管线球阀设计的重大变革

长输管线球阀结构的设计研究摘要：根据作者几年来对我国长输管线球阀的研究，介绍一种新设计的管线阀门—紧急切断球阀，并对其中的主要结构进行详细描述。

关键词：长输管线球阀设计研究一、概述为使我国西部的经济得到较快的发展，国家提出开发大西部的重大决策。

开发新疆地区的石油和夭然气资源，是开发西部的重大举措之一。

要使西部的油、气资源得到充分的利用，唯一的办法是将油、气通过管线输送到我国东部地区。

国家为此将建设“西气东输”管网工程，即铺设主管线，西起塔里木的轮南气田，东到上海地区，全线长约4200 km。

从国外的建设和运输的经验来看，在相同输送量的情况下，建一条大口径的管线比建几条小口径的管线更为经济;而且采用在一定范围内提高介质的输送压力，同样能够增加效益。

所以，西气东输采取的管径为:DN =1000 mm, PN = 10.0 MPa。

这样的参数在我国以前的输气管网中是从来没有的。

我国西气东输管线距离长，管线经过沙漠、雨林、沼泽、山地、河流（长江、黄河）、平原，所经地区气候恶劣，环境温度变化范围为——30-80 -C，环境条件差。

因此对长输管线阀门的要求比通用阀门的要求要高得多，要求长输管线阀门具有更高的可靠性，更高的密封性、更高的强度，以确保长输管线安全可靠运行。

二、管线球阀的发展长输管线的发展，经过几十年的时间，在我国已初具规模，特别是管线球阀的发展。

目前在国内管线上应用的国产管线球阀，参数已达到了PN = 6.4 MPa, DN = 1000 mm，但与西气东输工程中要求的参数，还有一段距离，管线球阀的紧急切断装置，国内还不能生产。

另外，全焊接的球阀，国内还没有产品应用的历史。

三、管线球阀的相关标准AP16D管线阀门AP16FA阀门的耐火试验AP1607较密封和90。

转向阀门的耐火试验AP1598阀门的检验和试验ANSI B16.34法兰、螺纹和焊接端阀门JB/T7745管线球阀四、管线球阀的特点及要求在长输管线中，要求线路截断阀—管线球阀能够控制管道中的介质，具有开关作用，改变介质流向和防止倒流，发送或通过管道清洗球，防止事故发生，自动、紧急切断，封闭或打开管线等。

管线球阀的双关双泄放与双隔离泄放一、管线阀门的发展管线阀门自1914年第一条9公里长的输油管线在美国中部建成，从此就拉开了管道工业发展的序幕。

实际上管道工业的迅速发展是二十世纪五十年代的事，根据统计，全世界已建成管线260万公里，其中输油管线80万公里，输气管线140万公里，其他石油化工产品输送管线40万公里。

输油输气管线是一条能源供应线，是一条生命线，已遍布全球，并且每年仍以3万公里的速度递增。

油气工业的发展给管道工业注入了活力，使管道运输成为包括铁路、公路、水运、航空运输在内的五大运输体系之一。

管线阀门的最高压力级达PN42.0Mpa （Class2500），阀门最大通径60英寸（DN1500）。

用管线来输送液体或气体，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发展。

长距离输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，具备特殊功能的专用阀门。

对于球阀则称之谓管线球阀。

自从耳轴式球阀得到广泛应用以来，球阀便拥有了双关双泄放功能。

长期以来，“双关双泄放”一词的意思是指球阀和闸阀的一种基本功能。

历史上，双关双泄放指的是阀门隔离开每个入口的压力，并排空阀座之间空腔的功能。

排空阀座间的空腔后，用户无需将阀门从管道上拆下便可检查出阀座上的所有泄漏源。

进年来，“双关双泄放”一词被用来表达双隔离泄放，这种用法其实并不准确。

双隔离泄放可以对压力源产生双重隔离屏障，并在两道屏障间有一个泄放口。

但是词语的错误使用导致了认识上的混淆。

API 6D/ISO14313中既有“双关双泄放阀门”的定义，也有“双隔离泄放阀门”的定义，这两种阀门有着明显的区别。

终端用户和制造商们在订单上描述阀门的功能时必须非常精准，这样才能使最后的生产体系按照预期的方式运行。

如果按照上面的定义使用这两个术语就可以澄清用户对阀门功能的要求了。

双关双泄放阀门（DBB）适用于大多数的球阀应用领域，而双隔离泄放阀（DIB）在许多领域可能会是更加适合的选择。

管线球阀的技术现状及发展方向1 概述用管线输送液体或者气体在近年来获得了迅速的进展。

长输管线（长距离输送管道）上使用的阀门被称之管线阀门。

管线阀门（球阀、闸阀、止回阀与旋塞阀等）是一种满足管道运输的特殊要求并具备特殊功能的专用阀门。

关于管线球阀其技术标准是美国石油协会颁发的 API6D 与国际标准 ISO 14313-1999。

这种球阀全通径、低流阻，作为长输管线用阀已得到快速的进展。

2 技术性能长输管线的实际工况环境恶劣，其安装从北极圈到赤道，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、湖泊与山坡，有的架设，有的直埋地下，在野外操作，维修困难，要求 30 年使用寿命。

