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管線球閥的設(shè)計分析

發(fā)布時間:2011-12-16 閱讀數(shù):13361 作者:Webadmin

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、選材、制造、試驗、表面處理及涂漆都嚴格按美國腐蝕工程師協(xié)會NACE的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求進行。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。合金鋼閥門不僅防腐蝕,抗硫化,能力強,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)動裝置,是化工、石油煉制,天然氣開采與輸送系統(tǒng)理想的閥門選擇。

  管線球閥對于中國來說,正屬于黃金時期,占世界人口1/4的中國,2000年的長輸管線不足2萬公里,不到全球管線的1%。2000年以后,取得了飛速發(fā)展,至2009年已擁有長輸管線8萬公里,占全世界總量的2.5%,其中輸氣管線3.1萬公里,輸油管線2.9萬公里。在線服役的管線球閥2萬臺以上。

  管線球閥的設(shè)計和制造,對安全性和可靠性的強調(diào),無論如何亦不為過分。而且這一理念應(yīng)貫徹在球閥產(chǎn)品設(shè)計,工藝規(guī)范,零件加工,型式試驗,產(chǎn)品試驗,質(zhì)量控制,售后服務(wù)的全過程。無論是長輸管線或者是城市管網(wǎng)都是能源的供給線,是一條國家經(jīng)濟命脈線。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)和民用賴以生存的基礎(chǔ),沒有這條能源供給線,現(xiàn)代化城市功能立即停止。

  1 閥體的設(shè)計可分為全焊接閥體設(shè)計和分體式閥體設(shè)計。

  全焊接閥體設(shè)計有筒狀結(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度應(yīng)按與閥體內(nèi)徑相當(dāng)?shù)姆ㄌm進行類比設(shè)計,其連接強度必須防止管道應(yīng)力而產(chǎn)生連接松弛,使密封失效。閥體與連接體面對面接觸,中間無間隙。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。對于焊接閥體,對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。鍛件按三級鍛件標(biāo)準(zhǔn)驗收,做100%無損探傷,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),即金屬對金屬的初始“密封”,以阻擋固體顆粒的進入;用橡膠、PTFE塑料、尼龍、PEEK等軟密封作為次級密封,以保證零泄漏。但由于管線中的異物的意外導(dǎo)入對軟密封材料的損壞,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。閥門公司都有自己的設(shè)計結(jié)構(gòu)和工藝措施,防止橡膠圈在開關(guān)過程中被吹出(Blow out)或切壞。對于Class900磅級以上,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。

  進口端和出口端閥座采用對稱雙向密封設(shè)計。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)即進口端密封,出口端腔體壓力自動排放。

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