天然气管道球阀的维护及故障排除技术

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1、天然气管道球阀的维护及故障排除技术摘要：随着天然气管道事业的发展，球阀应用日益广泛。和其他截断阀相比，球阀结构简单，启闭迅速，流体阻力小，密封性能好，寿命长，可靠性高。但是由于运输、安装、操作、保养和管理不善，造成阀门外部损伤和内满的情况也时有发生，这不仅会对企业造成巨大的经济损失，同时还可能严重影响管道的安全运行。为此，在介绍天然气管道球阀基本结构的基础上，着重从14个方面对天然气管道球阀从施工期到运行期维护和管理技术做了全面的论述；对天然气管道球阀常出现的内满和阀杆泄满原因以及球阀操作异常的原因进行了探讨和分析，并对每一种故障提出了相应的解决方案；最

2、后对天然气管道球阀的维护和保养提出了7条建议。主题词：天然气管道球阀维护故障排除一、管道球阀的基本组成及工作原理   1．基本结构组成   一般天然气管道用球阀主要是由阀体、阀座、球体、阀杆及传动装置组成。球阀的主要功能是接通和切断管道中流体的通道，球阀是通过传动装置让球体旋转90°来实现开、关功能的。常用的天然气管道球阀主要有浮动球结构和固定球结构两大类。①浮动式球阀的球体是可以浮动的，在天然气压力的作用下，球体将被紧紧压到出口侧的密封圈上，这是将形成单密封，阀前阀座的密封不能保证。这种结构的球阀特点是结构简单、单侧密封性能好，但其密封面承受的压力较大

3、，故启闭力矩大。②而固定式结构球阀的球体具有上、下转轴，下部转轴被固定在阀体下部的轴承上，上部与阀杆相连。球体可沿与阀门通道垂直的轴线转动，不能像浮动结构球阀一样球体可以侧向移动。因此，固定球球阀工作时，阀前流体的压力只传给轴承和阀杆，不会对阀座造成压力，所以固定球阀转矩小，阀座变形小，密封性能稳定，使用寿命长。固定球阀的阀座是浮动的，浮动阀座借助阀座后弹簧的压力和天然气的压力压紧球体，从而实现密封。   2．球阀的阀座结构   国内天然气管道最常用的球阀有CAMERON球阀、GROVE球阀、上海詹姆斯·莱来斯球阀、自贡球阀等，最常用的阀座结构有以下几种

4、形式。   (1)普通阀座   普通阀座一般用在直径等于小于200mm浮动阀座的球阀上[1]。普通阀座主要是在预紧力或流体的压力作用下，阀座与球体压紧，并使阀座材料产生塑性变形而达到密封，其密封效果取决于阀座在流体的作用下或预紧力的作用下，能够补偿球体不圆度和表面微观不平度的程度。这种阀座结构简单，加工制造方便，应用较为普遍。   (2)弹性阀座   弹性阀座形式相对较多，但天然气管线上常用的有螺旋弹簧组阀座和碟形弹簧阀座，这两种阀座都是靠弹簧的弹力和流体的压力将阀座推向球体，从而达到密封。这两种阀座有很好的双向密封能力和良好的弹性补偿能力，但对于螺旋弹

5、簧组阀座来说，每一支弹簧的刚度很难做到一致，以致阀座受力不均，影响阀门的密封性能。相比之下，碟形弹簧的结构简单、紧凑、加工方便，且受力均匀。因此应用相当广泛。   (3)旋转阀座   球阀在打开瞬间或关闭终了前，球体与阀座之间形成月牙形的狭窄通道，于是天然气被节流而呈高速喘流湍流状态，经常导致阀座被冲蚀而发生内漏。旋转阀座的主要特点是阀门在启闭过程中，阀座可沿通道的轴线作旋转运动，通过开关阀门使阀座旋转，可使阀座沿圆周方向均匀磨损，改善工作状况，延长使用寿命。二、天然气管道常用球阀驱动装置   驱动装置据动力源的类别可分为：手动、气动、液动和电动驱动装置

6、等4种形式。天然气站场应用最多的是电动执行机构，目前国内常用且性能优良的电动执行器有ROTORK执行器和BIFFE执行器。电动球阀有启动转矩大、启动迅速，对大口径阀门这一特点尤为突出。电动球阀适合于远程控制，电动球阀在现场能够以电动和手动两种方式进行开、关操作。   气液联动装置应用日益增多，目前常用的有旋转叶片式和拨叉式气液联动装置。旋转叶片式气液联动执行机构是利用管道内的高压气体通过液压油推动密闭油缸内的旋转叶片直接带动阀门轴杆转，结构简单轻巧。拨叉式气液联动执行机构是利用管道内的高压气体通过液压油推动活塞往复运动再通过拨叉转换成阀门旋转运动，结构较

7、复杂，外形尺寸较大。三、管道球阀的维护和管理技术   1．施工期的维护和管理在施工期对球阀进行科学的管理和维护，是非常重要的，在施工期对设备管理到位，维护科学，不但可以保证安全，而且可以大大降低施工和运行管理期的费用。主要应注意以下方面：①要采用正确的方法装卸阀门，避免阀门受到机械损伤。吊装阀门时，吊装带不能拴在阀杆或执行器上进行吊装，否则将造成阀杆弯曲、阀径密封失效以及齿轮箱遭到破坏；②在出厂前，要在阀门两端加装简易盲板，避免在运输的过程中和工地上有水、砂子等杂质进入阀腔，对密封造成腐蚀和损伤；③在施工现场，阀门最好整齐的摆放在枕木上，不要随地摆放，避

8、免排污嘴、注脂嘴等被损坏或折断；④在安装前，必须对阀门进行注润滑脂。通过注润滑脂