1.概述

　　 爲(wèi)使我國西部的(de)經濟得到較快(kuài)的發展，國家提(tí)出開發大💛西🔞部(bù)的重大決策。開(kāi)發新疆地區的(de)石油和💋天然💋氣(qì)資源，就是開發(fā)西部的重大舉(ju)措之一。要使西(xī)部的油、氣資源(yuan)得到🔴充分的🏃利(li)用，唯一的辦法(fǎ)是将油、氣通過(guo)管線輸🎯送到我(wo)國的東部地區(qu)。國家爲🎯此将建(jiàn)設“西氣東輸”管(guan)網工程，即鋪設(shè)主管線，西起塔(ta)裏木的輪南氣(qì)田，東到上海地(dì)區，全線長約4200公(gōng)裏。管線輸送已(yǐ)成爲🏃‍♀️當代物料(liào)運輸的❌主要方(fāng)式之一，利用長(zhang)距離管線輸送(song)油、氣等資源已(yǐ)成😍爲當今世🍓界(jie)能源輸送的最(zuì)主要的手段。世(shi)界上主要油、氣(qi)生産國和消費(fei)國都大量使用(yòng)長輸管線來解(jiě)決油、氣資源的(de)運輸👌問題，其中(zhōng)，天然🐉氣的輸送(sòng)95%以上采用管🔆線(xian)方式。據統計，目(mu)前，世界上已有(yǒu)的油、氣長距離(lí)輸送管線總長(zhǎng)度超過260萬公裏(li)，其中，天然氣輸(shū)送管線總長度(dù)約140萬公裏，占管(guan)線總長度的二(er)分之一以上。從(cong)國外的建設和(hé)運輸的經驗來(lai)看，在相同輸送(song)量的情況下，建(jiàn)一條大口徑的(de)管線比建幾條(tiao)小口徑🐅的管線(xian)更爲經濟；而且(qiě)采🛀用在一定範(fan)圍内提高介質(zhì)的輸送壓力，同(tong)樣能夠增加效(xiào)益💚。所以，西氣東(dōng)輸♉采取的管徑(jìng)爲：公稱直徑DN=1000mm，公(gōng)🍉稱壓力PN=10.0MPa。這樣的(de)參數在我國以(yǐ)前的輸氣管網(wang)中是從來沒有(you)的。

　　我國西氣東(dōng)輸管線距離長(zhang)，管線經過沙漠(mò)、雨林、沼澤、山地(dì)♊、河流（長江、黃河(he)）、平原，所經地區(qu)氣候惡劣，環境(jing)溫度變化範🤞圍(wéi)爲☂️－30oC——＋80oC，環境條件差(cha)。因此。對長輸管(guǎn)線閥門的要求(qiú)比通用閥門的(de)要🔅求要高得多(duo)，要求長輸管線(xiàn)閥⛱️門具有更高(gao)的可靠性、更高(gāo)的密封性、更高(gao)的強度，以确保(bǎo)長輸管線安全(quan)可靠運行。

2.管線(xiàn)球閥 的發展

　　 長(zhǎng)輸管線的發展(zhan)，經過幾十年的(de)時間，在我國以(yi)初具規🐇模，特别(bié)是管線球閥 的(de)發展，目前在國(guo)内管線上應用(yòng)的國産管線球(qiu)閥 ，參數已達到(dào)了PN6.4MPa，DN1000mm，但與西氣東(dōng)輸工程中要求(qiú)的參數✔️，還🥰有一(yi)段距離，另外，管(guǎn)線球閥 的緊急(ji)切斷裝置，國内(nei)還不能生産。另(ling)外，全焊接的球(qiú)閥 ，國内還沒有(you)産品應用的曆(li)史。

