1.概述

　　 爲使(shi)我國西部的(de)經濟得到較(jiao)快的發展，國(guó)家提出開⭐發(fā)大西部🐉的重(zhong)大決策。開發(fa)新疆地區的(de)石油和🏃🏻‍♂️天然(rán)氣資源，就是(shì)開發西部的(de)重大舉措之(zhi)一。要使西部(bu)的油、氣資🔞源(yuán)得到充分的(de)利用，唯一的(de)辦法是💛将油(you)、氣通過管線(xian)輸🏃🏻‍♂️送到我國(guó)🐆的東部地區(qu)。國家爲❗此将(jiāng)建設“西👨‍❤️‍👨氣東(dong)輸”管網工程(chéng)，即鋪設主管(guǎn)線，西起塔裏(li)木的輪📞南🥵氣(qì)田，東到上海(hai)地區，全線長(zhang)約4200公裏。管線(xiàn)輸送✌️已成爲(wèi)當代物✂️料運(yun)輸的🎯主要方(fāng)式之一，利用(yòng)長距離管線(xian)輸送油、氣等(děng)資源已👄成爲(wei)當今世界能(néng)源輸送的最(zuì)主要的手段(duàn)。世界上主要(yao)油👌、氣生産國(guo)和消費國都(dou)大量使用長(zhang)輸管線來解(jiě)決油、氣資源(yuan)的運輸問題(ti)，其中，天然氣(qì)的輸送95%以上(shang)采用管線方(fāng)式。據統計，目(mu)前，世界✏️上已(yǐ)有的油、氣長(zhǎng)距離輸送管(guǎn)線總長度超(chāo)過260萬公裏，其(qí)中，天然氣輸(shū)送管線總長(zhang)度約140萬公📧裏(lǐ)，占管線總長(zhang)度的🐉二分之(zhī)一以上🧑🏽‍🤝‍🧑🏻。從國(guo)外的建設和(he)運💃輸的經驗(yan)來看，在相同(tong)輸送量☀️的情(qing)況下，建一條(tiao)大口徑的管(guǎn)線比建幾條(tiao)小口徑的管(guǎn)線更爲經濟(ji)；而且采🔴用在(zai)一定範圍内(nei)提高介質的(de)輸送壓力，同(tong)樣🤟能夠增加(jia)效益。所以，西(xī)氣東輸采取(qu)的管徑爲：公(gōng)稱直徑DN=1000mm，公稱(cheng)壓力PN=10.0MPa。這樣的(de)參數🙇🏻在我國(guo)以前的輸氣(qi)管網中是從(cóng)來沒有的。

　　我(wo)國西氣東輸(shū)管線距離長(zhang)，管線經過沙(shā)漠、雨林、沼澤(zé)、山地、河🌏流（長(zhang)江、黃河）、平原(yuan)，所經地區氣(qì)候惡劣，環境(jing)溫度變化範(fàn)圍爲－30oC——＋80oC，環境條(tiáo)件差。因此。對(duì)長輸管線閥(fá)門的☀️要求比(bǐ)⛷️通用閥🧑🏽‍🤝‍🧑🏻門的(de)要求要高得(de)多，要求長輸(shu)管線閥🔞門具(ju)有更高的可(ke)靠性、更高的(de)密封性、更❗高(gao)的強度，以确(que)保長輸管線(xiàn)安全可靠運(yun)行。

2.管線球閥(fa) 的發展

　　 長輸(shū)管線的發展(zhan)，經過幾十年(nian)的時間，在我(wo)國以初⭐具規(gui)模，特🆚别是管(guan)線球閥 的發(fa)展，目前在國(guo)内管線上應(ying)用的國産管(guan)線球閥 ，參數(shù)已達到了PN6.4MPa，DN1000mm，但(dàn)與西氣東輸(shu)工程中要求(qiu)的參數，還有(yǒu)一段📧距離，另(ling)外，管線球閥(fá) 的緊急切斷(duàn)裝置，國内還(hai)不能生産。另(lìng)外，全焊接的(de)球閥 ，國内還(hái)沒有産品應(yīng)用的曆史。

