天燃气管道阀门的选用

中国阀门仪表

在天燃气管道系统中，天燃气管道阀门是控制元件，其主要功能为调节流量、隔离设备和管道系统、防止回流、排泄压力等。在管道系统中，选择合适的天燃气管道阀门很重要。因此，了解天燃气管道阀门的特性及缺陷是选择应用阀门的关键。到目前为止，我国已能生产各种各类的阀门：闸测、截止阀、球阀、止回阀、调节阀、平衡阀、节流阀、旋塞阀、电动阀、安全阀、减压阀、蒸汽疏水阀等4000多个不同规格型号的产品。

　　1天燃气管道阀门的选用
　　1.1公称压力
　　公称压力是指阀门名义压力，它是阀门在基准温度下允许的最大工作压力。公称压力表示阀门承压能力的大小，是阀门最主要的性能参数。
　　1.2选择阀门的步骤
　　(l)明确阀门的用途，确定阀门的工作条件：适用介质，工作压力、工作温度等。
　　(2)确定与阀门连接管道的公称通径和连接方式，如法兰、螺纹等。
　　(3)根据管道输送的介质、工作压力、工作温度确定所选阀门的壳体和内件的材料，选择阀门的种类。
　　(4)确定所选用阀门的几何参数：结构长度、法兰连接形式及尺寸、开肩和关闭后阀门高度方向的尺寸、连接的螺栓孔尺寸和数量、整个阀门外形尺寸等。
　　(5)利用现有的资料，如阀门产品目录、阀门产品样本等选择适当的阀门。
　　1.3根据使用功能选择阀门
　　1.3.1关闭严密性的阀门
　　闸阀虽然在流体通过时方向不变，阻力小，但是其关闭性不严，而且不能用在启闭频繁的管路上。截止阀结构简单，严密性较高，维修方便，多用于蒸汽管道中。所以关闭要求严密的阀门应首选截止阀。
　　1.3.2控制流量用的阀门
　　通常选择易于调节流量的阀门作为控制流量用。向下闭合式阀门(如截止阀)适于这一用途。旋转式阀门(旋塞阀、蝶阀、球阀)和挠曲阀体式阀门(夹紧阀、隔膜阀)也可用于流量调节控制，但通常只能在有限的阀门口径范围内适用。闸阀是以圆盘形闸板对圆形阀座口做横切运动，它只有在接近关闭位置时，才能较好地控制流量，故通常不用于流量控制。
　　1.3.3换向分流用的阀门
　　根据换向分流的需要，这种阀门可有三个或更多的通道。旋塞阀和球阀较适用于这一目的，因此，大部分用于换向分流的阀门都选取这类阀门中的一种。但是在有些情况下，其他类型的阀门，只要把两个或更多个阀门适当地相互连接起来，也可作换向分流用。
　　1.3.4带有悬浮颗粒的介质用阀门
　　当介质中带有悬浮颗粒时，最适于采用其关闭件沿密封面的滑动带有擦拭作用的阀门。如果关闭件对阀座的来回运动是竖直的，那么就可能夹持颗粒，因此这种阀门除非密封面材料可以允许嵌入颗粒，否则只适用于基本清洁的介质。球阀和旋塞阀在启闭过程中对密封面均有擦拭作用，故适宜用在带有悬浮颗粒的介质中。
　　1.4阀门的两个参数
　　在阀门运用中应该注意的两个参数：流量系数和气蚀系数，这需要做实验才能取得结果。阀门的流量系数是衡量阀门流通能力的指标，流量系数值越大，说明流体流过阀门时的压力损失越小。
　　2采购天燃气管道阀门时应该注意的问题
　　2.1要了解阀门的生产销售情况
　　根据阀门的规格、类别、工作压力采购阀门有一定的缺陷，因为阀门生产厂家在产品的生产销售竞争过程中，依据阀门的统一设计理论，进行不同的创新变化，形成了自己的企业标准，突…了自己的产品个性。因此，在阀门采购时必须根据现场的实际情况，详细地提出技术要求，与生产厂家沟通交底，取得共识。
　　2.2阀门的产品说明书应该说明的问题
　　阀门的型号应注明依据的国标编号要求，若是企业标准，应注明型号的相关说明。阀门的出厂说明书应该说明：阀门规格、型号、工作压力，制造标准，阀体材质，阀杆材质，密封材质，阀轴填料材质，阀杆轴套材质，内外防腐材质，操作启动方向，转数，工况下启闭力矩，制造厂厂名，出厂日期，出厂编号，重量，连接法兰盘的孔径、孔数、中心孔距，以图示方式标明整体长、宽、高的控制尺寸，阀门流阻系数，有效启闭次数，阀门出厂检测的相关数据及安装、维护的注意事项等。
　　2.3天燃气管道阀门的出厂压力要求
