工艺设备及阀门.

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1、输 气 工 艺 设 备 第1章 工艺阀门 1.2 常用类型阀门介绍 1.2.1 球阀 (1) 主要用途 球阀主要被用来作为管输系统中的隔断阀 ，既可用作站内设备的隔离阀，这是因为它们 能够形成可以用通过双截断泄放达到绝对密 封；又可用作管道线路的隔断阀，这是因为球 阀中的孔口能够和管径一样大。全通径球阀（ 指洞的直径和管道的直径相等）主要被用在清 管系统中，管内检测器可通过全通径球阀进行 管道内检测，此时管道中的压力损失相对于其 它阀门来说是最小的。 (2)球阀外观特征 n球阀阀体或者是圆柱形的，或者是球形的。 (3)球阀工作原理 n球阀的关闭件是球形的，而且球 内的洞也是圆形的，当球体中的

2、洞和管道平行时，阀门打开，天 然气从中流过。当球体旋转至洞 和管道垂直时，阀门关闭，天然 气不能流过。通常顺时针旋转球 阀为关，此时球体旋转90度，球 阀从全开位置转为全关位置。 两片式球阀 FLOATING BALL 顶装式球阀 全焊接式 三片式 BALL VALVES BODY CONSTRUCTION 浮动球 (4)球阀构件 一般球阀有两 个阀座，球体两边 各一个。使用球杆 旋转球体从而达到 球阀在开关之间的 转换。耳轴通常被 用来保持球阀内球 体位于阀体中央。 没有耳轴结构的球 阀就是通常所说的 浮动球球阀。 (5)球阀结构的几种设计 全焊接阀体：埋地管线和大陆架管线最 常使用的是全焊

3、接球阀。球形是全焊接球 阀典型的外形，球体和端盖之间没有任何 螺栓、螺母作为连接。 (5)球阀结构的几种设计 两段式螺栓连接阀体：小球径球阀尤其 是球径小于24英寸的球阀最普遍的类型就 是两段式螺栓连接阀体。注意：球体和端 盖之间是以球体左边的螺栓、螺母作为连 接的。 (5)球阀结构的几种设计 n 三段式螺栓连接阀体：三段式螺栓连 接阀体设计常用于制造业。注意阀体两边 的螺栓和螺母保护着末端封闭部分。 (5)球阀结构的几种设计 顶装式阀体：顶装式阀体是一种较新的 球阀类型，特点是其中一半球体有可拆卸 的阀盖。管线泄压后不需要拆卸阀门，只 需要拆卸阀盖即可。这种设计方便了球阀 或阀座的替换。 (

4、5)球阀结构的几种设计 n轨道式球阀（ Orbit） n顶装式 n单阀座强制密 封 n提升阀杆 n自清洗功能 n零泄漏 （6）球阀接头： 球阀有多种外部接头，主要包括： n球阀两边各有一个阀座密封接头 n沿阀杆的阀杆密封接头 n阀体泄压口或排污口，通常在阀体底部 n阀体丝堵，通常在阀体顶部 球阀可能设计有内部止回阀，该阀并不完全可靠 。 n危险：阀门在带压情况下禁止拆卸阀门配件！ 如果此时从阀体上拆卸某项配件，管线压力将 打飞该配件并象子弹一样飞出。 丝堵 阀杆密封 脂接口 阀座密封 脂接口 阀腔排 空口 （7）不同通径的球阀：球阀 一般具有较小尺寸的通径 或缩径（尺寸小于管线通 径）以节约成

5、本。仔细阅 读阀体标识牌以识别球阀 简化端的类型。如果阀门 通径小于球阀末端连接尺 寸，那该球阀就具有缩径 。 例如，10“ x 8“ x 10“ 表示球阀末端连接尺寸是 10“，球体的镗孔直径是8“ 。 埋地球阀 球阀的密封座是可以横向移动， 依靠弹弹簧使密封圈与球体紧密密封。即使在阀体内压力 较低甚至没有压力的情况下，依然能依靠弹簧使密封圈与 球体紧密密封。 有些球阀使用的O形圈密封结构而不是弹簧密封结构 碟式弹簧结构 如图为弹簧螺旋圈弹簧结构，即在 阀座密封圈或波浪式弹性槽四周， 每隔一段距离设置一个弹簧 球阀的注脂系统 阀座密封圈前后的表面特殊形状设计 使得管线压力得以均匀的分布在密封

6、 圈上. 阀腔与管线的压差越大,密封效果越好 . 阀体的外部安装有注脂接头。即 每个密封圈至少配备一个密封接 头。 如图所示：较大的球阀，每个阀 座可能配备两具密封接头。一些 大尺径的球阀生产制造商甚至为 每个阀座配备四个密封接头 1.2.2 闸阀 (1) 主要用途： n闸阀用于将管道、压缩机及流量计站分隔 成不同部分，以便于保养或操作。 n闸阀的放置随着隔离的管线段的不同而不 同，与管道的地理位置有关。 n平板闸阀常用于输气干线中，把管线系统 分成若干单元。 (2)闸阀外观特征： n闸阀一般具有加长 的阀体和长阀杆装 置的特征。闸阀阀 体可以是扁平的， 也可以是圆的。 (3)闸阀工作原理：