3.管(guǎn)線球閥 的相(xiàng)關标準

API 6D 管線(xiàn)閥門
API 6FA 閥門的(de)耐火試驗
API 607 軟(ruǎn)密封和90o轉向(xiàng)閥門的耐火(huo)試驗
API 598　閥門的(de)檢驗和試驗(yàn)
ANSI B 16.34 法蘭、螺紋和(hé)焊接端閥門(men)
J B/T 7745　管線球閥

4.管(guan)線球閥 的特(tè)點及要求

　　 在(zài)長輸管線中(zhong)，要求線路截(jie)斷閥——管線球(qiú)閥 能夠控制(zhi)管道中的介(jie)質，具有開關(guān)作用，改變介(jiè)質♍流㊙️向和🈲防(fáng)止倒流，發送(song)或通過管道(dào)清洗球，防止(zhǐ)事故發生，自(zì)動、緊急切斷(duàn)，封閉或打開(kāi)管線等。

４.1密封(fēng)性能可靠

　　 長(zhǎng)輸管線隻能(neng)定期巡查或(huo)巡邏，而且有(yǒu)時需要通過(guò)人迹罕✊至的(de)高山、沙漠、草(cǎo)原及地震等(děng)地區。微小的(de)漏失就會造(zao)成大量介質(zhi)的漏失，浪費(fei)能量，尤其是(shì)西氣東輸工(gong)程中，對天然(rán)氣管道中的(de)密封性更爲(wei)重要，另外，還(hai)要求具有緊(jǐn)急注脂的密(mì)封性能。

4.2使用(yòng)壽命要求長(zhǎng)

　　管線一旦投(tóu)入運行，幾年(nián)内甚至幾十(shí)年内不允許(xu)停止運行，運(yun)💋行的時間越(yuè)長越好，天然(rán)氣面對的是(shi)大用⛱️戶，是👄大(dà)工廠、企業的(de)原料或能源(yuan)，不允許有片(piàn)刻的閘斷，所(suǒ)以，要求主💋要(yào)關鍵☁️件如閥(fá)座等有很長(zhang)的壽命。

4.3管線(xiàn)閥門的高強(qiáng)度、抗外力的(de)安全性

　　西氣(qì)東輸工程中(zhong)，管線球閥 的(de)壓力高達10.0MPa。口(kou)徑達到1000mm。且管(guǎn)線的站距較(jiao)長，長度達到(dao)20公裏左🔱右，在(zai)使用中，受溫(wēn)度的熱脹冷(leng)縮、設備振動(dòng)、地震災🐇害、地(dì)基變動等複(fú)雜的外力，閥(fa)門在管道中(zhong)經常⚽受到拉(la)🛀伸、彎曲壓縮(suō)等綜合應力(lì)，要确保閥門(mén)的正常使用(yòng)，必須具備足(zu)夠👈的強度。

4.4管(guǎn)線球閥 應耐(nài)腐蝕

　　因天然(ran)氣中含有硫(liu)化氫，它還能(néng)與鐵反應生(sheng)成硫化鐵🧑🏽‍🤝‍🧑🏻，腐(fǔ)蝕🚩閥門，穿蝕(shi)機械，故管線(xiàn)球閥 應選用(yòng)耐腐蝕的材(cai)料。

4.5自動化程(cheng)度高

　　 管線球(qiu)閥 的控制都(dōu)是在中央控(kòng)制室，距離較(jiao)遠，應能實施(shi)遠距離控制(zhì)🌈或㊙️遙控，且在(zài)事故狀态下(xià)能緊急關斷(duan)。關斷時間要(yao)求達到15秒左(zuǒ)右🐇，在管線正(zheng)常運行時，可(ke)能幾年内☔都(dou)不會動作，一(yī)🔴旦動作🈲，必須(xū)準确、可靠。

4.6管(guǎn)線閥門要求(qiu)重量輕、結構(gòu)緊湊、全通徑(jing)

　　 爲了保證閥(fa)門能在複雜(zá)的現場安裝(zhuang)、埋地要求、檢(jiǎn)修方便，因此(cǐ)要求閥門重(zhòng)量輕，結構緊(jǐn)湊，并且是全(quán)通徑，便于在(zài)管線正🙇🏻常運(yùn)行時，能夠清(qing)管。

