長輸管線閥門的標準

   時間:2014-03-12 10:32:52
長輸管線閥門的標準簡介
一概述管道輸送已成為當代能源運輸的主要方式,利用長距離管道輸送油、氣、煤等資源已成為當今世界解決能源輸送的最主要手段。從以往的建設和運行的經驗來看,在同……
長輸管線閥門的標準正文

一概述
管道輸送已成為當代能源運輸的主要方式,利用長距離管道輸送油、氣、煤等資源已成為當今世界解決能源輸送的最主要手段。
從以往的建設和運行的經驗來看,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濟;而且在一定範圍內提高介質的輸送壓力同樣能夠增加效益。長輸管線在起點站、中間增壓站、幹線上和各系統的出入端等處需設置啟閉和控制的閥門。因可能受到各類災害和事故的影響,長距離油氣輸送管道可能會產生斷裂、油氣外漏、起火爆炸等問題,長輸管線每隔10~20千米一段距離的管路上,還需設置一個緊急切斷閥、電動閥或氣動閥等閥門。可見一條長輸管線上將使用很多的閥門。長輸管線經過沙漠、雨林沼澤、山地、平原,所經地區氣候惡劣、環境條件差,因此對閥門的要求比通用閥門更高,管線閥門要具有更高的強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處於起步階段,因此,須認真做好配套產品的標準制定、產品性能檢驗等工作。
二、長輸管線用閥概況
利用長輸管線輸送需控制介質的流動,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:①在幹線和各系統的出入口處,起啟閉切斷作用和安全保護作用;②在管線起點站和中間增壓站內,起控制介質輸送的作用。
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、快速球型調節閥等。閥門的連接形式為:法蘭連接和對接焊兩種。閥門的驅動方式有:手動、電動、氣動、液動、電-液聯動、氣-液聯動等多種驅動形式。
國外,長輸管線用閥主要執行美國石油學會標準API6D規範,並符合相應的產品標準。
(一)從長輸管線用閥的發展趨勢來看,要求管線閥門有以下特點和功能:
⑴具有良好密封性能的閥門(適應各種介質和多變的工況條件);
⑵具有良好防火性能的閥門;
⑶結構緊湊、體積較小,並具有抗蝕性能和耐磨損的閥門;
⑷適用於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;
⑸便於清管和具有良好的抗外應力結構;
⑹機電一體化程度高的閥門。
(二)各種管線用閥的結構特點和作用
1平板閘閥
平板閘閥主要特點為:結構長度較短、密封性能好、操作扭矩較小且啟閉操作力較接近、流阻小、閥門不必設置異常升壓的裝置,帶導流孔的平板閘閥可以通過清掃器清潔管道。但閥門的結構高度高,約為管道直徑的3~4倍。
2球閥
球閥主要特點為:結構較緊湊、密封性能好、旋轉可快速啟閉閥門、操作時間較短,採用注入密封脂可形成二次輔助密封,防火結構的閥座在火災時能保證閥門的密封,配套快速切斷裝置可實現閥門的緊急啟閉。
3球形調節閥
球形調節閥的流量大,結構簡單、穩定性好、操作維修方便,全開時流阻小,允許使用壓差較大,雜訊小、抗氣蝕性能好。
4止回閥
止回閥多帶阻尼結構,可有效消除管道的振動和降低流阻;採用雙重密封(低壓採用彈性密封,高壓採用金屬-金屬密封),密封效果好;可通過管道清掃器。
5泄壓閥
由於開泵或停泵可能使管道內介質流速變化和壓力波動,產生衝擊波。為消除衝擊波的影響,長輸管線上採用泄壓閥來減輕衝擊波。
6減壓閥
在分支管道上設置減壓閥,用來恆定用戶進口端的介質壓力,多採用先導式減壓閥,受介質清潔度的影響小、壓力控制精度較高、性能穩定。
(三)長輸管線閥門使用材料
長輸管線閥門的選材應滿足強度、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、不鏽鋼等
平板閥的閘板不鏽鋼(表面經處理)
球閥的球體不鏽鋼
閥座密封圈增強聚四氟乙烯等
閥桿不鏽鋼
墊片不鏽鋼石墨或四氟纏繞墊
連接螺栓優質合金鋼
(四)長輸管線對閥門性能試驗要求
長輸管線受地理條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與試驗更嚴格,要進行殼體強度耐壓試驗、密封性試驗、動作性能試驗、彎曲試驗、抗拉試驗、耐火試驗、耐久性試驗等,有的閥門還應做耐寒和耐熱試驗。試驗閥門應密封性能好、操作靈活、動作準確、耐久性好,對於輸送有顆粒介質的閥門還應做耐磨性試驗。
