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管線球閥的設(shè)計(jì)和制造


管線球閥的設(shè)計(jì)和制造
管線球閥是根據(jù)用戶的需求,為滿足在硫化環(huán)境下的抗硫化應(yīng)力裂化的要求,我們從設(shè)計(jì)、選材、制造、試驗(yàn)、表面處理及涂漆都嚴(yán)格按美國(guó)腐蝕工程師協(xié)會(huì)NACE的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行。管線球閥系列不僅材料選擇廣泛且內(nèi)件材料均采用表面鍍鎳或是316材質(zhì)、密封圈采用特制的聚合物材料。合金鋼閥門(mén)不僅防腐蝕,抗硫化,能力強(qiáng),防火、防靜電、密封性能好,適用壓力與溫度范圍廣,全通徑與縮徑齊備,并可配多種驅(qū)動(dòng)裝置,是化工、石油煉制,天然氣開(kāi)采與輸送系統(tǒng)理想的閥門(mén)選擇。
管線球閥對(duì)于中國(guó)來(lái)說(shuō),正屬于黃金時(shí)期,占世界人口1/4的中國(guó),2000年的長(zhǎng)輸管線不足2萬(wàn)公里,不到全球管線的1%。2000年以后,取得了飛速發(fā)展,至2009年已擁有長(zhǎng)輸管線8萬(wàn)公里,占全世界總量的2.5%,其中輸氣管線3.1萬(wàn)公里,輸油管線2.9萬(wàn)公里。在線服役的管線球閥2萬(wàn)臺(tái)以上。
管線球閥的設(shè)計(jì)和制造,對(duì)安全性和可靠性的強(qiáng)調(diào),無(wú)論如何亦不為過(guò)分。而且這一理念應(yīng)貫徹在球閥產(chǎn)品設(shè)計(jì),工藝規(guī)范,零件加工,型式試驗(yàn),產(chǎn)品試驗(yàn),質(zhì)量控制,售后服務(wù)的全過(guò)程。無(wú)論是長(zhǎng)輸管線或者是城市管網(wǎng)都是能源的供給線,是一條國(guó)家經(jīng)濟(jì)命脈線。全球性的地下輸油、輸氣管線和管網(wǎng),就象地上輸配電網(wǎng)一樣,是城市工業(yè)和民用賴(lài)以生存的基礎(chǔ),沒(méi)有這條能源供給線,現(xiàn)代化城市功能立即停止。
1 閥體的設(shè)計(jì)可分為全焊接閥體設(shè)計(jì)和分體式閥體設(shè)計(jì)。
全焊接閥體設(shè)計(jì)有筒狀結(jié)構(gòu)和球狀結(jié)構(gòu),筒狀結(jié)構(gòu)是雙焊縫,焊接過(guò)程熱量輸入大,殘余應(yīng)力復(fù)雜,軸向和徑向變形大。球狀結(jié)構(gòu)是四條焊縫拼接,現(xiàn)在由于工藝技術(shù)進(jìn)步,采用左右閥體熱鍛壓成型,可中間單焊縫焊接成型,減少線能量輸入,降低軸向和徑向變形。
分體式結(jié)構(gòu)一般由閥體和左右連接體組成。連接體與閥體由螺栓連接,連接法蘭厚度與螺栓的連接強(qiáng)度應(yīng)按與閥體內(nèi)徑相當(dāng)?shù)姆ㄌm進(jìn)行類(lèi)比設(shè)計(jì),其連接強(qiáng)度必須防止管道應(yīng)力而產(chǎn)生連接松弛,使密封失效。閥體與連接體面對(duì)面接觸,中間無(wú)間隙。密封必須滿足失火安全要求,采用橡膠O型圈與纏繞式金屬墊組合密封。閥體的材料為鍛件,溫度-29C°以上選用ASTM A105;-29C°以下選用ASTM A350 LF2。對(duì)于焊接閥體,對(duì)A105或LF2材料的化學(xué)成分、含碳量、碳當(dāng)量以及硫、磷等元素應(yīng)另有特殊限制。鍛件按三級(jí)鍛件標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)收,做100%無(wú)損探傷,焊縫處做著色檢查和超聲波探傷。