长输管线通常输送的介质为原油与天然气，虽经处理但介质含有硫化物、杂质及异物，且要求零级密封。

因此，对管线球阀提出了严格的技术要求。

（1）强度与韧性阀门除了承受内部介质压力之外，尚需承受由于环境温度变化而引起的轴向拉力与压力。

考虑滑坡，地面沉降，洪水而引起的外部载荷，在寒带及冰冻地区尚需考虑材料低温冲击韧性，防止低温脆性断裂。

关于全焊接阀体球阀，焊缝及热影响区，需要按照断裂力学理论，考虑其断裂韧性。

（2）零级密封阀门要求零级密封，以确保对下游端管线的有效截断。

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，与一旦密封失效时应采取紧急密封措施。

（3）失火安全与防静电管线球阀设计需考虑失火安全。

一旦失火，阀门的外漏与内漏不能超过API607 规定的泄漏标准。

球体被非金属材料夹持，可能产生静电，务必与阀体导通，在 24V DC 下，电阻值< 10Ω。

（4）DBB 功能（Double Brock & Bleed）在阀腔排泄时，上游端阀座与下游端阀座应同时自动切断，以确保排放时的安全。

（5）防止阀腔压力的夹持不管阀门处于开启或者关闭位置，均应防止介质在阀腔中被夹持。

调节阀的重大突破全功能超轻型调节阀摘要：分析了第一代调节阀存在笨重、功能不全、可靠性差的三大问题，以此作为新型产品的突破方向，研制出了“全功能超轻型调节阀”。

它一问世，立即受到使用单位和设计院的好评和高度重视，作为新型产品，它将逐步取代现行的主导产品，成为下世纪调节阀的主流。

关键词：全功能；超轻型；调节阀1、调节阀的历史回顾早在60年代以前，单座阀、双座阀、隔膜阀、角型阀、蝶阀、球阀、三通阀、套筒阀、偏心旋转阀计九大类调节阀相继问世，然而在这以后的三十多年时间里，产品没有大的突破，更说不上更新换代，人们只是在改进和完善上下功夫。

一个成功的例子就是70年代的cv3000及80年代国内的精小型单座阀、套筒阀。

它们比老式产品的重量和高度下降了30％，但在功能和可靠性方面并没有突破。

所以，仅代表60～70年代水平的单座阀、双座阀、套筒阀至今仍然是调节阀的主导产品，这显然与自动化技术的高速发展不相适应。

故此，调节阀行业急需期待新一代产品的问世。

2、现行主导产品主要存在的问题为了寻找调节阀的突破方向，必然首先全面了解调节阀存在的问题。

我们在1 997年对调节阀作了专门调查，共反映出9个问题：1)太笨重占3313％；2)品种繁多给使用带来极大的麻烦占6711％；3)泄漏大占4215％；4)经常堵卡、动作迟钝占2518％；5)寿命短占1317％；6)推力不够，阀关不严占916％；7)流量系数小、调节范围小占512％；8)阀外泄占413％；9)振荡、振动、啸叫占117％。

产生这些问题无疑与阀的自身缺陷、生产质量、使用质量有关，但仅从阀自身缺陷上找原因有如下三大问题。

2.1、笨重调节阀轻则几十公斤，上百公斤，重则几百公斤，甚至上千公斤。

它给调节阀的运输、起吊、安装、维护带来很大的麻烦。

2.2、功能不全功能不全，必然形成多品种共存，以便功能互补。

它给调节阀的计算、选型、维护、备品备件、工厂管理等带来相当大的不便。

2.3、可靠性差可靠性差必然出现如“漏、滴、堵、卡、动作差”等问题。

球阀的创新设计与未来趋势最近一个山东聊城的我司合伙人牵线介绍的一个化工厂项目中，甲方着重提到了关于球阀的问题，其实球阀作为一种高效的流体控制设备，其设计和应用随着工业技术的发展而不断创新。

北高科阀门将在本文探讨球阀的最新设计创新以及未来发展趋势，以期为流体控制领域的专业人士提供深入的见解。

1. 球阀的设计创新材质创新：不锈钢球阀在材质选择上的创新尤为突出。

特殊合金如超级双相不锈钢、高镍合金的引入，显著提升了阀门的耐腐蚀性和耐高温能力。

表面处理技术，如PVD涂层，进一步增强了阀门表面的耐磨性和抗蚀性，延长了使用寿命。

智能化与低扭矩设计：智能化趋势下，集成传感器和智能控制系统的球阀能够实时监测工作状态，实现远程控制与故障预警，提高了系统的自动化水平和维护效率。

低扭矩设计减轻了操作负担，通过优化球体与密封面的几何形状，减少了操作扭矩，提高了密封性能和能源效率。

紧凑型设计：面对有限安装空间的挑战，紧凑型不锈钢球阀成为设计新趋势。

精密的内部结构布局和轻量化材料的使用，实现了阀门的小型化，同时保持或提升了流通能力和承压性能，特别适合空间受限的应用场景。

绿色环保设计：随着全球对环境保护意识的增强，球阀的设计更注重绿色环保。

低排放设计有效减少了操作过程中的泄漏，符合国际环保标准，助力用户实现可持续发展目标。

采用可回收材料和提高能效的设计策略，减少了整个产品生命周期的环境足迹。

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加☆☆号北高科阀门2. 球阀的未来趋势集成化和模块化设计：未来球阀的设计将更加注重集成化和模块化。

通过将多个功能集成在一个紧凑的模块中，球阀将更加紧凑、轻便，同时便于安装和维护。

智能化和自动化：随着工业4.0的推进，球阀的智能化和自动化水平将不断提高。

未来的球阀将能够通过智能算法自我学习和调整，实现更加精确和高效的流体控制。