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        大口徑油氣管線固定球球閥四閥座結構設計

        稿件來源:油氣田地面工程 Oil-Gas Field Surface Engineering 2019年08期  作者:張明 點擊:49次 發布時間:2019-11-18
         
        【摘要】

        球閥作為管輸系統的關鍵設備,在長輸管道輸送中起著控制隔斷和聯通的作用。為解決 常規兩閥座球閥易內漏問題,根據 API 6D—2014《管線和管道閥門規范》 設計了一種大口徑油 氣管線固定球球閥四閥座結構。分析了四閥座球閥在閥座全部完好和部分失效狀態下密封的工 作原理,做到上級閥座失效后下級閥座仍能實現雙阻塞或雙隔離與排放;采用不同標準設計四 閥座球閥閥體強度時,要使強度試驗壓力與 API 6D—2014中要求的 1.5倍額定壓力保持一致;四 閥座球閥轉矩比常規兩閥座球閥預緊轉矩大 1倍,總體扭矩不影響閥門使用,并配套相應執行 器。四閥座球閥具有的隔離密封陣列、閥座多種組合、閥座密封與清潔一體、注脂腔封閉等特 點,因此大口徑油氣管線固定球球閥四閥座結構設計極大地降低了閥門泄漏的風險和概率,顯 著提高了閥門的可靠性、密封性和使用壽命。


        【正文試讀】

        1 前言

        管線輸送是當代油氣輸送的主要方式之一,利 用長距離管線輸送油氣資源已成為當今世界能源輸 送的主要手段。主要油氣生產國和消費國大都采用 長輸管線來解決油氣資源的運輸問題,其中,天然 氣 95%以上采用管線輸送方式。油氣介質屬易燃、易爆物類,且輸送壓力很高,加之長輸管線一般途 經地理環境復雜、氣候惡劣、環境溫度變化大的區 域,且管線投運后,要求能夠長期連續安全可靠運行[1]。

        管線球閥屬于管道輸送系統中關鍵且使用數量較大的設備,同時也是出現各類問題最多的設備。 管線球閥在管道系統中起著控制隔斷和聯通的作 用,閥門內漏導致關閉不嚴,對管線作業和管道運 行的安全可造成嚴重后果,因內漏更換閥門導致運 行調整、停輸、放空等經濟損失遠高于閥門自身的 價值[2-3]。因此,長輸管線閥門比通用閥門要求具有 更高的安全可靠性、密封性和足夠的強度及剛性, 以確保長輸管線安全可靠運行[4]。國內有些惡劣的 油氣輸送介質及較差的施工質量常導致常規閥座球 閥密封失效,如西部管道公司近 3年西二三線西段 和雙蘭線更換了近百臺關鍵位置的閥門。

        目前,國內外油氣管道用管線閥門多為常規閥 座的固定式全焊接球閥,按閥體型式主要有筒形閥 體和球形閥體兩種,但閥座型式是一致的,為一個 閥門設計兩個閥座,即上游和下游各一個閥座,如 圖 1所示。閥門通過球體轉動到關閉位置時,球體 的球面與閥座的密封面之間形成的接觸實現管道介 質的隔斷和隔離,閥門內漏的可能性主要集中發生 在閥座密封上。

        2 四閥座結構設計

        球閥的結構和閥座的密封決定了閥門內漏的可 能性,拆解長輸油氣管線內漏球閥,進一步驗證閥 座密封失效的主要原因[5],對閥門可靠性、密封性 和長久使用壽命起著十分重要的作用,故閥座密封 是閥門設計的重要環節。


         
         
        【關鍵詞】:油氣管線;大口徑;球閥;四閥座;強度;轉矩
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