天然氣輸送管道中球閥的應(yīng)用技術(shù)概述

賈振發(fā)，賈振山

（1中國石油北京天然氣管道公司，陜西 榆林 719000；2中國石油西部管道分公司，烏魯木齊 830000）

1 球閥的基礎(chǔ)知識

球閥是由旋塞閥演變而來，不同的是旋塞體是球體，有圓形通孔或通道通過其軸線。當(dāng)球旋轉(zhuǎn)90°時(shí)，在進(jìn)、出口處應(yīng)全部呈現(xiàn)球面，從而截?cái)嗔鲃?。球閥只需要用旋轉(zhuǎn)90°的操作和很小的轉(zhuǎn)動力矩就能關(guān)閉嚴(yán)密。完全平等的閥體內(nèi)腔為介質(zhì)提供了阻力很小、直通的流道。通常認(rèn)為球閥最適宜直接做開閉使用，但近年來的發(fā)展已將球閥設(shè)計(jì)成使它具有節(jié)流和控制流量的用途。球閥的主要特點(diǎn)是本身結(jié)構(gòu)緊湊，易于操作和維修，適用于水、溶劑、酸和天然氣等一般工作介質(zhì)，而且還適用于工作條件惡劣的介質(zhì)，如氧氣、過氧化氫、甲烷和乙烯等。球閥閥體可以是整體的，也可以是組合式的。

球閥的原理。球閥的工作原理是靠旋轉(zhuǎn)閥芯來使閥門暢通或閉塞。球閥開關(guān)輕便，體積小，可以做成很大口徑，密封可靠，結(jié)構(gòu)簡單，維修方便，密封面與球面常在閉合狀態(tài)，不易被介質(zhì)沖蝕，在各行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。

球閥的優(yōu)點(diǎn)。球閥在管路中主要用來做切斷、分配和改變介質(zhì)的流動方向。球閥是近年來被廣泛采用的一種新型閥門，它具有以下優(yōu)點(diǎn)：流體阻力小，其阻力系數(shù)與同長度的管段相等；結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕；緊密可靠，目前球閥的密封面材料廣泛使用塑料、密封性好，在真空系統(tǒng)中也已廣泛使用；操作方便，開閉迅速，從全開到全關(guān)只要旋轉(zhuǎn)90°，便于遠(yuǎn)距離的控制；維修方便，球閥結(jié)構(gòu)簡單，密封圈一般都是活動的，拆卸更換都比較方便；在全開或全閉時(shí)，球體和閥座的密封面與介質(zhì)隔離，介質(zhì)通過時(shí)，不會引起閥門密封面的侵蝕；適用范圍廣，通徑從小到幾毫米，大到幾米，從高真空至高壓力都可應(yīng)用。

球閥已廣泛應(yīng)用于石油、化工、發(fā)電、造紙、原子能、航空、火箭等各部門，以及人們的日常生活中。在天然氣輸送管道中的應(yīng)用尤為突出，主要應(yīng)用在長輸管道的干線和輸氣工藝站場的工藝管道流程中。

2 球閥的操作使用

球閥在操作前必須熟悉閥門設(shè)備的技術(shù)參數(shù)，懂得設(shè)備的原理、結(jié)構(gòu)等相關(guān)技術(shù)知識。在動閥門前，須確認(rèn)管路和閥已被清洗過。保證閥門的靈活好用，無跑、冒、滴、漏現(xiàn)象。在得到生產(chǎn)調(diào)度允許的情況下，進(jìn)行閥門開、關(guān)操作。

通常球閥采用順時(shí)針旋轉(zhuǎn)手輪為開啟閥門，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)手輪為關(guān)閉閥門（即順開逆關(guān)）。閥的操作按執(zhí)行機(jī)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(shí)，閥關(guān)斷。反向旋轉(zhuǎn)1/4圈(90°)時(shí)，閥開啟。當(dāng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)方向指示箭頭與管線平行時(shí)，閥門為開啟狀態(tài)。指示箭頭與管線垂直時(shí)，閥門為關(guān)閉狀態(tài)。

球閥開關(guān)操作時(shí)不得使用蠻力，硬開硬關(guān)，以免損壞閥門傳動機(jī)構(gòu)。球閥只能用做管路輸送介質(zhì)的截?cái)嘤?，不能作為?jié)流閥門使用。

3 球閥常見故障

閥門最容易泄露的問題，球閥的泄露問題有多種原因：閥體內(nèi)污物的存在是引起閥座泄漏的一個(gè)重要的原因。這些污物既可能是沙子、水垢、金屬剝落物、焊接殘?jiān)透g性產(chǎn)品，也可能是工具、焊接條、木棍或塑膠產(chǎn)品。油脂、密封脂或壓縮機(jī)油能使硬橡膠物質(zhì)，如聚合物失效并分解。其分解產(chǎn)物同其他污染物一樣，由于導(dǎo)致閥座密封面的分離，從而引起閥座泄漏。引起閥座泄漏的原因還有閥球與密封座接觸的密封面有刮痕。密封面的一個(gè)小刮傷最終都可能因長時(shí)間的沖刷導(dǎo)致大的泄漏。腐蝕將引起密封面的凹陷或破裂，并最終導(dǎo)致閥座泄漏。密封面有損傷可能是由于清管器前的雜質(zhì)造成的。

密封座的卡住。密封座應(yīng)有0.003英寸的橫向移動,如果密封座彈簧工作不正常,有可能造成閥門密封不良，即使注脂也無法密封。密封座O型圈泄漏，注脂可能密封。銹蝕(氧化物)，潤滑脂可減少氧化的幾率，清洗液可軟化硬化的物質(zhì)。閥門開關(guān)不到位，球閥由開到關(guān)繞閥體中心線旋轉(zhuǎn)90°。球閥在關(guān)閉件的通道暴露在管線前只有2°～3°。軌道球閥的閥頸導(dǎo)桿(stem guides)偏離也是導(dǎo)致閥門開關(guān)不到位的原因之一。

4 結(jié)論

判斷閥門好壞的參考：閥門所用的材料是否合乎規(guī)定(輸送介質(zhì),工作環(huán)境)；外觀是否平整(油漆,外殼,銘牌的辨認(rèn))；配件是否齊全(注脂口,排污口,排壓口,內(nèi)單向閥,絲堵,平壓旁通閥門,自動注脂機(jī))；配件安裝位置是否易于保養(yǎng)施工與調(diào)試；操作是否容易(與執(zhí)行器輸出扭力的匹配,手輪的大小與位置)；功能是否能達(dá)到長期正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

作為一名工程技術(shù)人員，必須了解和掌握工作中接觸的設(shè)備，懂原理、懂結(jié)構(gòu)、懂得設(shè)備的維修和操作，才能勝任自己崗位的工作。輸氣管道相關(guān)設(shè)備繁多，球閥在這些設(shè)備中屬于關(guān)鍵設(shè)備，要求管理人員必須熟練掌握相關(guān)技術(shù)，在工作中不斷地總結(jié)，提高技術(shù)水平，為我國的管道事業(yè)做出貢獻(xiàn)。

［1]麥克·陳.閥門工程師培訓(xùn)教材［M].北京：石油工業(yè)出版社，2006.

［2]房汝州.最新國內(nèi)外閥門標(biāo)準(zhǔn)大全［M].北京：石油工業(yè)出版社，2006.