1.概述(shù)

　　 爲使我國西部的(de)經濟得到較快的(de)發展，國家提出💃🏻開(kāi)發大西部的重大(da)決策。開發新疆地(dì)區的石油和天然(ran)氣資源，就♋是開發(fā)西👌部的重大舉措(cuò)之一。要使西部的(de)油、氣資💜源得到充(chong)分的❤️利用，唯一的(de)辦法是将油、氣通(tong)💯過管線輸🈲送到我(wǒ)國的東部地💋區。國(guo)家爲此将建設“西(xi)氣東輸”管網工程(chéng)，即鋪設主管線，西(xi)起✉️塔裏木的輪南(nán)氣田，東到上海地(dì)區，全線長約4200公裏(lǐ)🈲。管線輸送已成爲(wei)🍉當代物料運輸的(de)主要方式之一，利(li)用長距離管線輸(shu)送油、氣等資源已(yi)成爲當今世界能(neng)源輸送的最主要(yào)的手段。世界上主(zhǔ)要油、氣生産國和(hé)消費國都大量使(shǐ)🏃用長輸管線來解(jie)決油、氣資源的運(yùn)輸♉問題，其中，天然(ran)氣的輸送95%以上采(cǎi)用管👉線方式。據統(tǒng)計，目前，世界❤️上已(yi)有的油、氣長距離(lí)輸送管線總☎️長度(dù)超過260萬公裏，其中(zhōng)，天然氣輸送管線(xiàn)總長度約140萬公裏(li)，占管線總長度的(de)二分之一以上❄️。從(cong)國外的建設和運(yùn)🚶‍♀️輸的經驗來看，在(zài)相同輸送量的情(qing)況下，建一條大口(kǒu)徑☂️的管線比建幾(ji)條小口徑🐇的管線(xiàn)更爲經濟；而且采(cǎi)用在一定範圍内(nei)提高介質的輸送(sòng)壓力，同樣✉️能夠增(zeng)加效益🙇🏻。所以，西氣(qi)東輸采取的管徑(jìng)爲：公稱直徑DN=1000mm，公稱(cheng)壓力PN=10.0MPa。這樣的參數(shù)在我國以前的輸(shū)氣管網中是從來(lai)沒有的。

　　我國西氣(qì)東輸管線距離長(zhang)，管線經過沙漠、雨(yu)林、沼澤、山地㊙️、河流(liu)（長江、黃河）、平原，所(suǒ)經地區氣候惡劣(lie)，環境溫度變化範(fàn)圍爲－30oC——＋80oC，環境條件差(cha)。因此。對長輸管線(xian)閥門的要求比⚽通(tong)用閥門的要求要(yao)高得多，要求長輸(shū)管線閥門具有更(geng)高的可靠性、更高(gāo)的密封性、更❄️高的(de)強度，以确保長輸(shū)管🌏線安全可靠運(yùn)行。

2.管線球閥 的發(fā)展

　　 長輸管線的發(fa)展，經過幾十年的(de)時間，在我國以初(chu)具‼️規模，特⭐别🔞是管(guan)線球閥 的發展，目(mu)前在國内管線上(shang)應用的國産管線(xiàn)球閥 ，參數已達到(dào)了PN6.4MPa，DN1000mm，但與西氣東輸(shū)工程中要求的參(can)數，還有一♻️段距離(lí)，另外，管線球閥 的(de)緊急切斷裝置，國(guó)内還不能生産。另(ling)外，全焊接的球閥(fa) ，國内還沒有産品(pǐn)應用的曆史。

3.管線(xian)球閥 的相關标準(zhun)

API 6D 管線閥門
API 6FA 閥門的(de)耐火試驗
API 607 軟密封(feng)和90o轉向閥門的耐(nai)火試驗
API 598　閥門的檢(jian)驗和試驗
ANSI B 16.34 法蘭、螺(luó)紋和焊接端閥門(mén)
J B/T 7745　管線球閥

4.管線球(qiu)閥 的特點及要求(qiu)

　　 在長輸管線中，要(yao)求線路截斷閥——管(guǎn)線球閥 能夠控制(zhì)管道中的介質，具(jù)有開關作用，改變(bian)介質流⛹🏻‍♀️向和♻️防止(zhǐ)倒流，發送或通過(guo)管道清洗球，防止(zhǐ)事🥰故發生，自動、緊(jǐn)急切斷，封閉或打(da)開管線等。

４.1密封性(xing)能可靠

　　 長輸管線(xiàn)隻能定期巡查或(huò)巡邏，而且有時需(xu)要通過人迹罕至(zhì)❌的高山、沙漠、草原(yuán)及地震等地區。微(wēi)小的漏失就會造(zào)成大量介質的漏(lòu)失，浪費能量，尤其(qí)是西氣東輸工程(cheng)中，對🏃🏻天然氣🐉管道(dào)中的密封性更爲(wei)重要，另外，還要求(qiú)具有緊急🐇注脂的(de)密🔞封性能。

4.2使用壽(shou)命要求長

　　管線一(yi)旦投入運行，幾年(nián)内甚至幾十年内(nèi)不允許停止運行(hang)，運💃行的時間越長(zhang)越好，天然氣面對(dui)的是大用戶，是大(da)工廠、企業的原料(liào)或能源，不允許有(you)片刻的閘斷，所以(yi)，要求主要關鍵🚶件(jiàn)如閥座等有很長(zhang)的壽命。

