管線閥門概述分類及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

1、管線、閥門概述、分類及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)管道輸送已成為當(dāng)代能源運(yùn)輸?shù)闹饕绞剑瞄L距離管道輸送油、氣、煤等資源已成為當(dāng)今世界解決能源輸送的最主要手段。世界上主要油氣生產(chǎn)國和消費(fèi)國都大量使用長輸管線來解決油氣資源的運(yùn)輸問題，天然氣的輸送95%以上采用管道輸送方式。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前世界上已有油、氣長距離輸送管線總長度超過260萬公里，其中，天然氣輸送管線總長度約140萬公里，占總長度的二分之一以上。從國外的建設(shè)和運(yùn)行的經(jīng)驗(yàn)來看，在同樣輸送量的情況下，建一條大口徑管道比建幾條小口徑管道更為經(jīng)濟(jì)；而且在一定范圍內(nèi)提高介質(zhì)的輸送壓力同樣能夠增加效益。國外，長輸管線直徑大于1米的管道長度約占總長度的80%。最大管徑為

2、1420毫米，最高壓力為11.8MPa。長輸管線在起點(diǎn)站、中間增壓站、干線上和各系統(tǒng)的出入端等處需設(shè)置啟閉和控制的閥門。因可能受到各類災(zāi)害和事故的影響，長距離油氣輸送管道可能會(huì)產(chǎn)生斷裂、油氣外漏、起火爆炸等問題，長輸管線每隔2030千米一段距離的管路上，還需設(shè)置一個(gè)緊急切斷閥、電動(dòng)閥或氣動(dòng)閥等閥門?？梢娨粭l長輸管線上將使用很多的閥門。長輸管線經(jīng)過沙漠、雨林沼澤、山地、平原，所經(jīng)地區(qū)氣候惡劣、環(huán)境條件差，因此對(duì)閥門的要求比通用閥門更高，管線閥門要具有更高的強(qiáng)度和更好的密封性能、更高的使用壽命、操作快速輕便、維修方便。國外長輸管線起步早、發(fā)展較快，我國還沒有大口徑的長輸管線，大口徑的長輸管線的建設(shè)

3、處于起步階段，因此，須認(rèn)真做好配套產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)制定、產(chǎn)品性能檢驗(yàn)等工作。二、長輸管線用閥概況利用長輸管線輸送需控制介質(zhì)的流動(dòng)，因而在管線上需要大量的閥門。長輸管線上的閥門，主要有兩種用途：在干線和各系統(tǒng)的出入口處，起啟閉切斷作用和安全保護(hù)作用； 在管線起點(diǎn)站和中間增壓站內(nèi)，起控制介質(zhì)輸送的作用。國外，長輸管線上選用量最大的閥門主要為：平板閘閥、球閥、緊急切斷球閥、止回閥、快速球型調(diào)節(jié)閥等。閥門的連接形式為：法蘭連接和對(duì)接焊兩種。閥門的驅(qū)動(dòng)方式有：手動(dòng)、電動(dòng)、氣動(dòng)、液動(dòng)、電-液聯(lián)動(dòng)、氣-液聯(lián)動(dòng)等多種驅(qū)動(dòng)形式。國外，長輸管線用閥主要執(zhí)行美國石油學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)API 6D規(guī)范，并符合相應(yīng)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。（一）從

4、長輸管線用閥的發(fā)展趨勢來看，要求管線閥門有以下特點(diǎn)和功能： 具有良好密封性能的閥門（適應(yīng)各種介質(zhì)和多變的工況條件）； 具有良好防火性能的閥門； 結(jié)構(gòu)緊湊、體積較小，并具有抗蝕性能和耐磨損的閥門； 適用于長輸管線大口徑的閥門和輸送液化天然氣的高壓低溫閥門； 便于清管和具有良好的抗外應(yīng)力結(jié)構(gòu)； 機(jī)電一體化程度高的閥門。（二）各種管線用閥的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和作用1 平板閘閥平板閘閥主要特點(diǎn)為：結(jié)構(gòu)長度較短、密封性能好、操作扭矩較小且啟閉操作力較接近、流阻小、閥門不必設(shè)置異常升壓的裝置，帶導(dǎo)流孔的平板閘閥可以通過清掃器清潔管道。但閥門的結(jié)構(gòu)高度高，約為管道直徑的34倍。2 球閥球閥主要特點(diǎn)為：結(jié)構(gòu)較緊湊、密封