輸氣管線球閥的閥體大部分是采用A105,球A105N。輸油管線的球閥的閥體大部分是采用A105,球316。
2 密封座與密封閥座采用組合密封結(jié)構(gòu),即金屬對(duì)金屬的初始“密封”,以阻擋固體顆粒的進(jìn)入;用橡膠、PTFE塑料、尼龍、PEEK等軟密封作為次級(jí)密封,以保證零泄漏。但由于管線中的異物的意外導(dǎo)入對(duì)軟密封材料的損壞,管線球閥均設(shè)有緊急密封劑的注入系統(tǒng),以獲得暫時(shí)性的密封要求。
密封用的橡膠圈有圓形,三角形或其他特殊形狀。閥門(mén)公司都有自己的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)和工藝措施,防止橡膠圈在開(kāi)關(guān)過(guò)程中被吹出(Blow out)或切壞。對(duì)于Class900磅級(jí)以上,應(yīng)選用防爆降壓(AED)特性的材料作為O型圈材料。PTFE的密封圈,一般采用筒狀鑲嵌式結(jié)構(gòu),亦可做成倒鉤狀組合式結(jié)構(gòu),旨在保證密封圈不被吹出而導(dǎo)致密封失效。
密封座材料與閥體材料相同,化學(xué)鍍鎳,有彈簧加載以保證初始密封比壓,彈簧可采用螺旋彈簧,板彈簧或碟形彈簧,材料為Inconel X-750。
進(jìn)口端和出口端閥座采用對(duì)稱(chēng)雙向密封設(shè)計(jì)。這種活塞式的介質(zhì)自密封結(jié)構(gòu),按照客戶需要可設(shè)計(jì)成“單活塞效應(yīng)”(Single piston action),壓力自泄放密封座結(jié)構(gòu)和“雙活塞效應(yīng)”(Double Piston effect)雙重密封結(jié)構(gòu)。單活塞效應(yīng)即進(jìn)口端密封,出口端腔體壓力自動(dòng)排放。
3 DBB功能設(shè)計(jì)DBB功能設(shè)計(jì)是指無(wú)論是閥門(mén)處于開(kāi)啟或關(guān)閉狀態(tài),閥腔泄壓排放時(shí),上游端和下游端閥座應(yīng)同時(shí)截止(Double Block & Bleed),并允許從排泄閥處對(duì)在線閥門(mén)進(jìn)行閥座密封性能測(cè)試,而不影響管線運(yùn)行。
4 緊急密封系統(tǒng)的設(shè)計(jì)緊急密封系統(tǒng)由注射器(Injector)和止回閥(Check Valve)組成,分別安裝在閥體上,在閥座處的外測(cè)和閥桿填料處外側(cè)。緊急密封系統(tǒng)可以用來(lái)阻止或減少管線中閥門(mén)密封座的泄漏,密封劑注射前要進(jìn)行清潔和沖洗,有專(zhuān)門(mén)生產(chǎn)的清潔劑和密封脂,用手動(dòng)或電動(dòng)的工具將清洗劑或密封脂從注射器口注入,并按閥門(mén)供貨商所提供的使用說(shuō)明進(jìn)行清潔和緊急密封操作。失火安全與防靜電設(shè)計(jì)已在支承軸、密封座章節(jié)中予以說(shuō)明,防靜電結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),在24VDC下測(cè)定,電阻值不超過(guò)10歐姆。
5 閥門(mén)的操作方式閥門(mén)的操作,有手動(dòng)、蝸輪傳動(dòng)、氣動(dòng)(雙作用或彈簧復(fù)位),高壓氣動(dòng)(直接使用管線氣體)、電動(dòng)、液動(dòng)(雙作用或彈簧復(fù)位)以及氣液聯(lián)動(dòng)。氣液聯(lián)動(dòng)可實(shí)施本地和遠(yuǎn)程控制,與衛(wèi)星遙控的SCADA系統(tǒng)相配合,當(dāng)下游壓力降的速率或持續(xù)時(shí)間超多設(shè)定值時(shí),(即管線爆裂),緊急切斷閥自動(dòng)截?cái),并帶有救急性的蓄壓器,供手?dòng)操作。
6 管線球閥連接端部設(shè)計(jì)連接端按客戶要求,有法蘭連接端和焊接端。
法蘭連接端應(yīng)帶凸面或環(huán)形槽,其尺寸、公差與光潔度、以及打孔、法蘭面,锪孔、倒孔等應(yīng)按下列標(biāo)準(zhǔn)
DN600及其以下,按ASME B16.5,其中DN550按MSS-SP44;
DN650以上按ASME B16.47中A系列
焊接端應(yīng)按ASME B31.4中434.8.6節(jié)或ASME B31.8。
7 螺栓緊固件
8 直埋式設(shè)計(jì)直埋地下的閥門(mén)為全焊接閥體管線球閥,閥桿按客戶要求接長(zhǎng),閥桿接長(zhǎng)部分設(shè)計(jì)應(yīng)牢固,能抗地面承載,所有閥體上的連接管、密封劑注入器,底部排泄閥、安全泄放裝置均接至地表,接管與閥體焊接。接長(zhǎng)桿的設(shè)計(jì),其長(zhǎng)軸的繞曲和傳動(dòng)鏈結(jié)合部的間隙應(yīng)予控制,防止開(kāi)關(guān)過(guò)程中,球體不能準(zhǔn)確地處于關(guān)或開(kāi)的位置,造成傳動(dòng)失誤。
9 管線球閥供貨范圍按API標(biāo)準(zhǔn)6D,以及管線球閥制造廠的裝備能力,產(chǎn)品的供貨范圍:
Class100-600磅級(jí)
DN1/2”-60”Class900磅級(jí) DN1/2”-36”
Class1500磅級(jí) DN1/2”-16”
Class2500磅級(jí) DN1/2”-12”
在特殊場(chǎng)合,國(guó)外管線球閥供貨商可提供
Class150-600磅級(jí) 最大口徑至DN72”
Class900磅級(jí) 最大口徑至DN40”
Class1500磅級(jí) 最大口徑至DN36”
Class2500磅級(jí) 最大口徑至DN24”



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發(fā)布時(shí)間:2011-08-09 來(lái)源地:http://m.jslhome.cn
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