4.3管線閥門(mén)的高強度、抗外力(lì)的安全性

　　西氣東(dōng)輸工程中，管線球(qiu)閥 的壓力高達10.0MPa。口(kou)徑達到1000mm。且管線的(de)站距較長，長度達(dá)到20公裏左右🌈，在使(shi)用中，受溫度的熱(re)脹冷縮、設備振動(dòng)、地震災害、地基變(bian)👅動等複雜的外力(li)，閥門在管道中經(jīng)常受到拉伸、彎曲(qǔ)壓縮等綜合應力(lì)，要确保閥🌈門的正(zhèng)常使用，必須具備(bei)足夠㊙️的強度。

4.4管線(xian)球閥 應耐腐蝕

　　因(yin)天然氣中含有硫(liu)化氫，它還能與鐵(tie)反應生成硫😍化😍鐵(tie)🤟，腐🈲蝕閥🔴門，穿蝕機(jī)械，故管線球閥 應(ying)選用耐腐蝕的材(cai)料。

4.5自動化程度高(gāo)

　　 管線球閥 的控制(zhi)都是在中央控制(zhi)室，距離較遠，應能(neng)實施遠距離控制(zhì)✨或遙控，且在事故(gu)狀态下能緊急關(guan)斷。關📧斷時間要求(qiu)達到15秒左右，在管(guan)線正常運行時，可(ke)能💚幾年内都不會(huì)動作，一旦動作，必(bi)須準确、可靠。

4.6管線(xiàn)閥門要求重量輕(qing)、結構緊湊、全通徑(jìng)

　　 爲了保證閥門能(neng)在複雜的現場安(ān)裝、埋地要求、檢修(xiū)方便，因此要求閥(fa)門重量輕，結構緊(jǐn)湊，并且是全通徑(jìng)，便于在管線正常(chang)運🛀🏻行時，能夠清管(guan)。

5.設計研究

管線球(qiu)閥 的主要技術參(cān)數：
公稱壓力PN=10.0MPa
公稱(cheng)通經DN=1000mm
實際通經D=1016mm
環(huan)境極限溫度-36oC——+80oC
介質(zhì)：天然氣（含有硫化(huà)氫和二氧化碳）
啓(qi)閉時間：關閉<15秒、開(kai)啓＝600秒
根據使用和(hé)标準的要求，以及(ji)長輸管線球閥 的(de)要求，結合管線球(qiu)閥 的技術參數，我(wǒ)們作了如下的設(shè)計研究：

5.1全焊接式(shì)管線球閥

爲了杜(dù)絕閥門的外漏、提(ti)高閥門的抗變形(xíng)能力、減輕重量⭐，需(xū)🛀🏻采用全鍛焊式結(jié)構，典型結構見圖(tú)１（暫無🈚，歡迎提供）

全(quan)鍛焊式結構，采用(yong)鍛造的閥體，在裝(zhuang)配後焊接而👅成，改(gǎi)變了過去的鑄造(zào)、螺栓連接結構，不(bú)會有閥體部分的(de)外漏；相對于鑄件(jiàn)來看，鍛件的壁厚(hou)可以減薄，且強度(dù)高，省去了中法蘭(lán)和幾十對螺栓的(de)連接☁️，重量大大減(jian)輕，據測試，将減輕(qīng)四分之一的重量(liàng)。

5.2密封結構

　　 密封結(jie)構是球閥 密封性(xìng)能的關鍵設計，提(tí)供一個好的密封(fēng)結構，直接🧡影響球(qiu)閥 的使用壽命，根(gēn)據研究，我們提供(gong)了下列幾種符合(hé)㊙️實際要求的結構(gòu)：

5.3 防靜電、防火結構(gòu)

　　标準中要求該球(qiú)閥 必須具有防靜(jìng)電、防火結構，閥門(men)在球體、閥杆和閥(fa)體之間設置靜電(dian)結構，在密封圈設(shè)置防火結構，當發(fa)生🐇火災時，金屬密(mi)封圈仍能達到密(mì)封，結構如圖１所示(shi)（暫無，歡迎提供）：

5.4 緊(jin)急切斷裝置

　　 當管(guǎn)道發生事故時，要(yao)求該事故管道兩(liǎng)端的球閥 實行緊(jǐn)急切斷，一般要求(qiu)在15秒之内關閉兩(liǎng)端閥門，或🎯者㊙️在更(geng)短的時間，現在，各(gè)閥門制造廠大部(bu)分選用國⁉️外的氣(qi)液聯動的緊急切(qie)斷裝置，該裝置直(zhí)接利用管道輸送(sòng)的介質，利用介質(zhi)的壓力，由感應裝(zhuāng)置或由主💃🏻控室的(de)指令，感應事❗故信(xìn)号，直接控制閥☔門(mén)，達到緊急切斷閥(fá)門的目的。

5.5固定球(qiú)結構

　　 爲減少介質(zhi)壓力對球體及閥(fa)杆造成的彎曲應(yīng)力，将閥杆⚽與㊙️球體(tǐ)的連接設計成分(fen)段結構，避免介質(zhì)壓力直接⛹🏻‍♀️作用在(zai)閥⁉️杆上，造成閥門(mén)開關的難度，另📱外(wài)，加大球體的支撐(cheng)截面積，提高球體(tǐ)的剛性。結構設計(jì)見圖４（暫無，歡迎提(ti)供）：

　　 綜上所述，采取(qu)上述幾種方案的(de)特點，能夠符合标(biāo)準對閥💜門的要求(qiu)，同時，也能符合工(gōng)程的需要。