5、性能好、啟閉90旋轉(zhuǎn)可快速啟閉閥門、操作時(shí)間較短，采用注入密封脂可形成二次輔助密封，防火結(jié)構(gòu)的閥座在火災(zāi)時(shí)能保證閥門的密封，配套快速切斷裝置可實(shí)現(xiàn)閥門的緊急啟閉。3 球形調(diào)節(jié)閥球形調(diào)節(jié)閥的流量大，結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定性好、操作維修方便，全開時(shí)流阻小，允許使用壓差較大，噪聲小、抗氣蝕性能好。4 止回閥止回閥多帶阻尼結(jié)構(gòu)，可有效消除管道的振動(dòng)和降低流阻；采用雙重密封（低壓采用彈性密封，高壓采用金屬-金屬密封），密封效果好；可通過管道清掃器。5 泄壓閥由于開泵或停泵可能使管道內(nèi)介質(zhì)流速變化和壓力波動(dòng)，產(chǎn)生沖擊波。為消除沖擊波的影響，長輸管線上采用泄壓閥來減輕沖擊波。6 減壓閥在分支管道上設(shè)置減壓閥，用來恒

6、定用戶進(jìn)口端的介質(zhì)壓力，多采用先導(dǎo)式減壓閥，受介質(zhì)清潔度的影響小、壓力控制精度較高、性能穩(wěn)定。（三）長輸管線閥門使用材料長輸管線閥門的選材應(yīng)滿足強(qiáng)度、密封、使用壽命、高溫、高壓、耐磨、耐腐、防火、抗靜電等方面的要求，從國外管線閥門使用材料來看，主要選用如下的材料：閥門的殼體（閥體、閥蓋） WCB、WCC、不銹鋼 等平板閥的閘板 不銹鋼（表面經(jīng)處理）球閥的球體 不銹鋼閥座密封圈 增強(qiáng)聚四氟乙烯 等閥桿 不銹鋼墊片 不銹鋼石墨或四氟纏繞墊連接螺栓 優(yōu)質(zhì)合金鋼（四）長輸管線對(duì)閥門性能試驗(yàn)要求長輸管線受地理?xiàng)l件和自然條件的影響，須承受氣候溫差的變化、地形和地震等的影響。因此，長輸管線閥門的檢驗(yàn)與試驗(yàn)更

7、嚴(yán)格，要進(jìn)行殼體強(qiáng)度耐壓試驗(yàn)、密封性試驗(yàn)、動(dòng)作性能試驗(yàn)、彎曲試驗(yàn)、抗拉試驗(yàn)、耐火試驗(yàn)、耐久性試驗(yàn)等，有的閥門還應(yīng)做耐寒和耐熱試驗(yàn)。試驗(yàn)閥門應(yīng)密封性能好、操作靈活、動(dòng)作準(zhǔn)確、耐久性好，對(duì)于輸送有顆粒介質(zhì)的閥門還應(yīng)做耐磨性試驗(yàn)。三、國內(nèi)外有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范概況1 國外部分標(biāo)準(zhǔn)目前，長輸管線閥門主要使用美國石油學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)API 6D管線閥門規(guī)范和相應(yīng)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，如：API594對(duì)夾式止回閥、API 599鋼制和球墨鑄鐵旋塞閥、API600煉油廠用法蘭或?qū)高B接鋼制閘閥、API 607軟密封面球閥的耐火試驗(yàn)、API608法蘭和對(duì)焊端的金屬球閥、API 6FA閥門耐火試驗(yàn)規(guī)范、BS 4460石油工業(yè)用鋼制球閥等

