軌道球閥結(jié)構(gòu)特點與密封性能研究

李新建，林 勇，劉軍峰，李 想，董安春，李 成，王 丹，陳 志

（國家管網(wǎng)集團 西氣東輸公司 合肥輸氣分公司，安徽 合肥 230071）

常規(guī)球閥主要有浮動球閥和固定球閥2種結(jié)構(gòu)，其共同點是啟閉過程中，在預(yù)緊力作用下球體密封面始終與閥座密封面完全貼合，這不僅導致閥門在開關(guān)瞬間的啟動扭矩大，而且在整個開關(guān)過程中球體與閥座密封面的滑動摩擦一直存在，密封面磨損概率高，易出現(xiàn)密封失效。另外，球閥閥座密封材料在高溫工況下熱膨脹，會導致閥門出現(xiàn)內(nèi)漏或卡滯故障[1-2]。軌道式強制密封球閥（以下簡稱軌道球閥）有效克服了常規(guī)球閥的上述缺點，閥門密封壽命延長。軌道球閥由1912年成立的美國ORBIT公司1936年首創(chuàng)，并且申請了專利，ORBIT公司1999年被收購并入Cameron集團[3]。

在國家管網(wǎng)集團西氣東輸公司所轄一線、二線150余座分輸站場中，使用了大約650臺進口ORBIT軌道球閥，主要用在分輸計量撬出口的常溫、高壓工況，用于保障貿(mào)易計量的準確性。統(tǒng)計分析西氣東輸公司2個分公司近5 a的機械設(shè)備故障庫，發(fā)現(xiàn)109臺軌道球閥累計出現(xiàn)19臺次故障，年均故障率3.5%，其中內(nèi)漏10臺，占故障閥門總數(shù)的52.6%，內(nèi)漏檢測口滲漏、閥桿滲漏、閥桿損壞及其他故障占比47.4%，軌道球閥內(nèi)漏成為該類閥門的主要故障形式。

輸氣管道軌道球閥國產(chǎn)化是油氣管道關(guān)鍵設(shè)備國產(chǎn)化項目之一[4-5]，分析研究進口軌道球閥的結(jié)構(gòu)特點及密封性能，對于治理內(nèi)漏故障及軌道球閥的國產(chǎn)化研制具有重要意義。

1 軌道球閥工作原理及結(jié)構(gòu)特點

1.1 工作原理

ORBIT軌道球閥主要由閥體、球體、閥蓋、閥桿、導向銷、閥桿軸承及手輪等部件組成（圖1），是頂裝結(jié)構(gòu)的單閥座密封球閥?！?br>