管線球閥在長輸油氣管道應(yīng)用 上海申弘閥門有限公司 1、概述 閥門是長輸油氣管道為實現(xiàn)集輸、分輸和調(diào)節(jié)輸量,以及為實現(xiàn)站內(nèi)循環(huán)、設(shè)備連通、倒罐、越站和清管器收發(fā)等作業(yè)所使用的控制部件。閥門既是保證管道運行安全的設(shè)備,又是進行管道輸送自動控制和運行調(diào)度的主要工藝設(shè)備。在長輸管線閥門中,球閥使用較多。上海申弘閥門有限公司主營閥門有:減壓閥(氣體減壓閥,可調(diào)式減壓閥,波紋管減壓閥,活塞式減壓閥,蒸汽減壓閥,先導(dǎo)式減壓閥,空氣減壓閥,氮氣減壓閥,水用減壓閥,自力式減壓閥,比例減壓閥)、安全閥、保溫閥、低溫閥、球閥、截止閥、閘閥、止回閥、蝶閥、過濾器、放料閥、隔膜閥、旋塞閥、柱塞閥、平衡閥、調(diào)節(jié)閥、疏水閥、管夾閥、排污閥、排氣閥、排泥閥、氣動閥門、電動閥門、高壓閥門、中壓閥門、低壓閥門、水力控制閥、真空閥門、襯膠閥門、襯氟閥門。在國家重點管道工程中,主干線截斷閥全部采用進口大口徑全焊接球閥,要求使用壽命必需達(dá)到30年及以上。本文主要從全焊接球閥閥體的焊接材料、焊接方法、焊接結(jié)構(gòu)、焊接工藝及相關(guān)試驗等方面進行總結(jié)。 2、閥體與焊接材料 2.1、閥體材料 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(yán)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。管線球閥不僅防腐蝕,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,不到管線的1%。而且現(xiàn)在管線球閥在我國西氣東輸中發(fā)揮的強大作用。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*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。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ASTMA105;-29C°以下選用ASTMA350LF2。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(Blowout)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InconelX-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)”(Singlepistonaction),壓力自泄放密封座結(jié)構(gòu)和“雙活塞效應(yīng)”(DoublePistoneffect)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。 1)操作前須確認(rèn)管路和閥已被沖洗過。 2)閥的操作按執(zhí)行機構(gòu)輸入信號大小帶動閥桿旋轉(zhuǎn)完成:正向旋轉(zhuǎn)1/4圈(90°)時,閥關(guān)斷。反向旋轉(zhuǎn)1/4圈(90°)時,閥開啟。 3)當(dāng)執(zhí)行機構(gòu)方向指示箭頭與管線平行時,閥門為開啟狀態(tài);指示箭頭與管線垂直時,閥門為關(guān)閉狀態(tài)。 閥體通常采用碳素鋼或低合金鋼, 如ASTMA105、A694、A350和A516等,其化學(xué)成分對焊接時結(jié)晶裂紋的形成有著重要影響。焊接時,焊縫中的S和P等雜質(zhì)在結(jié)晶過程中形成低熔點共晶。其中S對形成結(jié)晶裂紋影響大,但其影響又與鋼中其他元素含量有關(guān),如Mn與S結(jié)合成MnS而除硫,從而對S的有害影響起抑制作用。Mn還能改善硫化物的性能、形態(tài)及其分布等。因此,為了防止產(chǎn)生結(jié)晶裂紋, 對焊縫金屬中的Mn/S 值有一定要求。 Mn/S值多大才有利于防止結(jié)晶裂紋,還與含碳量有關(guān)。含C量愈高,要求Mn /S值也愈高。Si、Ni及雜質(zhì)的過多存在也會增加S的有害影響。嚴(yán)格控制閥體材料采購時的化學(xué)成分,制定相關(guān)的材料采購標(biāo)準(zhǔn),是有效避免閥體焊接時產(chǎn)生結(jié)晶裂紋的有效途徑之一。 2.2 焊絲與焊劑