3.管線球閥 的(de)相關标準

API 6D 管線(xiàn)閥門
API 6FA 閥門的耐(nài)火試驗
API 607 軟密封(feng)和90o轉向閥門的(de)耐火試驗
API 598　閥門(men)的檢驗和試驗(yàn)
ANSI B 16.34 法蘭、螺紋和焊(hàn)接端閥門
J B/T 7745　管線(xiàn)球閥

4.管線球閥(fa) 的特點及要求(qiú)

　　 在長輸管線中(zhōng)，要求線路截斷(duàn)閥——管線球閥 能(néng)夠控制管道中(zhōng)的介質，具有開(kai)關作用，改變介(jie)質👈流向和防止(zhǐ)倒流，發送或通(tong)過管道清洗球(qiú)，防止事🌂故發🐪生(sheng)，自動、緊急切斷(duàn)，封閉或打開管(guǎn)線等。

４.1密封性能(néng)可靠

　　 長輸管線(xiàn)隻能定期巡查(chá)或巡邏，而且有(you)時需要通過人(ren)迹罕至的高山(shan)、沙漠、草原及地(dì)震等地區。微小(xiǎo)的漏失就會造(zao)成大量介質的(de)漏失，浪費能量(liàng)，尤其♍是西氣東(dong)輸工🧑🏾‍🤝‍🧑🏼程中，對天(tian)然氣管道中的(de)密封性更爲重(zhong)要，另外，還要求(qiu)⛷️具有緊急💃注脂(zhī)的密封性能。

4.2使(shǐ)用壽命要求長(zhǎng)

　　管線一旦投入(rù)運行，幾年内甚(shen)至幾十年内不(bú)允許停🏃‍♂️止運行(háng)，運行的時間越(yuè)長越好，天然氣(qì)面對的是大用(yòng)戶，是🏃大工廠、企(qi)業的原料或能(néng)源，不允許有片(piàn)刻的閘斷，所以(yi)，要求主要關鍵(jiàn)件如閥座等有(you)很長的壽命。

4.3管(guǎn)線閥門的高強(qiang)度、抗外力的安(an)全性

　　西氣東輸(shū)工程中，管線球(qiu)閥 的壓力高達(dá)10.0MPa。口徑達到1000mm。且管(guan)線的站距較長(zhang)，長度達到20公㊙️裏(lǐ)左👈右，在使用中(zhong)，受溫度的熱脹(zhàng)冷縮、設備振動(dòng)、地震災害、地基(jī)變動等複雜的(de)外力，閥門在管(guǎn)道中經常受到(dào)拉伸、彎曲壓縮(suo)等綜合應力，要(yao)确保閥門的正(zheng)常使用，必須具(jù)備足夠♊的強度(dù)。

4.4管線球閥 應耐(nài)腐蝕

　　因天然氣(qi)中含有硫化氫(qīng)，它還能與鐵反(fǎn)應生成硫化鐵(tie)，腐蝕閥門，穿蝕(shí)機械，故管線球(qiú)閥 應選用耐腐(fu)蝕的材料。

4.5自動(dong)化程度高

　　 管線(xian)球閥 的控制都(dōu)是在中央控制(zhì)室，距離較遠，應(ying)能實施遠距離(li)控制或遙控，且(qie)在事故狀态下(xià)能緊急關斷。關(guān)斷時🥰間要👈求達(dá)✉️到15秒左右，在管(guǎn)線正常運行時(shí)，可能幾年内📐都(dōu)不會動作，一旦(dàn)動作，必須準㊙️确(què)、可靠。

4.6管線閥門(mén)要求重量輕、結(jie)構緊湊、全通徑(jìng)

　　 爲了保證閥門(men)能在複雜的現(xian)場安裝、埋地要(yào)求、檢✨修方便，因(yīn)此要求閥門重(zhong)量輕，結構緊湊(cou)，并且是全通徑(jing)，便于在管線正(zheng)常運行時，能夠(gòu)清管。

5.設計研究(jiū)