　　阀门可承受的工压应大于管道实际的工压;阀门关闭状况下的任何一侧应能承受1.1倍阀门工压值而不渗漏;阀门开启状况下，阀体应能承受2倍阀门工压的要求。阀门制造标准应说明依据的国标编号，若是企业标准，采购合同上应附企业文件。
　　3天燃气管道阀门的检验
　　阀门在出厂前应进行以下检测：阀门在开肩状况下，阀体应承受阀门工压值2倍的内压检测;阀门在关闭状况下，两侧分别承受1.1倍阀门压值，无渗漏;金属密封的蝶阀，渗漏值不大于相关要求。
　　4天燃气管道阀门缺陷分析
　　4.1阀门铸造时工艺性缺陷
　　(1)孔眼类缺陷，如气孔、缩孔、疏松、渣孔、砂眼和铁豆等。它们可能在使用中扩展成隐患。气孔多数分布于铸铁表面或近表面，呈球状或梨状;渣孔形状不规则，表面粗糙，呈各种不同颜色;缩孔和疏松呈倒锥形，气孔表面粗糙，多分布在铸造体轴心部位，砂眼和铁豆则多散布在铸铁表面。孔眼类缺陷是由于砂模不规则或有大量渣质混铸所造成的缺陷。
　　(2)裂纹类缺陷，有热裂纹和冷裂纹。热裂纹是在高温下形成的，冷裂纹是在冷却低温下形成的。因此，前者裂口表面呈氧化色，裂纹形状曲折而不规则;后者裂纹呈轻微氧化色，裂纹较直，没有分叉。它们产生的原因可能是铸造化学成分偏析或金相组织达不到CB7216-87标准所规定的最低要求，局部过硬，易在运行压力不高时就出现阀门破裂事故。因此这种情况应引起格外重视。
　　(3)结构形状尺寸缺陷，是指阀体铸件是否存在多肉、浇不足、落砂、变形及损伤缺陷。
　　上述各类缺陷的存在使阀体实际强度远远低于理论汁算值，尤其是裂纹类铸造缺陷是阀体在承压不高时即发生断裂爆破的重要原因。
　　4.2遇到蒸汽时容易产生的缺陷
　　阀门多为HT200材质，为典型的脆性材质。在遇到蒸汽介质时，阀门承受着与锅炉受压元件同等的内压，而锅炉受压元件多为低碳钢或低合金钢材质，为韧性材质，在承受同等蒸汽内压时，蒸汽阀门断裂爆破的可能性较高。
　　4.3安装使用不当造成的缺陷
　　如在安装蒸汽管路时，忽略了管道热胀冷缩的问题，比如同定支架的位置不对，易使管道受热后不能自由膨胀，在管道上产生应力，该应力有可能超过阀体材质的许用应力，造成阀体肩裂。对阀体的材料来说，其断裂属于脆性断裂，裂纹的肩裂与迅速失稳扩展几乎是同时发生的，所以阀体表面一旦产生宏观裂纹，将很容易使阀门破裂。
　　4.4水击所造成的破坏性缺陷
　　水击又称水锤，有水的重力产生的水锤，有蒸汽运行产生的水锤。水的重力产生的水锤多发生在突然停泵时。蒸汽运行产生的水锤是蒸汽运行时，冷凝水突然产生的冲击力使蒸汽管道内发出音响和振动的一种现象。当输出的蒸汽与管道内的积水相遇时，部分热量被水迅速吸收，使少量蒸汽立即冷凝成水，体积突然缩小，造成局部真空，从而引起周围蒸汽介质的高速冲击，并导致管道内击水压强值的急剧升高或降低，而这种增压和减压过程又是迅速频繁变化的。
　　水击发生时产生的增压值，可达管道中正常压强值的几十倍，并且其增压与减压的交替变化频率很高，危害很大。
　　5预防阀门产生破坏的具体措施
　　5.1对生产厂家的要求
　　JB2638-81《锅炉承压灰铸铁件技术条件》第25条明文规定：铸件不允许有裂纹及穿透性气孔。承压部位不允许有缩孔、疏松、砂眼、浇不足等其他缺陷。这就要求阀门生产厂家要严格按照丁艺进行操作，杜绝各类超标缺陷，特别是裂纹类缺陷。
　　5.2对安装单位施工时的要求
　　在施工中严禁强力组装阀门，应确保阀门相连的管道在水平及垂直方向上都能自由伸缩膨胀。
　　5.3对使用单位在运行时的要求
　　在每年的管道系统例行检查中，应对主要承压阀门≥150mm的阀门做一次工作压力水压试验，使用期达6年的阀门应做一次1.5倍工作压力水压试验。同时，应定期对阀门抽样做硬度测定。测定硬度既可无损伤地测得阀门的机械性能，也可检查材质在使用过程中是否存在老化现象。硬度测定应在有针对性的部位取点，即怀疑的阀体外形突变处及受力状况最差的部位等。测量时应取每点多次测量的平均值。需要指出的是，同一种牌号的铸件不同厚度处硬度值是不同的，只要铸件硬度在允许范围值内，则说明其主要机械性能基本合格。