7、n闸阀是通过闸板的垂直下行来关闭阀门。闸阀有两种类 型：平板闸阀指它的关闭件是一块平板，上面有孔或者 导管（这类阀有时也称为“直通导管”闸阀）。充当 闸板的平板随阀杆上下移动。当闸板完全堵住阀上开口 时，阀门被关断。当闸板上的开口和管线在一条直线上 时，阀门完全打开，流体可以无阻碍流经阀门；楔形闸 阀有一个楔形的关闭件。当楔形关闭件上升后，流体可 以通过阀门。当楔形闸阀处于关闭位置时，楔形关闭件 阻止管线中的流动。 n管线压力使闸板向下游阀座靠紧，即压力最低的一侧。 尺寸较大的闸阀需要成百次的旋转手轮来开关闸阀。闸 阀可以是人工的、本地的或远程控制，这要根据其位置 和工作的需要来确定。这类阀门

8、设计简单、维护方便。 (4) 闸阀可以通过法兰连接或直 接焊到管线上。 (5)明杆闸阀： n许多闸阀都有一个升杆设计。升杆的其中 一部分为螺纹设计，通过涡轮机械装置的 转动来升高或降低阀杆，阀杆与闸板相连 接。 （6）暗杆闸阀：在暗杆闸阀的设计中，通 过阀杆螺纹旋进金属闸板来控制闸板的移 动。美国石油学会（API）规定使用在井 口、尺寸较小、耐压较高的阀门通常也具 有相同的特征。 （7）闸板移动： n明杆闸阀通常出现的问题是易于发生阀杆泄漏 ，这是由于阀杆通过阀杆填函料时要经过的长 距离移动。当阀杆上升时，其中一部分暴露并 引起腐蚀和氢蚀。当阀杆下降时，它损害了填 函料并侵蚀了密封面。 （8）

9、闸阀的检查：闸阀主要由手轮、阀杆、阀盖 、阀体组成。检查闸阀时，要检查阀杆暴露的 金属面的腐蚀情况并采取有效的防腐措施。检 查并寻找阀杆是否有泄漏的迹象。 平板闸阀或直通闸阀，其结构是 流体由平钢板的预留孔通过。将 平钢板的预留孔移动至管线通径 ，则该阀就被打开了 平板闸阀 楔形闸阀结构 现在展示的是楔形闸阀，该阀适用于小管经 、较低的压力管线中。 楔形阀板是实心的，在降低实心楔形闸板进 入楔形阀座的过程中，流量得到了控制。阀 座泄漏通常是由于阀板未完全楔入阀座造成 的，而阀座底部堆积的污物是造成阀板未完 全楔入的原因 双片伸缩式闸阀结构是美标（ API）井口闸阀系列中最通用的 结构。顺时针旋

10、转手轮使阀板与 阀座更紧密楔合，则阀门可获得 更加良好的密封性。闸板与阀座 底部楔合后，继续旋转手轮，使 得两片闸板发生微量扩展并与阀 座面紧密楔合，有利于闸阀的密 封性 双片伸缩式闸阀 1.2.3 旋塞阀 (1) 主要用途：旋塞阀通常用于管输系统中的管 线吹扫和旁通阀、放空阀。旋塞阀用于隔离或 转移进入站内设备的流体流动时，要求旋塞阀 密封性非常好。 （2）外观特征：旋塞阀具有楔形设计和紧凑的阀 体尺寸的外观特征。 （3）旋塞阀工作原理： n通常顺时针旋转旋塞阀是关闭阀门。旋转到直 角转弯或90度，旋塞阀从全开位置旋转到全关 位置。 （4）密封系统： n旋塞和阀体金属金属密封接触面比球阀和闸

11、阀中使用 的软弹性体密封面更耐磨损并提供更长时间的密封效能 。这是因为金属密封面具有更高的强度（恢复力）。密 封接触面要求用润滑油来润滑以减小扭矩和加强密封。 旋塞阀通常为缩径。这意味着在通道打开流体开始流动 之前，关闭的旋塞至少要转动1520度。保养良好的旋 塞阀可以提供多年，在某些情况下甚至是几十年的良好 密封。通过将金属旋塞楔进阀体内相应的金属阀座内， 可以获得紧密的密封。 n特殊的座密封：所有的旋塞阀都配备有Button-head接 头或密封棒螺杆，这些密封系统都需要进行日常维护。 为保持最好的密封效果，每次动作阀门都需要补充润滑 脂。但不是每次实际操作中都可能实现这种效果，因此 ，要