8、。API6D管線閥門規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)是對(duì)管線閥門制造、檢驗(yàn)、采購等綜合要求的一項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，其他產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)產(chǎn)品的適用范圍、連接型式、結(jié)構(gòu)長度、性能要求、檢驗(yàn)與試驗(yàn)、標(biāo)志等進(jìn)行詳細(xì)要求。API6D管線閥門規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容有：范圍、總則、材料、閥門的類型和類別、試驗(yàn)、標(biāo)記、質(zhì)量控制的要求、貯存和發(fā)運(yùn)、附錄（采購指南、度量換算、補(bǔ)充試驗(yàn)要求、引用規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)）九個(gè)章節(jié)。2 國內(nèi)部分標(biāo)準(zhǔn)國內(nèi)現(xiàn)有長輸管線用閥門標(biāo)準(zhǔn)有: JB/T 5298-1991管線用鋼制平板閘閥、JB/T7745-1995管線球閥，其他長輸管線產(chǎn)品應(yīng)用通用閥門的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，一些特殊閥門（緊急切斷閥等）沒有國家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。尚沒有統(tǒng)一的管線用閥門的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范

9、。與國外標(biāo)準(zhǔn)相比國內(nèi)現(xiàn)有的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容較簡單，內(nèi)容不夠完整，要求也較低。四、標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容分析API6D管線閥門規(guī)范對(duì)管線用閥門（閘閥、旋塞閥、球閥和止回閥）訂貨、設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)與檢驗(yàn)、標(biāo)識(shí)等做了較詳細(xì)的規(guī)定，具體內(nèi)容有：1 閥門通徑規(guī)定了全徑閥門、縮徑閥門和非圓形孔閥門的標(biāo)識(shí)，這有利于閥門的選擇和應(yīng)用；對(duì)全徑閥門的通道內(nèi)徑偏差也有明確的規(guī)定。2 總則 有閥門的壓力等級(jí)、額定值、結(jié)構(gòu)長度、連接型式和尺寸、特殊結(jié)構(gòu)的要求等內(nèi)容。規(guī)定了閥門的壓力等級(jí)、額定值（閥門殼體材料按ANSIB16.5標(biāo)準(zhǔn)的額定值、標(biāo)準(zhǔn)法蘭端和標(biāo)準(zhǔn)焊接端閥門的最大允許工作壓力額定值）、通徑的表示方法（全徑閥門、縮徑閥門、非圓形

10、孔縮徑閥門）、結(jié)構(gòu)長度、端法蘭、焊接端、設(shè)計(jì)控制、設(shè)計(jì)鑒定、設(shè)計(jì)文件、泄壓、放泄和旁通連接、加長扳手、鎖緊裝置、位置指示器。結(jié)構(gòu)長度規(guī)定了：a.按ANSIB16.5中額定值壓力等級(jí)的和標(biāo)準(zhǔn)型式（法蘭連接或?qū)雍高B接的閥門結(jié)構(gòu)長度；b.一端為焊接、另一端為法蘭連接閥門的結(jié)構(gòu)長度；c.未列出結(jié)構(gòu)長度或結(jié)構(gòu)長度不符合上述兩條的閥門的結(jié)構(gòu)長度和標(biāo)識(shí)。規(guī)定了連接型式和尺寸要求：a.各個(gè)尺寸系列端法蘭的型式和應(yīng)符合的標(biāo)準(zhǔn)；b.焊接端端口的結(jié)構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)要求、端口的內(nèi)徑要求。規(guī)定了設(shè)計(jì)程序、設(shè)計(jì)控制、鑒定和設(shè)計(jì)文件。規(guī)定了特殊結(jié)構(gòu)的要求：a.規(guī)定了泄壓裝置的設(shè)置和尺寸要求；b.放泄和旁通連接的連接型式和連接管尺

