管道运送已成为今世动力运输的主要方法,应运而生的管线阀门开展迅速,极大的推动了管道运送的进程。管线阀门到底被如何界说,它的结构、特点与功用终究有何不同?今天,我们一起来详细了解管线阀门的与众不同。
管道运送已成为今世动力运输的主要方法,利用长距离管道运送油、气、煤等资源已成为当今世界解决动力运送的最主要手段。
世界上主要油气生产国和消费国都大量使用长输管线来解决油气资源的运输问题,天然气的运送95%以上选用管道运送方法。
1.开展历程
1914年,第一条9公里长的输油管线在美国中部建成,从此拉开管道工业开展的序幕。用管线来运送液体或气体,其成本是铁路运输的1/3,海上运输的2/3,所以近一百年来获得了迅速的开展。
长距离运送管道称之谓长输管线,长输管线上使用的阀门称之谓管线阀门,有球阀、闸阀、止回阀、旋塞阀,是一种满足管道运输的特殊要求,具备特殊功用的专用阀门。
2.管线用阀的结构和特点
(1)平板闸阀
平板闸阀是一种封闭件为平行闸板的滑动阀。其封闭件可以是单闸板或是其间带有撑开机构的双闸板。闸板向阀座的压紧力是由效果与浮动闸板或浮动阀座的介质压力来操控。如果是双闸板平板闸阀,则两闸板间的撑开机构可以补充这一压紧力。
特点:
平板闸阀主要特点为:结构长度较短、密封功用好、操作扭矩较小且启闭操作力较挨近、流阻小、阀门不必设置异常升压的装置,带导流孔的平板闸阀可以经过清扫器清洁管道。但阀门的结构高度高,约为管道直径的3~4倍。
(2)球阀
结构:
球阀,指的是用带圆形通孔的球体作启闭件,球体随阀杆滚动,以实现启闭动作的阀门。启闭件(球体)由阀杆带动,并绕方工球阀作轴线作旋转运动。
特点:
球阀主要特点为:结构较紧凑、密封功用好、启闭90°旋转可快速启闭阀门、操作时刻较短,选用注入密封脂可形成二次辅助密封,防火结构的阀座在火灾时能保证阀门的密封,配套快速切断装置可实现阀门的紧迫启闭。
(3)球形调节阀
结构:
球形调节阀,包括左阀体、阀座、球体、阀杆轴、右阀座,其特征在于:在球体中央与原有的流道孔呈垂直地设有贯通球心的圆孔通道,在通道内放置蝶板、蝶板一端的凸棱与阀杆轴一端的槽相配合,另一端由限位环限位。
特点:
球形调节阀的流量大,结构简略、稳定性好、操作维修方便,全开时流阻小,允许使用压差较大,噪声小、抗气蚀功用好。
(4)止回阀
结构:
止回阀都有一个敞开压力,当工作介质压力大于止回阀敞开压力时,弹簧被压缩,止回阀挡板被推开,介质顺利流过。当工作介质回流时,介质会把挡板压在止回阀阀体上,介质压力越大,压得越紧,此时挡板完全隔断了整个系统,杜绝了介质回流的可能,经过止回阀第部结构可以更直观的理解。
特点:
止回阀多带阻尼结构,可有效消除管道的振动和下降流阻;选用两层密封(低压选用弹性密封,高压选用金属-金属密封),密封效果好;可经过管道清扫器。
(5)泄压阀
结构:
泄压阀结构主要有两大类:弹簧式和杠杆式。弹簧式是指阀瓣与阀座的密封靠弹簧的效果力。杠杆式是靠杠杆和重锤的效果力。随着大容量的需要,又有一种脉冲式泄压阀,也称为先导式泄压阀,由主泄压阀和辅助阀组成。当管道内介质压力超过规定压力值时,辅助阀先敞开,介质沿着导管进入主泄压阀,并将主泄压阀翻开,使增高的介质压力下降。
特点:
因为开泵或停泵可能使管道内介质流速改变和压力波动,产生冲击波。为消除冲击波的影响,长输管线上选用泄压阀来减轻冲击波。
(6)减压阀
结构:
减压阀是经过阀弹簧即可设定出口压力200x型减压阀(可调式减压阀)。当阀门从进口端给水时,水流过针阀进入主阀操控室,出口压力经过导管效果到导阀上。当出口压力高于导阀弹簧设定值时,导阀封闭。操控室停止排水,此时主阀操控室内压力升高并封闭主阀,出口压力不再升高。当阀门出口压力降到导阀弹簧设定压力时,导阀敞开,操控室向下流排水。
特点:
在分支管道上设置减压阀,用来恒定用户进口端的介质压力,多选用先导式减压阀,受介质清洁度的影响小、压力操控精度较高、功用稳定。
3.技术要求
长输管线是全球性的,是一条动力供给线,从北极圈到赤道,从高山到海底,从高原到沙漠,其间穿过地震带、沼泽地、冻土层、江河、湖泊、山坡。有架设的,有直埋地下,在野外操作,维修困难,要求30年使用寿命。
一般运送原油、天然气,虽经处理但含硫,含铁锈及金属颗粒,且要求零级密封,实际的使用环境恶劣和动力供给线的重要性,对管线阀门提出了严格的技术要求。
那么,针对管线阀门,到底有哪些技术要求呢?
