输送天然气用球阀及油品管路用平板闸阀.pdf

文章编号 100225855 2007 0520036202 作者简介董霞1974 - ,女,江苏徐州人,工程师,长期从事阀门新产品开发和产品设计工作。 输送天然气用球阀及油品管路用平板闸阀 董 霞,乐精华 兰州高压阀门有限公司,甘肃 兰州730060 摘要 叙述了输送天然气管路用球阀和输送油品管路用平板闸阀的设计和制造标准、材料及 结构特点。 关键词 球阀;平板闸阀;长输管线用阀 中图分类号 TH134 文献标识码 B Ball valve of natural gas pipeline and plate gate valve of oil pipeline DONG Xia , YUE Jing2hua Lanzhou High Pressure Valve Co. Ltd , Lanzhou 730060 , China Abstract The text detailedly describe the standards of design and construction , material , character2 istic for ball valve of natural gas pipeline and plate gate valve of oil pipeline. Key words ball valve ; plate gate valve ; remote pipeline valve 1 概述 在天然气、原油及成品油管道输送中使用的阀 门主体寿命不应低于30年,并具有双重密封、防 火和防静电功能,当阀腔异常升压时有自动泄压功 能,还具有辅助密封结构及双阻塞排污结构等。一 般情况下,球阀用于输送天然气的管线中,平板闸 阀用于输送原油及成品油管线中。 2 球阀 输送天然气用球阀的设计和制造标准有API 6D管道阀门 、ANSI B3118天然气输送及配送 管道系统 、ANSI B16134法兰、螺纹和焊连接 的阀门 、ANSI B16110阀门结构长度 、GB 12237法兰和对焊连接钢制球阀 、JB/ T 7745 管线球阀, GB 12224钢制阀门 一般要求和 GB 12221法兰连接金属阀门 结构长度等标准。 当球阀的阀体为铸件时,其材料为ASTM A216 WCB或WCC。阀体为锻件时,其材料为 ASTM A105。球阀的球体材料为2Cr13或ASTM A105 ,其中磅级球阀的球体镀镍,镀镍涂层厚度 为30～75μm , GB球阀的球体为镀硬铬。阀杆及 固定轴材料优先采用2Cr13 ASTM A276 420或 ASTM A866 - 1994标准中的1040中碳抗摩擦轴承 钢或ANSI 302不锈钢。当工作压力大于1010MPa 时,选用锻钢球阀,其中阀体、球体、阀杆和固定 轴的毛坯均为锻件。 输送天然气的主管道用球阀均为全通道,以便 通 清扫器清扫管道 。 阀座为组合式图1 ,其背 图1 球阀密封副 面装有弹簧,当阀门关闭时,滞留在阀门中腔的介 质因环境温度升高等原因造成中腔压力超压时,压 缩进口端阀座,阀座则压缩其背面的弹簧,使其压 力安全泄放。阀座密封面上镶嵌高出金属阀座1～ 115 mm的聚四氟乙烯PTFE软密封阀座,阀 座为锥形,与球体形成可靠的线密封。当发生火灾 PTFE烧损时,成型的金属阀座在强力弹簧的推动 下,和球体形成“硬密封”,达到防火要求。 在球阀的法兰上设有防静电装置,并在球体和 阀杆及阀杆和阀体之间分别设置导电弹簧,使它们 63 阀 门 2007年第5期 之间始终保持接触,当阀门在启闭过程中因为摩擦 产生静电时,可以及时导入地下。达到清除静电, 避免火灾和人员伤亡及设备事故的发生。 阀杆采用“下装式”,避免阀腔异常升压时, 阀杆被冲出来。