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长输管道电动球阀的密封性研究及选型建议

[ 2019-08-13 ]

管道电动球阀作为管输系统中的主要组成部分, 是长输管道中使用最普遍、用量最大的装备, 同时也是泛起问题最多的装备。。。。。管道球阀在管输系统中主要起阻遏作用,要求具有较好的密封性,不可保存内漏,而阀门内漏等种种故障与阀门密封原理亲近相关,有须要对长输管道阀门密封原理开展研究,指导阀门的选型、装置、维护保养等事情。。。。。

1电动球阀整体结构

电动球阀凭证球体的牢靠方法可分为浮动式球阀和牢靠式球阀。。。。。浮动式球阀在大压差条件下开启时需要较大的事情扭矩,较少使用在大管径、高压的长输管道,而牢靠球阀在输油气管道中普遍应用。。。。。管道球阀球体通常为圆球结构,位置牢靠,球体上下转轴被划分牢靠在球体的轴承中,管道运送介质在球体上爆发的作用力会所有转达给轴承,阀座不会遭受过大压力,球阀球体也不会爆发横向位移,因此,固定式球阀操作力矩相对较小。。。。。由于清管需要, 管道球阀一样平常选用全通径球阀。。。。。

牢靠球阀一样平常会设置二重或三重密封。。。。。第一重为金属结构硬密封,避免流体中的杂质及颗粒�；；；；；嗣芊饷�,同时确保阀门在失火状态下的密封,知足防火要求。。。。。第二道密封又称作软密封,其密封质料主要有聚四氟乙烯、尼龙、氟橡胶等,少数阀门厂家会设计第三道密封以增强球阀密封性能。。。。。

2电动球阀的密封原理与类型

2.1 阀座密封原理

牢靠式球阀阀座分为双活塞效应阀座和自泄式(也称单活塞效应)阀座。。。。。双活塞效应阀座能对抗来自阀腔或管道侧的压力而包管双向密封,而自泄式阀座只能对抗管道侧压力实现单向密封,但当阀腔承压时可实现阀腔自动泄压功效,阻止阀体超压破碎的危害。。。。。

阀座的两种密封设计与其受力情形亲近相关,假设阀座受到的协力为FR,阀座弹簧力为 FF,流体对阀座的作用力为F△A,阀座管线侧与流体接触面积为Aa,阀座阀腔侧与流体接触面积为Ai,管线内流体压力为P,则无论阀腔是否带压,阀座的受力情形为:

(1) 双活塞效应阀座受力剖析。。。。。当阀腔不承压时,球阀腔内没有压力,由于此时Aa>Ai,流体对阀座的作用力为F△A指向阀腔侧,如图1所示,协力FR偏向指向阀腔侧,协力FR将迫使阀座密封圈向阀体靠近做挤压移动,只管这种位移很是细小,只有千分之几英寸,但足以使阀座密封圈和阀体之间形成有用的密封。。。。。凭证受力剖析,介质压力P越大,协力FR越大,阀门密封效果越好。。。。。

若是球阀阀腔承压,在这种情形下A'a>A'i,流体对阀座的作用力为F'△A也指向阀腔侧,如图2所示,协力F'R的偏向指向阀腔侧,迫使阀座密封圈挤压阀体形成密封。。。。。这时同样阀腔介质压力P越大,协力F'R也越大, 密封效果也越显着。。。。。通过上述剖析可知,双活塞效应的阀座无论阀腔是否带压,阀座总能和球体细密接触而实现密封。。。。。

自泄式阀座受力剖析。。。。。当球阀阀腔不承压时,自泄式阀座的密封原理同双活塞效应阀座的密封原理相同。。。。。当阀腔承压,阀腔内流体压力凌驾管线流体压力时,由于自泄式阀座结构差别于双活塞效应阀座,此时A"a<A"i,管线内流体对阀座的作用力F"△A指向管道侧,与弹簧对阀座作用力偏向相反,如图3所示,随着阀腔内流体压力P的增大,当流体对阀座的作用力 F"△A大于弹簧作用力F"F时,阀座受到的协力 F"R指向管道侧,迫使阀座密封圈与球体脱离并向管线侧举行移动形成逍遥,阀腔内的压力得到泄放。。。。。由此可知,自泄式阀座只具备管道侧指向阀腔侧的单向密封性能,但阀腔超压时能够实现自泄压功效。。。。。

