國以初具規(guī)模，尤其是硬密封球閥的發(fā)展，目前在國內(nèi)管線上應用的國產(chǎn)硬密封球閥，參數(shù)已達到了PN6.4MPa，DN1000mm，但與西氣東輸工程中要求的參數(shù)，還有一段距離，
硬密封球閥 放料閥 疏水閥 氣動閘閥 氣動閘閥 氣動角座閥 限位開關 電動調(diào)節(jié)閥 自力式調(diào)節(jié)閥 氣動切斷閥 氣動切斷閥 氣動截止閥 液動球閥 ASCO電磁閥 管夾閥。
在長輸管線中，要求線路截斷閥——硬密封球閥能夠控制管道中的介質(zhì)，具有開關作用，改變介質(zhì)流向和防止倒流，發(fā)送或通過管道清洗球，防止事故發(fā)生，自動、緊急切斷，封閉或打開管線等。
4.1密封性能可靠
長輸管線只能定期巡查，而且有時需要通過人跡罕至的高山、沙漠、草原及地震等地區(qū)。微小的漏失就會造成大量介質(zhì)的漏失，浪費能量，尤其是西氣東輸工程中，對天然氣管道中的密封性更為重要，另外，還要求具有緊急注脂的密封性能。
4.2使用壽命要求長
管線一旦投入運行，幾年內(nèi)甚至幾十年內(nèi)不允許停止運行，運行的時間越長越好，天然氣面對的是大用戶，是大工廠、企業(yè)的原料或能源，不允許有片刻的閘斷，所以，要求主要關鍵件如閥座等有很長的壽命。
4.3管線閥門的高強度、抗外力的安全性
西氣東輸工程中，硬密封球閥的壓力高達10.0MPa?？趶竭_到1000mm。且管線的站距較長，長度達到20公里左右，在使用中，受溫度的熱脹冷縮、設備振動、地震災害、地基變動等復雜的外力，閥門在管道中經(jīng)常受到拉伸、彎曲壓縮等綜合應力，要確保閥門的正常使用，必須具備足夠的強度。
4.4硬密封球閥應耐腐蝕
因天然氣中含有硫化氫，它還能與鐵反應生成硫化鐵，腐蝕閥門，穿蝕機械，故硬密封球閥應選用耐腐蝕的材料。
4.5自動化程度高
硬密封球閥的控制都是在中央控制室，距離較遠，應能實施遠距離控制或遙控，且在事故狀態(tài)下能緊急關斷。關斷時間要求達到15秒左右，在管線正常運行時，可能幾年內(nèi)都不會動作，一旦動作，必須準確、可靠。
4.6管線閥門要求重量輕、結構緊湊、全通徑
為了保證閥門能在復雜的現(xiàn)場安裝、埋地要求、檢修方便，因此要求閥門重量輕，結構緊湊，并且是全通徑，便于在管線正常運行時，能夠清管。
5.設計研究
根據(jù)使用和標準的要求，以及長輸硬密封球閥的要求，結合硬密封球閥的技術參數(shù)，我們作了如下的設計研究：
5.1全焊接式硬密封球閥
為了杜絕閥門的外漏、提高閥門的抗變形能力、減輕重量，需采用全鍛焊式結構。
全鍛焊式結構，采用鍛造的閥體，在裝配后焊接而成，改變了過去的鑄造、螺栓連接結構，不會有閥體部分的外漏；相對于鑄件來看，鍛件的壁厚可以減薄，且強度高，省去了中法蘭和幾十對螺栓的連接，重量大大減輕，據(jù)測試，將減輕四分之一的重量。
5.2密封結構
密封結構是球閥密封性能的關鍵設計，提供一個好的密封結構，直接影響球閥的使用壽命，據(jù)研究，我們提供了下列幾種符合實際要求的結構：
5.2.1.雙活塞效應閥座
雙活塞效應的閥座基本原理即閥門有二個閥座密封，假如上游閥座損壞，介質(zhì)進入中腔，而中腔的壓力仍然能使下游閥座達到密封。
所以，當中腔有壓力時，介質(zhì)力能夠使閥座壓向球體，達到密封的目的。
5.2.2.雙重密封
硬密封球閥為使閥門更有效地密封，該結構采用雙重密封結構，即聚四氟乙烯密封軟密封。加上金屬硬密封，如果軟密封出現(xiàn)問題，金屬密封也能起到作用。
同時金屬硬密封還是防火結構的設計，即當軟密封遭到火災燃燒時，金屬硬密封能夠密封。
5.2.3.緊急注脂密封
如果異物或其他原因損壞密封面，閥座中的密封脂加注系統(tǒng)可提供一種快速簡單的恢復緊密關斷的方法。加注密封脂達到密封。另外，加注系統(tǒng)也可以用于周期情況閥座的密封區(qū)域。 fmlsm1109
同時，在閥桿密封中也增加緊急注脂密封補充。見圖3(暫無，歡迎提供)：
5.3防靜電、防火結構
標準中要求該球閥必須具有防靜電、防火結構，閥門在球體、閥桿和閥體之間設置靜電結構，在密封圈設置防火結構，當發(fā)生火災時，金屬密封圈仍能達到密封，結構如圖1所示(暫無，歡迎提供)。
5.4緊急切斷裝置
當管道發(fā)生事故時，要求該事故管道兩端的球閥實行緊急切斷，一般要求在15秒之內(nèi)關閉兩端閥門，或者在更短的時間，現(xiàn)在，各閥門制造廠大部分選用國外的氣液聯(lián)動的緊急切斷裝置，該裝置直接利用管道輸送的介質(zhì)，利用介質(zhì)的壓力，由感應裝置或由主控室的指令，感應事故信號，直接控制閥門，達到緊急切斷閥門的目的。
5.5固定球結構
為減少介質(zhì)壓力對球體及閥桿造成的彎曲應力，將閥桿與球體的連接設計成分段結構，避免介質(zhì)壓力直接作用在閥桿上，造成閥門開關的難度，另外，加大球體的支撐截面積，提高球體的剛性。
綜上所述，采取上述幾種方案的特點，能夠符合標準對閥門的要求，同時，也能符合工程的需要。
6.硬密封球閥的發(fā)展趨勢
近年來，隨著長輸管線的快速發(fā)展，硬密封球閥作為緊急切斷的閥門之一，發(fā)展速度也非?？?，主要呈現(xiàn)以下幾個方面的發(fā)展趨勢：
6.1大型化、高參數(shù)
目前，硬密封球閥已發(fā)展大公稱壓力PN=14.0MPa，DN=1400mm，大型化、高參數(shù)將給輸送帶來更大的經(jīng)濟效益。
6.2高強度的耐腐蝕材料
閥門尺寸的增大，壓力的增高，迫切需要研究高強度的耐腐蝕的新型鍛材，以適應閥門尺寸不斷加大的需要。
6.3多重密封結構
為保證閥門的密封，正在研究一種多重復合材料的密封結構，以確保閥門在使用中能夠有足夠長的使用壽命，能達到50年的使用壽命。
6.4高可靠性及快速關閉
緊急切斷球閥，在輸氣管道中長時間出于開啟狀態(tài)，有時十年也不動作，但是，一旦動作，便要準確可靠，保證更高的可靠性，并且能夠在更短的時間內(nèi)快速關閉。
6.5自動化程度更高
緊急切斷球閥，能感知事故的發(fā)生，自動關閉，感知距離更長。
7.結束語
硬密封球閥在長輸管線中，已經(jīng)得到越來越廣泛地應用，采用上述設計結構，可以滿足長輸管線的要求。
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