1.强度和耐性
阀门除了接受内部介质压力之外,需要接受地基承载,因为环境温度改变而引起的轴向拉力和压力,考虑滑坡,地面沉降,洪水而引起的外部载荷,在寒带及冰冻地区需要考虑材料低温冲击耐性,防止低温脆性断裂。对于全焊接阀体球阀,焊缝及热影响区,需要按照断裂力学理论,考虑其断裂耐性(ctod)。
2.零级的密封要求
阀门要求零级密封,以保证对下流端管线的有效截断,考虑介质中金属颗粒对零级密封的影响,金属对金属密封作为初级密封,ptfe/橡胶对金属作为次级密封,以及一旦密封失效时应采取紧迫密封措施。
3.具备失火安全和防静电功用
管线球阀设计需考虑失火安全(fire safe),一旦失火,阀门的外漏和内漏不能超过api607规定的走漏标准;球体被非金属材料夹持,可能产生静电,有必要与阀体导通,在24vdc下,电阻值<10欧姆。
4.dbb功用
在阀腔分泌时,上游端阀座和下流端阀座应同时自动切断,以保证排放时的安全。
5.防止阀腔压力的夹持
不管阀门处于敞开或封闭方位,均应防止介质在阀腔中被夹持,如果介质可能夹持,则对于气体介质或液体介质均要保证自动泄放阀腔内的压力,阀腔压力泄放的最大值不超过阀压力额定值的1.33倍,外部压力泄放阀的口径为dn15或更大。
6.分泌
阀腔的介质可以分泌;并经过此分泌孔对阀门进行在线密封检测。
7.方位指示
不管手动或动力驱动,要有明显的阀位指示表明阀门处于敞开方位或封闭方位。
8.传动链
传动链的设计扭矩至少应为球阀最大扭矩的2倍。
9.硫化工况
承压部件及螺栓材料应具有抗应力裂化的能力,符合nace,mr0175要求。
10.紧迫切断功用
长距离管道运送系统选用卫星监控系统(scada system),当管线压降速率或持续时刻达到某一设定值,阀门应紧迫切断。
11.考虑地下水的电位腐蚀和应力腐蚀
选用全焊阀体结构,管道阴极接地和外表面防腐,来防止电位腐蚀和应力腐蚀。
4.长输管线阀门使用材料
长输管线阀门的选材应满足强度、密封、使用寿命、高温、高压、耐磨、耐腐、防火、抗静电等方面的要求。
5.长输管线对阀门功用实验要求
长输管线受地理条件和自然条件的影响,须接受气候温差的改变、地形和地震等的影响。
因此,长输管线阀门的查验与实验更严格,要进行壳体强度耐压实验、密封性实验、动作功用实验、弯曲实验、抗拉实验、耐火实验、耐久性实验等,有的阀门还应做耐寒和耐热实验。
实验阀门应密封功用好、操作灵活、动作准确、耐久性好,对于运送有颗粒介质的阀门还应做耐磨性实验。
6.国内外有关标准标准概况
国外部分标准
目前,长输管线阀门主要使用美国石油学会标准api6d《管线阀门标准》和相应的产品标准。
如:api 594《对夹式止回阀》、api 599《钢制和球墨铸铁旋塞阀》、api 600《炼油厂用法兰或对焊连接钢制闸阀》、api 607《软密封面球阀的耐火实验》、api 608《法兰和对焊端的金属球阀》、api 6fa《阀门耐火实验标准》、bs 4460《石油工业用钢制球阀》等。
api 6d《管线阀门标准》标准是对管线阀门制造、查验、收购等综合要求的一项标准,其他产品标准,对产品的适用规模、连接型式、结构长度、功用要求、查验与实验、标志等进行详细要求。
api 6d《管线阀门标准》标准内容有:规模、总则、材料、阀门的类型和类别、实验、标记、质量操控的要求、贮存和发运、附录(收购指南、度量换算、补充实验要求、引用标准和标准)九个章节。
国内部分标准
国内现有长输管线用阀门标准有: jb/t 5298-1991《管线用钢制平板闸阀》、jb/t 7745-1995《管线球阀》,其他长输管线产品应用通用阀门的产品标准,一些特殊阀门(紧迫切断阀等)没有国家或行业标准。
尚没有统一的管线用阀门的标准标准。与国外标准相比国内现有的行业标准的内容较简略,内容不够完整,要求也较低。