管线阀门的发展

　　3、球体与支承轴
　　管线球阀口径（2”或2”以上）大都采用支承球、浮动阀座结构（Trunnion mounted Ball and Floating Seat）。作用在球体上的介质力有两个滑动轴承支撑，对于高压、大口径，这一轴向推力可达到几十吨至几百吨，滑动轴的比压必须进行计算，其许用比压不能超过供货商提供的滑动轴套许用比压。许多公司都用不锈作为基体，内衬PTFE塑料，这种轴承套承载比压可达200～400Mpa，许用比压取100～200Mpa，且摩擦系数低，可降低球阀的操作扭矩。
　　支承轴的设计，一种是在球上车削成上下轴颈，并用二个上下支撑板支承，中间内置由PTFE内衬的不锈钢轴套，支承轴长度L与轴颈d之比，由于结构限制取L/d=0.4~0.8。另一种设计是球体车削成内孔，上下由二个支承轴，支承在阀体上，这种设计一般L/d=1.2~2.。这二种结构，前者由于轴颈粗而短，所以球阀的阻力矩较大，而后者的上支承轴，同时又是传动扭矩的阀杆，所以是处于复合的受力状态，支承轴（阀杆）的材料可选用ANSI 4140并需化学镀镍。阀杆与球体扭矩的传递可用单键、双键、花键连接，亦有直接连接装配后与球体焊接的结构设计。
　　球体的加工精度，圆度≤0.005mm，化学镀镍，镀层厚度高于阀座的镀层。
对于大口径，高压力级阀门的球体，应作球体变形计算，这种变形足以引起密封失效。
　　4、阀杆与填料
　　标准的阀杆安全设计应防止在工作压力下被“吹出”，阀杆上防吹出的凸缘处置一环状环，以减少摩擦系数。填料可采用二级“O”形圈密封，亦可采用皮碗形用PTFE加工的填料，并有失火安全石墨填料和紧急状态下外部密封剂的注入系统。在阀杆与球体接合部以及阀杆与阀体接触处应有一防静电机构，防止静电在球体上集聚，如图（九）所示。

　　 
　图（九）阀杆与填料结构
　　5、DBB功能设计
　　DBB功能设计是指无论是阀门处于开启或关闭状态，阀腔泄压排放时，上游端和下游端阀座应同时截止（Double Block & Bleed），并允许从排泄阀处对在线阀门进行阀座密封性能测试，而不影响管线运行。
　　6、紧急密封系统的设计
　　紧急密封系统由注射器（Injector）和止回阀(Check Valve)组成，分别安装在阀体上，在阀座处的外测和阀杆填料处外侧。紧急密封系统可以用来阻止或减少管线中阀门密封座的泄漏，密封剂注射前要进行清洁和冲洗，有专门生产的清洁剂和密封脂，用手动或电动的工具将清洗剂或密封脂从注射器口注入，并按供货商所提供的使用说明进行清洁和紧急密封操作。（如图十）

　图（十）注射器与止回阀
　　7、失火安全与防静电设计
　　失火安全与防静电设计已在支承轴、密封座章节中予以说明，防静电结构设计，在24VDC下测定，电阻值不超过10欧姆。
　　8、阀门的操作
　　阀门的操作，有手动、蜗轮传动、气动（双作用或弹簧复位），高压气动（直接使用管线气体）、电动、液动（双作用或弹簧复位）以及气液联动。气液联动可实施本地和远程控制，与卫星遥控的SCADA系统相配合，当下游压力降的速率或持续时间超多设定值时，（即管线爆裂），紧急切断阀自动截断，并带有救急性的蓄压器，供手动操作。
　　9、端部设计
　　连接端按客户要求，有法兰连接端和焊接端。
　　法兰连接端应带凸面或环形槽，其尺寸、公差与光洁度、以及打孔、法兰面，锪孔、倒孔等应按下列标准；
　　　　DN600及其以下，按ASME B16.5，其中DN550按MSS-SP44；
　　　　DN650以上按ASME B16.47中A系列
　　焊接端应按ASME B31.4中434.8.6节图（1）、（2）或ASME B31.8中图（14）和（15）。
　　10、螺栓
　　体连接螺栓用ASTM A 193 B7材料制造，螺母用ASTM ( ) 制造，并符合NACE-TM 0284规定，客户可以要求作着色试验，按ASME第V篇24款进行。
　　11、直埋地下
　　直埋地下的阀门为全焊接阀体管线球阀，阀杆按客户要求接长，阀杆接长部分设计应牢固，能抗地面承载，所有阀体上的连接管、密封剂注入器，底部排泄阀、安全泄放装置均接至地表，接管与阀体焊接。接长杆的设计，其长轴的绕曲和传动链结合部的间隙应予控制，防止开关过程中，球体不能准确地处于关或开的位置，造成传动失误。
　　12、范围
　　按API标准6D，以及制造厂的装备能力，产品的供货范围：
　　　　　Class100－600磅级 DN1/2”-60”
　　　　　Class900磅级 DN1/2”-36”
　　　　　Class1500磅级 DN1/2”-16”
　　　　　Class2500磅级 DN1/2”-12”
　　在特殊场合，国外供货商可提供：
　　　　　Class150－600磅级 最大口径至DN72”
　　　　　Class900磅级 最大口径至DN40”
　　　　　Class1500磅级 最大口径至DN36”
　　　　　Class2500磅级 最大口径至DN24”

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