11、寸要求；c.加長扳手的結(jié)構(gòu)和組成；d.鎖緊裝置的設(shè)置和鎖緊裝置應(yīng)固定的閥門位置；e.位置指示器的設(shè)置和指示要求。3 閥門各部分材料a.規(guī)定了閥門的閥體、閥蓋、蓋板、端法蘭和焊接端的材料牌號(hào)及應(yīng)符合的材料標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范；b.閥蓋和蓋板栓接材料的要求；c.非金屬零件和元件材料規(guī)范的規(guī)定；d.支架、支架螺母、閥桿、閘板、球體、塞子、閥瓣、手輪、傳動(dòng)裝置、管塞、電動(dòng)附件等其他零件材料應(yīng)執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范；e.抗硫化物應(yīng)力斷裂的部件的材料要求；f.代用的金屬材料的性能要求、成分的限定和判斷。焊接的規(guī)定要求 所有承壓件和控壓件和焊接和焊補(bǔ)要求；焊接件的性能檢驗(yàn)與試驗(yàn)項(xiàng)目等要求。4閥門類型和類別（對(duì)閘閥、旋塞閥、球閥

12、止回閥的關(guān)閉件的形式、密封結(jié)構(gòu)和操作運(yùn)動(dòng)）的要求，a.對(duì)雙閘板閘閥和和平板閘閥的閘板型式組成、閘閥閥桿的輔助密封和上密封座進(jìn)行了規(guī)定；b.旋塞閥密封副的組成和轉(zhuǎn)動(dòng)型式做了規(guī)定；c.球閥密封副的組成和轉(zhuǎn)動(dòng)型式做了規(guī)定；d.各類止回閥（旋啟式、單瓣對(duì)夾式和雙瓣對(duì)夾式）密封副的組成和介質(zhì)流動(dòng)能力做了規(guī)定。閥門類別（全徑閥門的最小通道直徑和允許偏差、閥門的結(jié)構(gòu)長度）。5 試驗(yàn) 對(duì)閥門壓力試驗(yàn)、強(qiáng)度試驗(yàn)和靜壓密封試驗(yàn)、試驗(yàn)項(xiàng)目、試驗(yàn)方法和試驗(yàn)保壓時(shí)間做了明確的規(guī)定。6 閥門的標(biāo)記要求了閥體及銘牌上應(yīng)標(biāo)注的內(nèi)容（制造廠名、商標(biāo)、壓力級(jí)結(jié)構(gòu)長度標(biāo)記、允許使用的最高工作壓力額定值、閥體材料、密封件識(shí)別、閥門的公稱通徑、環(huán)節(jié)代號(hào)、介質(zhì)的流向、結(jié)構(gòu)長度、系列編號(hào)、制造年月、閥門功能標(biāo)記等。7 質(zhì)量控制要求規(guī)定了測量和試驗(yàn)設(shè)備、質(zhì)量控制人員的資格、質(zhì)量控制的一般要求、具體產(chǎn)品和零件的質(zhì)量控制8 貯存和發(fā)運(yùn) 對(duì)閥門的涂漆、排放、防腐、密封面的保護(hù)進(jìn)行了規(guī)定。9 附錄 作為標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容的一部分，對(duì)閥門的采購和試驗(yàn)起到了指導(dǎo)作用。附錄A采購指南中要求了閥門的數(shù)據(jù)表、現(xiàn)場試驗(yàn)、泄壓、清管器和圓球、耐火試驗(yàn)的原則。閥門數(shù)據(jù)表，列出了閥門訂貨、性能規(guī)范、使用條件、連接和密封副結(jié)構(gòu)型式、操作機(jī)構(gòu)型式和扳手尺寸、閥門的支撐、其他特殊要求（補(bǔ)充試驗(yàn)、耐火試驗(yàn)結(jié)構(gòu)、泄壓、排放連接、旁通連接、提供的文件