2.2 管道电动球阀密封类型较量

气管道干线球阀通常选用双隔离与排放 (DIB)球阀,双隔长输油离与排放球阀又分为 1型( DIB-1)和2型( DIB-2)两种[5]。。。。。DIB-1 型球阀现在应用于输气管道工程较多[6],DIB-2 型球阀则在输油管道应用普遍。。。。。

DIB-1、DIB-2类型球阀结构上的区别在于两个阀座差别的组合型式。。。。。DIB-1型管线球阀的两个阀座均为双活塞效应的阀座,因此,阀门两个阀座均具备双向密封功效,无装置偏向要求,在恣意一侧阀座受损失效后,其另一侧阀座仍然可以包管球阀具备双向密封功效,但当截留在阀腔的介质为液体的情形下,需要在阀体设置清静泄放阀以包管阀体不会因介质膨胀导致超压。。。。。DIB-2型管线球阀一个阀座为自泄式阀座,另一个阀座为双活塞效应的阀座,为非对称结构,有装置偏向要求,阀腔压力可通过自泄阀座向管道侧自动释放,不需要在阀体设置清静泄放阀。。。。。当双活塞效应阀座受损失效后,其自泄式阀座只具备管道侧指向阀腔侧的单向密封功效,故DIB-2型管线球阀的密封性能要低于DIB-1型阀门。。。。。

3管道球阀选型建议

(1)输气管线分输站场中的DIB-1型球阀阀体作废清静泄放阀设置。。。。。阀体设置清静阀的目的是避免截留在阀门阀腔的气体膨胀超压, 但通过理论剖析,在输气管线分输站场中,温度的转变远缺乏以导致阀门阀腔膨胀超压,并且阀体上设置清静阀现实上是增添了一个潜在走漏点,同时清静阀需要按期年检,增添了管道运行单位的装备维护事情量。。。。。阀门阀体是否设置清静阀要通过理论盘算阀腔是否保存超压而确定,针对输气管线分输站场中的DIB-1型球阀而言,清静泄放阀起不到阀腔超压保�；；；；；す� 能,建议用户在手艺规格书中细化手艺条件, 作废清静阀设置。。。。。

(2)输油管道DIB-2型球阀应凭证阀门工艺位置及功效确定装置偏向。。。。。关于过滤器、流量计、调理阀两头截断球阀,靠近过滤器、流量计、调理阀一侧应为双活塞效应的阀座, 远离过滤器、流量计、调理阀的另一侧为自泄式阀座,其目的是包管过滤器洗濯、流量计检定、调理阀磨练时代,每个截断球阀具备两道密封功效,包管作业清静,若是装置偏向相反,截断球阀只能一道密封,留下装备隐患。。。。。

(3)关于终年稳固加热运送的输油管道, 建议思量使用DIB-1型阀门。。。。。输油管道通常选用 DIB-2型阀门是由于其通过自泄式阀座具备阀腔自泄压功效,但阀门密封性能比DIB-1型阀门较差。。。。。关于运行工况稳固的热油管道,因运送工艺的需要,管道内介质的温度转变不大,不存在阀腔超压的可能性,阀门选型上若选择DIB-1 型阀门,阀门较DIB-2型阀门增添了一道密封, 镌汰阀门内漏几率,纵然阀腔泛起超压情形, 也可通过在阀体设置清静泄压阀泄压,包管设备清静。。。。。

(4)建议阀门厂家在球阀阀体上标注阀门两头密封座的密封类型。。。。。由于阀门两头的密封型式不但涉及到输油、输气阀门选型上的差异,也涉及到输油管道阀门装置偏向简直定。。。。。为了给施工单位及运营单位提供便当,无论何种类型的阀门,建议阀门厂家在阀体标注球阀两头密封座的密封类型。。。。。