12、使用高品质的合成润滑脂，如Sealweld Total- Lube # 911。 （5）旋塞阀结构的几种设计 顶装式： n这是一种典型的顶装式旋塞阀结构，这些阀门 一般都用于低压环境。 锥形旋塞阀塞设计原理： n锥形旋塞阀的润滑系统：包含一个螺栓或一个 密封脂注入接头。阀杆密封系统：包含一个填 料加注器和一个可替换的阀杆填料。旋塞调节 螺栓可以拉紧或放松旋塞和阀体间的间隙。 柱形旋塞阀：现在展示的是一种平行润滑塞的 结构。 顶装式： 锥形旋塞阀 柱形旋塞阀 1.3 密封 1.3.1 阀杆密封： n操作阀门时，扳手、手柄、齿轮装置 或动力设备是与阀杆相连接的。阀杆 与阀体关闭件相连接，即阀体内的

13、球 体、闸板或旋塞相连接。随着阀杆的 旋转，与之相连的球体或旋塞随之旋 转。随着阀杆的上升，与之相连的闸 板随之上升。阀杆密封是阀门密封中 最重要的密封之一，必须由阀门保养 技师定期检查和保养。 1.3.2 阀门密封 n大部分的天然气在配送前进行脱水处理，脱除了天然气 中的水蒸气和气态水。在干气环境下缺少润滑甚至会使 软密封硬化。在高压输送时，即使是一个小的泄漏也会 逐渐侵蚀整个密封面并形成更大的泄漏通道。密封失效 的最终结果将导致阀座泄漏。 (1) 阀门密封原理 n阀门一般由两部分组成：阀体和关闭件（分为球体、闸 板或旋塞）。阀体是静止件，球体、闸板或旋塞是活动 的关闭件。 n阀体内的关闭件

14、（球体、闸板或旋塞）是调节管线流量 的配件。关闭件（球体和旋塞）绕阀体中心线作90度旋 转来达到开启、关闭阀门。闸阀的关闭件（闸板）沿通 路中心线的垂直方向移动来达到开启、关闭阀门。 (2) 阀门内密封方式 精密加工的金属金属接触面 诸如型圈和橡胶等的嵌入式软密封， 其材料为尼龙聚四氟乙烯（PTFE）或复合 材料 复合材料的附加密封 阀门内密封面易受到的磨损和腐蚀 （3） 球阀的密封 n球阀是球体绕阀体中心线作90度旋 转来达到开启、关闭的一种阀门。 球阀的密封是通过对球体与固定的 阀座密封圈两金属面的密封来实现 的。 n由于完美球形的球体加工是非常困 难的，因此将软密封圈与阀座密封 圈结合使

15、用以达到对气体介质的密 封，甚至可适用于高压工作环境。 注脂过程 阀门结构（球阀） 带压力自动泄放功能的球阀 双截断泄放（DBB）球阀 双活塞效应（DPE） （4） 闸阀的密封 n闸阀的密封也是通过对两金属面（固定的 阀座密封圈和活动的闸板）的密封来实现 的。 n然而闸阀是闸板沿通路中心线的垂直方向 移动来达到开启、关闭的一种阀门，并不 象球阀或旋塞阀是关闭件绕阀体中心线作 旋转来达到阀门的开启、关闭。 n不同类型的闸阀是有很大区别的，必须熟 识这些差异才能保证有效、安全的进行阀 门维护、保养及操作的工作。 Daniel Industries (formerly M n阀门内的缝隙有粘贴带；

16、n外观检测无明显损伤，阀体表面符合 技术规格书要求。 阀门投产前维护保养 2、吊装监督 n使用作了记号的吊环； n用链条吊装时，对外涂层采取保护措施； n当阀门带支架和传动机构时，将吊绳固定 在阀门吊环上，而不是传动机构上； n吊绳和吊装链条不能碰到伸到高处的管子 或将管子作为支撑。 阀门投产前维护保养 3、阀门安装焊接时的养护作业 （1） 阀门安装焊接前的作业 n确认阀门处于“开”的位置； n根据不同品牌和规格的阀门需要，注入滑润脂，保护好 阀体及密封管路； n擦拭阀球内部涂抹的保护油脂，以滑润脂涂抹于密封圈 与球体之间； n加固阀门端口； n对所有螺纹进行防锈处理； n确认所有阀杆、注脂口接头没有任何涂料; n安装埋地球阀时，确认球阀与地面上传动机构之间的操 纵轴带外套; n检查埋地球阀向上延伸的密封管，在地面的操纵面上固 定住并作好标识。 阀门投产前维护保养 （2） 阀门焊接时的保护作业 n确认阀门预热及焊接时在全“开”位置； n阀门必须支撑在自己的底座上并在轴向可自由 滑动； n焊接时，球阀内部密封件的温度