三、國內外有關標準規範概況
1國外部分標準
目前,長輸管線閥門主要使用美國石油學會標準API6D《管線閥門規範》和相應的產品標準,如:API594《對夾式止回閥》、API599《鋼製和球墨鑄鐵旋塞閥》、API600《煉油廠用法蘭或對焊連接鋼製閘閥》、API607《軟密封面球閥的耐火試驗》、API608《法蘭和對焊端的金屬球閥》、API6FA《閥門耐火試驗規範》、BS4460《石油工業用鋼製球閥》等。
API6D《管線閥門規範》標準是對管線閥門製造、檢驗、採購等綜合要求的一項標準,其他產品標準,對產品的適用範圍、連接型式、結構長度、性能要求、檢驗與試驗、標誌等進行詳細要求。API6D《管線閥門規範》標準內容有:範圍、總則、材料、閥門的類型和類別、試驗、標記、質量控制的要求、貯存和發運。
2國內部分標準
國內現有長輸管線用閥門標準有:JB/T5298-1991《管線用鋼製平板閘閥》、JB/T7745-1995《管線球閥》,其他長輸管線產品應用通用閥門的產品標準,一些特殊閥門(緊急切斷閥等)沒有國家或行業標準。{HotTag}尚沒有統一的管線用閥門的標準規範。與國外標準相比國內現有的行業標準的內容較簡單,內容不夠完整,要求也較低。
四、標準內容分析
API6D《管線閥門規範》對管線用閥門(閘閥、旋塞閥、球閥和止回閥)訂貨、設計、製造、試驗與檢驗、標識等做了較詳細的規定,具體內容有:
1閥門通徑規定了全徑閥門、縮徑閥門和非圓形孔閥門的標識,這有利於閥門的選擇和應用;對全徑閥門的通道內徑偏差也有明確的規定。
2總則有閥門的壓力等級、額定值、結構長度、連接型式和尺寸、特殊結構的要求等內容。
規定了閥門的壓力等級、額定值(閥門殼體材料按ANSIB16.5標準的額定值、標準法蘭端和標準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、非圓形孔縮徑閥門)、結構長度、端法蘭、焊接端、設計控制、設計鑒定、設計文件、泄壓、放泄和旁通連接、加長扳手、鎖緊裝置、位置指示器。
結構長度規定了:a.按ANSIB16.5中額定值壓力等級的和標準型式(法蘭連接或對接焊連接的閥門結構長度;b.一端為焊接、另一端為法蘭連接閥門的結構長度;c.未列出結構長度或結構長度不符合上述兩條的閥門的結構長度和標識。
規定了連接型式和尺寸要求:a.各個尺寸系列端法蘭的型式和應符合的標準;b.焊接端埠的結構和標準要求、埠的內徑要求。
規定了設計程序、設計控制、鑒定和設計文件。
規定了特殊結構的要求:a.規定了泄壓裝置的設置和尺寸要求;b.放泄和旁通連接的連接型式和連接管尺寸要求;c.加長扳手的結構和組成;d.鎖緊裝置的設置和鎖緊裝置應固定的閥門位置;e.位置指示器的設置和指示要求。
3閥門各部分材料a.規定了閥門的閥體、閥蓋、蓋板、端法蘭和焊接端的材料牌號及應符合的材料標準規範;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範的規定;d.支架、支架螺母、閥桿、閘板、球體、塞子、閥瓣、手輪、傳動裝置、管塞、電動附件等其他零件材料應執行的標準規範;e.抗硫化物應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。
焊接的規定要求所有承壓件和控壓件和焊接和焊補要求;焊接件的性能檢驗與試驗項目等要求。
4閥門類型和類別(對閘閥、旋塞閥、球閥止回閥的關閉件的形式、密封結構和操作運動)的要求,a.對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行了規定;b.旋塞閥密封副的組成和轉動型式做了規定;c.球閥密封副的組成和轉動型式做了規定;d.各類止回閥(旋啟式、單瓣對夾式和雙瓣對夾式)密封副的組成和介質流動能力做了規定。
閥門類別(全徑閥門的最小通道直徑和允許偏差、閥門的結構長度)。
5試驗對閥門壓力試驗、強度試驗和靜壓密封試驗、試驗項目、試驗方法和試驗保壓時間做了明確的規定。
6閥門的標記要求了閥體及銘牌上應標註的內容(製造廠名、商標、壓力級結構長度標記、允許使用的最高工作壓力額定值、閥體材料、密封件識別、閥門的公稱通徑、環節代號、介質的流向、結構長度、系列編號、製造年月、閥門功能標記等。
7質量控制要求規定了測量和試驗設備、質量控制人員的資格、質量控制的一般要求、具體產品和零件的質量控制
8貯存和發運對閥門的塗漆、排放、防腐、密封面的保護進行了規定。   

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