長輸管道全焊接球閥國產化現狀及風險評估

賈玉萍

(山東萊克工程設計有限公司，山東 東營 257001)

引言

油氣長輸管線是國家能源供給生命線，長輸管道全焊接球閥國產化具有重大的戰略意義。國內有關閥門企業為大型管線球閥國產化投入了大量的人力物力，在產品設計和制造中，吸取和總結了國外閥門廠的技術和經驗，并進行了創新改進，取得了顯著的成績。但由于國內長輸管線全焊接球閥生產及應用業績仍然有限，國產閥門因生產經驗及現場長期使用經驗不足而存在潛在風險。

一、相關產業發展現狀

(一)國外相關產業和技術現狀

近年來，針對管線球閥對安全可靠的重要性要求，一些制造企業做了大量試驗，主要包括：耐火、吹風、吹入異物、異物磨損、緊急密封注脂、抗震、承載密封和拉、壓等試驗，對提高產品品質起到了重要作用。

(二)國內相關產業和技術現狀

國內的閥門制造企業總數居世界第一，各種大中小閥門企業已達6000余家，產品涵蓋3000余種型號，但低端閥門產品所占比例過大。隨著國內長輸管道的大規模建設，國內閥門行業通過設備更新及技術引進提高了閥門制造能力與水平。中石油在2008年啟動了高壓大口徑全焊接球閥國產化的相關工作，組織國內成高、SNJ、五洲三家閥門廠家對40”/48”Class600/Class900閥門進行研發試制。每家各參與試制10臺樣機，樣機參數如表1。原計劃將試制產品用于西氣東輸二線試驗段。據了解，試制產品僅有幾臺40”Class600閥門在西氣東輸二線中應用，由于運行時間較短，其應用效果還有待考驗。

表1 全焊接球閥樣機規格

二、全焊接球閥在中國的發展及應用情況

目前國內多家閥門廠家已經基本具備與國外閥門公司同等的裝備水平。國內企業生產的全焊接管線球閥在外形結構、閥座密封結構、閥桿密封結構、球體支承結構、防火、防靜電結構、注脂結構等方面與國外產品沒有多大差距[1-3]，國內企業能緊盯國外企業的技術發展狀況，不斷的改進創新，通過近幾年的發展，國內全焊接管線球閥的生產制造水平逐年提高，與國外產品的技術差距逐年縮小，已基本達到國外同類產品技術水平，為實現此類產品的國產化打下了很好的基礎。但與國外產品幾十年的生產應用經驗相比，國內全焊接球閥生產應用時間尚且較短，還需要實際應用的考驗。

西氣東輸一線中，國產全焊接球閥僅限于26″以下規格。西二線西段 32”~48”Class 600/Class 900全焊接球閥采用進口閥門，32”以下口徑國產；西二線東段40”、48”Class 600全焊接球閥采用進口閥門(少量40”國產閥門用于試驗段)。西三線西段48”Class 900線路截斷閥及站場ESD球閥采用進口閥門，部分站場閥門國產。

除西氣東輸一線、二線、三線外，近幾年中石油重要油氣輸送項目，如中貴線、中緬線、哈沈線等，40”Class 600線路截斷閥均采用進口閥門，僅漠大線32”Class 600輸油管線線路閥采用國產閥門。

從西氣東輸二線東段開始，國內重點油氣輸送項目中國內成高、SNJ、五洲三家閥門廠家32”及以下口徑全焊接球閥已經具有了較大量的供貨業績，36”Class600供貨業績也相對較多，36”Class900及以上規格全焊接閥門供貨業績少，但從西氣東輸三線開始非關鍵部位40"、48"全焊接閥門已經開始部分采用國產設備，至西氣東輸三線東段，已經基本實現全線全焊接球閥國產化。

三、國產化風險評估

國內全焊接球閥的發展僅約十年的時間，與國外產品幾十年的實際應用相比，國內全焊接球閥生產應用時間尚且較短，缺乏長期使用業績，國產閥門因生產經驗及現場長期使用經驗不足而存在潛在風險。

(一)大口徑閥門的密封性

隨著全焊接球閥尺寸的增大及壓力的升高，其基本結構沒有大的變化，但其密封控制技術卻有本質區別。對于高壓大口徑閥門，除常規密封技術外，變形控制技術也是影響閥門密封性的主要因素，因為大口徑閥門在高壓工作狀態下閥門各個部位如閥門球體、閥體、閥座要承受高壓應力，閥體、球體、閥座都會發生不同的形變，只有將閥體、球體、閥座形變量控制在同一比率狀態下閥門才能達到零泄漏，如果閥體、球體、閥座任何一個部件形變量不一致閥門就會發生泄漏。這對閥門各內部件的設計、加工制造精度及裝配技術各工序要求嚴格，對制造工藝提出了較高的要求，需要生產經驗的積累及大量應用業績的檢驗。

(二)線路截斷閥的安全性與可靠性

對于干線埋地截斷閥，由于要承受管道沉降、移動、熱應力變化、地震和泥石流等多種外載荷作用力，會對閥門產生額外的應力作用。國外閥門廠家針對管線球閥的安全性與可靠性要求，做了大量試驗研究工作，包括對閥門進行彎曲和壓縮性強度試驗和應力測定，而國內閥門廠家對于此方面的研究仍舊缺乏。

(三)管線閥門的長壽命要求

國外全焊接球閥已經有幾十年的生產應用歷史，目前已有管線閥門服役時間達到幾十年，用實際服役情況來證實其滿足管線閥門長壽命使用要求。而國產閥門使用時間尚且較多，能否滿足長輸管線30年以上使用壽命要求仍不得而知。