阀杆密封采用V形聚四氟乙烯环, 它能将阀腔内部的介质压力及外部压盖的压紧力有 效地转化成阀杆部位密封力,从而实现阀杆处可靠 的密封。在工作温度小于120℃ 时,金属阀座、阀 杆及固定轴处的密封均采用O形圈。在两侧阀座 及阀杆的密封部位加装注脂阀,当阀门的密封部位 由于擦伤而引起泄漏时,通过注密封脂可起到短时 间的密封作用。 球阀公称直径DN 100 mm时,可选用手动 驱动方式, DN≥100 mm时,可选用蜗轮蜗杆驱 动方式。DN≥150 mm时,阀体上设计有吊耳, 便于在维修、更换、运输或安装时用机械吊装。 DN≥50 mm的球阀阀体底部设置排污阀,它在固 定球处于全关状态,进出口的阀座使流体完全阻断 时,可定期排放中腔的积滞污物,从而减少污物对 阀门密封部位的损伤,延长阀门的使用寿命。 球阀设计有机械的阀位指示机构,保证在启闭过 程中观察球阀是否开关到位。在球阀的“全开”或 “全关”位置设有锁定孔,需要时可以加锁防止误操 作。 3 平板闸阀 输送油品用主管线采用有导流孔的平板闸阀, 对于不通清扫器的管线,可用无导流孔的平板闸 阀。输送油品用平板闸阀的设计和制造标准执行 API 6D、ANSI B16110、JB/ T 5298管线用钢制 平板闸阀和GB 12221等标准。通常情况下,平 板闸阀阀体和阀盖采用ASTM A216 WCB或 WCC ,阀杆材料为2Cr13 ,闸板材料为2Cr13或 ASTM A182 F304 ,表面经辉光离子渗氮处理。阀 座一般为金属阀座镶聚四氟乙烯。金属阀座材料为 2Cr13 ,表面经辉光离子渗氮处理或用F304表面 堆焊钴基硬质合金。软密封阀座材料为PTFE。 阀座背面设置弹簧,当阀门处于关闭状态,滞 留在阀门中腔的介质因环境温度升高等原因造成阀 门中腔压力超高时,进口端阀座在中腔压力的作用 下压缩阀座背面的弹簧,阀座后移而使中腔泄压, 保证阀门处于安全状态。阀座外径与阀体的阀座孔 为动配合,阀座外径装有1～2道O形橡胶圈。 PN≤1010 MPa或Class≤600 LB的阀座密封 面镶有高出金属阀座1～115mm的PTFE密封圈。 在正常状态下通过弹性密封材料与闸板的紧密接触 达到进、出口及低压、高压均能有效密封图 2 。 图2 平板闸阀密封副 在PN≥1610MPa或Class≥900LB时,阀座与 闸板则应用硬密封,闸板表面可渗氮、渗硼或喷焊 硬质合金,阀座密封面堆焊钴基硬质合金,闸板也 可用平行双闸板。 阀杆采用从阀盖的下面装入,防止阀腔压力超 压时将阀杆“吹出” 。阀盖安装阀杆的孔上设置有 上密封座与阀杆下端的上密封肩构成上密封副。在 阀座及阀杆填料部位,加装注密封脂阀。当阀座密 封面或填料意外损坏时,可通过注密封脂达到短期 密封的效果。在平板闸阀的阀体与阀杆间有电路连 续导电装置,并且在阀门的法兰设置接地装置,使 静电及时地导入地下,防止阀门在操作时因摩擦产 生的静电引发火灾及人员伤亡的事故。阀杆设有防 护罩,防止阀杆被灰尘和油污等污染及碰撞,适合 阀门在露天中安装使用。 4 结语 天然气管线介质压力Class≥600 LB级时,一般 选用锻钢球阀。通常CL150～600 LB、DN≤80 mm及 CL900～1 500 LB、DN≤50 mm的球阀为浮动球阀, CL150～600 LB、DN≥100 mm及CL900～1 500 LB、 DN≥80 mm的球阀为固定球阀。 输送油品的平板闸阀如带有导流孔,可通清扫 器清扫管道,还能防止阀座被介质冲刷,杂质也不 会进入密封面,因而密封更可靠。无导流孔的平板 闸阀,体积小,结构紧凑,质量轻,价格较有导流 孔的平板闸阀低,但可靠性比带导流孔的平板闸阀 差。输送油品的平板闸阀还设有双阻塞排污结构。 参考文献 〔1〕 杨源泉.阀门设计手册 〔M〕.北京机械工业出版社, 1992.收稿日期 20071041 16 732007年第5期 阀 门