天然氣輸送管道中球閥的應用技術概述

賈振發，賈振山

（1中國石油北京天然氣管道公司，陜西 榆林 719000；2中國石油西部管道分公司，烏魯木齊 830000）

1 球閥的基礎知識

球閥是由旋塞閥演變而來，不同的是旋塞體是球體，有圓形通孔或通道通過其軸線。當球旋轉90°時，在進、出口處應全部呈現球面，從而截斷流動。球閥只需要用旋轉90°的操作和很小的轉動力矩就能關閉嚴密。完全平等的閥體內腔為介質提供了阻力很小、直通的流道。通常認為球閥最適宜直接做開閉使用，但近年來的發展已將球閥設計成使它具有節流和控制流量的用途。球閥的主要特點是本身結構緊湊，易于操作和維修，適用于水、溶劑、酸和天然氣等一般工作介質，而且還適用于工作條件惡劣的介質，如氧氣、過氧化氫、甲烷和乙烯等。球閥閥體可以是整體的，也可以是組合式的。

球閥的原理。球閥的工作原理是靠旋轉閥芯來使閥門暢通或閉塞。球閥開關輕便，體積小，可以做成很大口徑，密封可靠，結構簡單，維修方便，密封面與球面常在閉合狀態，不易被介質沖蝕，在各行業得到了廣泛的應用。

球閥的優點。球閥在管路中主要用來做切斷、分配和改變介質的流動方向。球閥是近年來被廣泛采用的一種新型閥門，它具有以下優點：流體阻力小，其阻力系數與同長度的管段相等；結構簡單、體積小、重量輕；緊密可靠，目前球閥的密封面材料廣泛使用塑料、密封性好，在真空系統中也已廣泛使用；操作方便，開閉迅速，從全開到全關只要旋轉90°，便于遠距離的控制；維修方便，球閥結構簡單，密封圈一般都是活動的，拆卸更換都比較方便；在全開或全閉時，球體和閥座的密封面與介質隔離，介質通過時，不會引起閥門密封面的侵蝕；適用范圍廣，通徑從小到幾毫米，大到幾米，從高真空至高壓力都可應用。

球閥已廣泛應用于石油、化工、發電、造紙、原子能、航空、火箭等各部門，以及人們的日常生活中。在天然氣輸送管道中的應用尤為突出，主要應用在長輸管道的干線和輸氣工藝站場的工藝管道流程中。

2 球閥的操作使用

球閥在操作前必須熟悉閥門設備的技術參數，懂得設備的原理、結構等相關技術知識。在動閥門前，須確認管路和閥已被清洗過。保證閥門的靈活好用，無跑、冒、滴、漏現象。在得到生產調度允許的情況下，進行閥門開、關操作。

通常球閥采用順時針旋轉手輪為開啟閥門，逆時針旋轉手輪為關閉閥門（即順開逆關）。閥的操作按執行機構輸入信號大小帶動閥桿旋轉完成：正向旋轉1/4圈(90°)時，閥關斷。反向旋轉1/4圈(90°)時，閥開啟。當執行機構方向指示箭頭與管線平行時，閥門為開啟狀態。指示箭頭與管線垂直時，閥門為關閉狀態。

球閥開關操作時不得使用蠻力，硬開硬關，以免損壞閥門傳動機構。球閥只能用做管路輸送介質的截斷用，不能作為節流閥門使用。

3 球閥常見故障

閥門最容易泄露的問題，球閥的泄露問題有多種原因：閥體內污物的存在是引起閥座泄漏的一個重要的原因。這些污物既可能是沙子、水垢、金屬剝落物、焊接殘渣和腐蝕性產品，也可能是工具、焊接條、木棍或塑膠產品。油脂、密封脂或壓縮機油能使硬橡膠物質，如聚合物失效并分解。其分解產物同其他污染物一樣，由于導致閥座密封面的分離，從而引起閥座泄漏。引起閥座泄漏的原因還有閥球與密封座接觸的密封面有刮痕。密封面的一個小刮傷最終都可能因長時間的沖刷導致大的泄漏。腐蝕將引起密封面的凹陷或破裂，并最終導致閥座泄漏。密封面有損傷可能是由于清管器前的雜質造成的。

密封座的卡住。密封座應有0.003英寸的橫向移動,如果密封座彈簧工作不正常,有可能造成閥門密封不良，即使注脂也無法密封。密封座O型圈泄漏，注脂可能密封。銹蝕(氧化物)，潤滑脂可減少氧化的幾率，清洗液可軟化硬化的物質。閥門開關不到位，球閥由開到關繞閥體中心線旋轉90°。球閥在關閉件的通道暴露在管線前只有2°～3°。軌道球閥的閥頸導桿(stem guides)偏離也是導致閥門開關不到位的原因之一。

4 結論

判斷閥門好壞的參考：閥門所用的材料是否合乎規定(輸送介質,工作環境)；外觀是否平整(油漆,外殼,銘牌的辨認)；配件是否齊全(注脂口,排污口,排壓口,內單向閥,絲堵,平壓旁通閥門,自動注脂機)；配件安裝位置是否易于保養施工與調試；操作是否容易(與執行器輸出扭力的匹配,手輪的大小與位置)；功能是否能達到長期正常運轉。

作為一名工程技術人員，必須了解和掌握工作中接觸的設備，懂原理、懂結構、懂得設備的維修和操作，才能勝任自己崗位的工作。輸氣管道相關設備繁多，球閥在這些設備中屬于關鍵設備，要求管理人員必須熟練掌握相關技術，在工作中不斷地總結，提高技術水平，為我國的管道事業做出貢獻。

［1]麥克·陳.閥門工程師培訓教材［M].北京：石油工業出版社，2006.

［2]房汝州.最新國內外閥門標準大全［M].北京：石油工業出版社，2006.