管道球阀密封原理及泄漏分析p

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第25卷第3期油气储运管道球阀密封原理及泄漏分析高慧侯晓辉(中国石油管道公司廊坊油气储运分公司)高慧侯晓辉：管道球阀密封原理及泄漏分析，油气储运，2006，25(3)57--60。摘要针对目前石油化工和天然气管道输送行业应用最多的管道球阀进行分析研究，从各种密封的结构入手，比较了不同厂家不同形式密封结构球阀的密封原理及其在工作中的受力情况，分析了管道球阀泄漏原因，提出了管道球阀选型建议和球阀泄漏处理措施。主题词球阀密封机理泄漏研究种整体焊接型阀门，在国

2、内管道上应用较少。一、管道球阀构造的阀管道球阀一般是由一个经锻造(根据压力等级接球体驱动杆和用户要求可以采用铸造)的阀体、由精密抛光处理阀体的球体、用于定位密封座圈的两个端盖(密封座圈端盖座)、两个密封座圈、一个球体驱动杆和一个固定式球体支撑轴以及其它附件组成(见图1)。按阀门与管道密封座圈的连接形式分为法兰连接和焊接两种，按阀端盖和固定式支撑轴阀体的连接形式又可分为螺栓连接球阀和焊接球阀。将阀端盖和阀体焊接在一起的阀门密封座密封损坏后很难维修，在达到规定开关操作次数后就要更换整个阀f-j。CAME

3、RONT31、T32、T33即为这图1固定式管道球阀结构示意图式中C——油的比热；对于长期处于不饱和输送工况下运行的热油管p——油的密度；道，如何合理地确定管道的总传热系数(K)，应根据D——管内径，mm。管道实际运行情况，利用大量的停输数据反算管道设kCpD总传热系数(K)值来确定。，自定义为停输时间修正系数。‘士1在不同的地温情况下，使用大量的停输数据反参考文献算出了k，结果见表1。1，杨筱蘅等：输油管道设计与原理，石油大学出版社(山东)。1996。裹1仪金输油管道七的取值反算结果2。蒲家宁：长

4、输管道运行优化的分析与计算，油气储运，1992，11(1)。序号序号k3，董正远等：原油热输管道的最优运行模型。西安石油学院学报，1996，11(5)。18～1145．67417～2140．12212～1445．39522～2538．8O(收稿日期：2005—04—07)315～1640．74626～2848．8O编辑：吕彦*065000，河北省廊坊市华苑小区17号楼办公区9单元电话：(021)58848196维普资讯http://www.cqvip.com·58·油气储运环状零件组合在一起的，这种

5、组合结构便于在密封二，管道球阀经典密封原理圈损坏或失效时更换。根据不同的应用场合，在密封座圈上安放不同的0形软密封圈，其中主密封圈规格为304．8mm以上的管道球阀多采用球体的截面不一定是0形，而是近似三角形的，以利于用固定轴支撑和弹簧加载的浮动密封座圈结构，利固定密封圈。另外，规格为304．8mm以上的管道用“活塞效应”原理，在关闭压差的作用下，保持严密球阀都设置了用于紧急密封的密封剂加注口，其作密封的结构原理(见图2)。“活塞效应”和弹簧加载用是在主密封圈有轻微划伤等损坏而不能密封的情的浮动座圈

6、密封结构，可以在较高的温度和较大的况下，能采取临时的紧急补救措施。压差范围内使密封座圈始终与球体保持紧密贴合，一图3是GROVEB8球阀的密封结构。阀门在达到零泄漏的密封目的。另外，固定球、浮动阀座结安装时如果管道内杂物未清除净，遗留的沙砾或焊构在最大压差情况下具有较小的操作扭矩。渣会通过球体和密封座圈之间的缝隙进入到主密封球圈处，使用一中有可能降低密封性或者划伤球体表面，上游下游导致不能完全密封而出现泄漏。．======￡>管道压力高f腔体压力高于腔体压力＼于管道压力1±二：：宴鳖flIAA，一A

7、．=XL图2活塞效应密封原理1、密封原理“活塞效应”原理可以使管道介质压力作用在面积不同的环面上，浮动密封座上承受的作用力大于反作用力，从而产生一个正向压差X。正是这个压差确保了上下游密封座圈始终紧贴在球体两边，实现了双向控制流体介质泄漏的目标。图3GROVEB8球阀密封结构示意图2、CAMERON管道球阀2、最小操作扭矩原理CAMERON管道球阀在密封结构设计上有独密封与球体的贴紧力取决于受力环面的面积差到之处，软密封具有止回阀的功能，加载弹簧为板形(X)和加载弹簧的刚度，在设计时需要综合考虑可弹

8、簧(见图4)靠密封和最大操作扭矩的关系，这也是不同制造商生产的同规格阀门操作扭矩与密封可靠性产生差异的主要原因。此外，固定球阀的球体用固定轴支撑，消除了因单侧操作压力使球体与密封座之间产生很大的密封负荷。球体支撑轴经精密加工，具有高光洁度，并配以具有自润滑材料的衬套(也称做轴瓦)，有效减小了摩擦阻力。基于以上结构原理，固定球球阀即使在单侧受压的情况下也有最小的操作扭矩。但由于机械加工精度和装配质量问题，支撑轴与衬套的材料选择对操作扭矩的影响非常大。三、几种管道球阀的比