5.設計研究(jiu)

管線球閥 的(de)主要技術參(can)數：
公稱壓力(lì)PN=10.0MPa
公稱通經DN=1000mm
實(shí)際通經D=1016mm
環境(jing)極限溫度-36oC——+80oC
介(jiè)質：天然氣（含(hán)有硫化氫和(hé)二氧化碳）
啓(qǐ)閉時間：關閉(bi)<15秒、開啓＝600秒
根(gen)據使用和标(biāo)準的要求，以(yǐ)及長輸管線(xian)球閥 的要求(qiú)，結合管線球(qiu)閥 的技術參(can)數，我們作了(le)如下的設計(jì)研究：

5.1全焊接(jie)式管線球閥(fa)

爲了杜絕閥(fá)門的外漏、提(tí)高閥門的抗(kang)變形能力、減(jian)輕重量🐆，需采(cǎi)用全鍛焊式(shì)結構，典型結(jié)構見圖１（暫無(wu)，歡迎提供）

全(quan)鍛焊式結構(gòu)，采用鍛造的(de)閥體，在裝配(pèi)後焊接而成(cheng)，改變了過去(qu)的鑄造、螺栓(shuan)連接結構，不(bu)會有閥體部(bu)分的外漏；相(xiàng)對于鑄件來(lai)看，鍛件的壁(bi)厚可以減薄(báo)，且強度高，省(shěng)去了中法蘭(lan)和幾十對螺(luó)栓的連接，重(zhong)量大大減輕(qīng)，據測試，将減(jiǎn)輕四分之一(yi)🔆的重量。

5.2密封(feng)結構

　　 密封結(jié)構是球閥 密(mi)封性能的關(guān)鍵設計，提供(gòng)一個好的密(mi)封結構，直接(jiē)🍓影響球閥 的(de)使用壽命，根(gēn)據研究，我們(men)提供了下列(liè)幾種符合實(shi)際要求的結(jié)構：

5.3 防靜電、防(fang)火結構

　　标準(zhǔn)中要求該球(qiú)閥 必須具有(yǒu)防靜電、防火(huǒ)結構，閥門在(zai)球體、閥杆和(hé)閥體之間設(shè)置靜電結構(gou)，在密封圈設(she)置防火結構(gòu)，當發生火災(zāi)時，金屬密封(fēng)圈仍能達到(dào)密封，結構如(rú)圖１所示（暫無(wu)，歡迎提供）：

5.4 緊(jin)急切斷裝置(zhì)

　　 當管道發生(shēng)事故時，要求(qiú)該事故管道(dào)兩端的球閥(fa) 實行緊急切(qie)斷，一般要求(qiu)在15秒之内關(guān)閉兩端閥門(men)，或者⛷️在更短(duǎn)的時間，現在(zai)，各閥門制造(zao)廠大部分選(xuan)🧡用國外的氣(qì)液聯動🌈的緊(jin)急切斷裝置(zhi)，該裝置直接(jie)利用管🏃道輸(shu)送☀️的介質，利(li)用介質的壓(yā)力，由感應裝(zhuang)置或由主控(kong)室的指令，感(gǎn)應事☔故信号(hao)，直接控制閥(fa)門，達到緊急(jí)切斷閥門的(de)目的。

5.5固定球(qiú)結構

　　 爲減少(shao)介質壓力對(duì)球體及閥杆(gan)造成的彎曲(qǔ)應力，将閥杆(gan)與球🌐體的連(lián)接設計成分(fèn)段結構，避免(miǎn)介質壓力直(zhi)接作用在閥(fá)杆上，造成閥(fá)門開關的難(nán)度，另外，加大(dà)球體的支撐(cheng)截面積，提高(gāo)球體的剛性(xìng)。結構🔞設計見(jian)圖４（暫無，歡迎(ying)提供）：

　　 綜上所(suǒ)述，采取上述(shu)幾種方案的(de)特點，能夠符(fu)合标📱準對🛀閥(fa)門的要求，同(tong)時，也能符合(hé)工程的需要(yào)。