管線球閥 的主(zhǔ)要技術參數：
公(gong)稱壓力PN=10.0MPa
公稱通(tōng)經DN=1000mm
實際通經D=1016mm
環(huán)境極限溫度-36oC——+80oC
介(jiè)質：天然氣（含有(you)硫化氫和二氧(yǎng)化碳）
啓閉時間(jian)：關閉<15秒、開啓＝600秒(miǎo)
根據使用和标(biāo)準的要求，以及(jí)長輸管線球閥(fá) 的要求，結合管(guan)線球閥 的技術(shu)參數，我們作了(le)如下的設計研(yan)究：

5.1全焊接式管(guan)線球閥

爲了杜(dù)絕閥門的外漏(lòu)、提高閥門的抗(kàng)變形能力、減💚輕(qing)重量，需采用全(quán)鍛焊式結構，典(dian)型結構見圖１（暫(zàn)無，歡迎提供）

全(quan)鍛焊式結構，采(cai)用鍛造的閥體(tǐ)，在裝配後焊接(jiē)而❓成，改變🏃🏻‍♂️了過(guo)去的鑄造、螺栓(shuān)連接結構，不會(hui)有閥體部分的(de)外🏃‍♂️漏；相對于鑄(zhu)件來看，鍛件的(de)壁厚可以減薄(báo)，且強度高，省🈲去(qù)了中法蘭和幾(jǐ)十對螺栓的連(lián)接，重量大大減(jian)輕，據測📐試，将減(jiǎn)輕四分之一的(de)重量。

5.2密封結構(gou)

　　 密封結構是球(qiú)閥 密封性能的(de)關鍵設計，提供(gong)一個好的密封(fēng)結構，直♌接影響(xiang)球閥 的使用壽(shòu)命，根據研究，我(wo)們提供了下列(lie)幾種符合實際(jì)要求的結構：

5.3 防(fáng)靜電、防火結構(gòu)

　　标準中要求該(gai)球閥 必須具有(you)防靜電、防火結(jie)構，閥門在球體(ti)、閥杆和閥體之(zhī)間設置🌈靜電結(jie)構，在密封圈設(she)置防火結構，當(dāng)發生火災時，金(jin)屬密封圈仍能(néng)達到密封，結構(gou)如圖🐇１所示（暫❤️無(wu)，歡迎提供）：

5.4 緊急(ji)切斷裝置

　　 當管(guǎn)道發生事故時(shí)，要求該事故管(guan)道兩端的球閥(fa) 實行緊急切斷(duan)，一般要求在15秒(miǎo)之内關閉兩端(duan)閥門，或🈲者☂️在更(geng)短的時間，現在(zài)，各閥門制造廠(chǎng)大部分選用國(guo)外的氣液聯動(dòng)的緊急切斷裝(zhuang)置，該裝置直接(jiē)利用管道輸送(sòng)的介質🧑🏽‍🤝‍🧑🏻，利用介(jiè)質的壓力，由感(gǎn)應裝置或由主(zhu)🌍控室的指令，感(gǎn)應事故信号，直(zhi)接控制閥♋門，達(da)到緊急切斷閥(fá)門的☁️目的。

5.5固定(ding)球結構

　　 爲減少(shǎo)介質壓力對球(qiú)體及閥杆造成(cheng)的彎曲應力，将(jiang)閥杆與球體的(de)連接設計成分(fèn)段結構，避免介(jiè)質壓力直接作(zuo)用在閥杆上✉️，造(zào)成閥門開關的(de)難度，另外，加大(da)球體的🙇‍♀️支撐截(jie)💛面積，提高球體(tǐ)🚩的剛性。結構👣設(shè)計見圖４（暫無，歡(huān)迎提供）：

　　 綜上所(suǒ)述，采取上述幾(jǐ)種方案的特點(dian)，能夠符合标準(zhǔn)對閥門的要求(qiú)，同時，也能符合(he)工程的需要。