(1)焊絲 焊絲主要作為填充金屬向焊縫添加合金元素,其化學(xué)成分和物理性能不僅影響焊接過程中的穩(wěn)定性、焊接接頭性能和質(zhì)量,同時還影響著焊接生產(chǎn)率。焊絲材料主要根據(jù)閥體材料選擇。對常用閥體材料,通常所選用的焊絲材料有碳素鋼焊絲(如H08MnA)和低合金鋼焊絲(如H10Mn2)等。同時,焊絲直徑的選擇對焊縫形狀也有著較大影響,在焊接電流、電弧電壓和焊接速度一定時,焊縫熔深與焊絲直徑成反比,熔寬與焊絲直徑成正比。對于全焊接球閥閥體常采用埋弧自動焊,其焊絲直徑一般為215~6mm。 (2)焊劑 焊劑在焊接過程中起隔離空氣、保護焊縫金屬不受空氣侵害和參與熔池金屬冶金反應(yīng)的作用。當(dāng)焊絲確定后,配套用的焊劑直接影響焊縫金屬的力學(xué)性能(特別是塑性及低溫韌性) 、抗裂性能、焊接缺陷發(fā)生率及焊接生產(chǎn)率等。這就要求焊劑必須具有良好的冶金性能和工藝性能,顆粒度符合要求(普通焊劑顆粒度為0.45 ~2.50mm,0.45mm以下的細(xì)粒不得大于5% , 城鎮(zhèn)高壓輸氣管線閥門的選用 鄧菊香. 天然氣管線閥門的特點和選用[J].流體機械,2005,(08).doi:10.3969/j.issn.1005-0329.2005.08.010. 郭雷. 閥門產(chǎn)品的技術(shù)發(fā)展前景和潛在市場[J].通用機械,2004,(07).doi:10.3969/j.issn.1671-7139.2004.07.015. 楊長山. 全焊接直埋式球閥在燃?xì)夤艿郎系膽?yīng)用[J].煤氣與熱力,2003,(08).doi:10.3969/j.issn.1000-4416.2003.08.015. 本文讀者也讀過(10條) 期刊論文 燃?xì)忾y門應(yīng)用現(xiàn)狀及選型初探 - 城市燃?xì)?- 2008(11) 期刊論文 橇裝式調(diào)壓裝置在天然氣管道站場的應(yīng)用 - 管道技術(shù)與設(shè)備 - 2009(2) 期刊論文 燃?xì)饩垡蚁?PE)閥門應(yīng)用淺析 - 上海煤氣 - 2006(4) 會議論文 用于城市天然氣輸配系統(tǒng)的幾種燃?xì)忾y門選用簡介 中國土木工程學(xué)會城市燃?xì)夥謺斉鋵I(yè)委員會2005年會 - 期刊論文 調(diào)壓器在天然氣行業(yè)的應(yīng)用 - 石油工業(yè)技術(shù)監(jiān)督 - 2005, 21(5) 期刊論文 LNG接受終端的工藝系統(tǒng)及設(shè)備 - 石油與天然氣化工 - 1999, 28(3) 期刊論文 蒸汽管線直埋過河難點及解決方案 - 管道技術(shù)與設(shè)備 - 2010(5) 期刊論文 高水位敷設(shè)條件下直埋蒸汽管保溫結(jié)構(gòu)選擇及密封 - 管道技術(shù)與設(shè)備 - 2010(3) 期刊論文 城市集中供熱管網(wǎng)的設(shè)計 - 中國企業(yè) - 2008(8) 期刊論文 供熱管線河底直埋施工設(shè)計方案 - 科技情報開發(fā)與經(jīng)濟 - 2010, 20(13) 相似文獻(4條) 期刊論文 勝利十號平臺泥漿泵高壓閥門組改造 - 中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量 - 2011, 31(2) 期刊論文 我國閥門行業(yè)在創(chuàng)新中穩(wěn)步前行——訪浙江超達(dá)閥門股份有限公司總工程師邱曉來 - 通用機械 - 2012(10) 期刊論文 注水系統(tǒng)節(jié)能降耗分析及對策 - 中國化工貿(mào)易 - 2013(10) 會議論文 無需配水間的恒流注水法 2005年石油裝備技術(shù)發(fā)展學(xué)術(shù)交流會 - 2005 與本文相關(guān)的論文有: samson調(diào)節(jié)閥定位器概述 |