02球阀培训（PDF78页）

2014-8-17球阀培训(BallValve)刘文泉2013年10月2014-8-17一．主要用途二．球阀结构三．工作原理四．结构类型五．球阀构件六．球阀密封七．阀座设计八．注脂系统九．操作与维护十.其他设计说明十一.常见故障及排除主要内容2014-8-17球阀主要被用来作为管输系统中的隔断阀，既可用作站内设备的隔离阀，这是因为球阀能够形成“双截断—泄放”达到绝对密封；又可用作管道线路的隔断阀，这是因为球阀中的孔口能够和管径一样大。全通径球阀（指洞的直径和管道的直径相等）主要被用在清管系统中，管内检测器可通过全通径球阀进行管道内检测，此时管道中的压力损失相对于其它阀门来说是昀小的。一.主要用途2014-8-17用途图所示，是典型的全通径线路截断球阀，其所以用全通径球阀,主要系要满足清管时清管器的畅通无阻，2014-8-17二.球阀结构外观特征：球阀阀体或者是圆柱形的，或者是球形的。2014-8-17球阀结构：主要由阀体、球体、阀座、阀杆、密封装置、传动装置组成。2014-8-17三.球阀工作原理球阀的关闭件是球形的，而且球内的洞也是圆形的，当球体中的洞和管道平行时，阀门打开，天然气从中流过。当球体旋转至洞和管道垂直时，阀门关闭，天然气不能流过。通常顺时针旋转球阀为关，此时球体旋转90度，球阀从全开位置转为全关位置。2014-8-17球阀通常为圆球或圆柱体，顺时针方向为”关”,从关到开旋转90度。工作原理2014-8-17两片式球阀FLOATINGBALL顶装式球阀全焊接式三片式浮动球四.球阀结构类型2014-8-172014-8-17球阀种类A.依设计可分为:1.全焊接式埋地管线和大陆架管线昀常使用的是全焊接球阀。球形是全焊接球阀典型的外形，球体和端盖之间没有任何螺栓、螺母作为连接。2014-8-172.两段螺栓型小球径球阀尤其是球径小于24英寸的球阀昀普遍的类型就是两段式螺栓连接阀体。注意：球体和端盖之间是以球体左边的螺栓、螺母作为连接的。2014-8-173.顶装型顶装式阀体是一种较新的球阀类型，特点是其中一半球体有可拆卸的阀盖。管线泄压后不需要拆卸阀门，只需要拆卸阀盖即可。这种设计方便了球阀或阀座的替换。2014-8-174.三体螺栓型三段式螺栓连接阀体：三段式螺栓连接阀体设计常用于制造业。注意阀体两边的螺栓和螺母保护着末端封闭部分。此类阀门更换容易,但不适合埋地。2014-8-175.轨道式球阀（Orbit）顶装式、单阀座强制密封、提升阀杆、自清洗功能、零泄漏。2014-8-172.缩径球阀球径小于端口口径标识:10x8x10(端口口径:10英寸,球径:8英寸)B.依球径分为:1.全通径球阀球径与端口通一口径标识:10x10x10(端口口径:10英寸,球径:10英寸)2014-8-17不同通径的球阀：球阀一般具有较小尺寸的通径或缩径（尺寸小于管线通径）以节约成本。仔细阅读阀体标识牌以识别球阀简化端的类型。如果阀门通径小于球阀末端连接尺寸，那该球阀就具有缩径。例如，10x8x10表示球阀末端连接尺寸是10，球体的镗孔直径是8。2014-8-172014-8-17FLOATINGBALL浮动球C.依结构分为:1.耳轴式(Trunnion)2.浮动式(Floating)2014-8-17五.球阀构件一般球阀有两个阀座，球体两边各一个。使用球杆旋转球体从而达到球阀在开关之间的转换。耳轴通常被用来保持球阀内球体位于阀体中央。没有耳轴结构的球阀就是通常所说的浮动球球阀。2014-8-17球阀有多种外部接头，主要包括：1.球阀两边各有一个阀座密封注脂接头；2.沿阀杆的阀杆密封注脂接头一个；3.阀体泄压口或排污口，通常在阀体底部；4.阀体丝堵，位于阀门中心上半部；5.有的阀门配置注脂口内止回阀；6.球阀通常配置有两个密封座；球阀的配置2014-8-17阀杆的功能主要是用于阀门的开关，轴承的功能主要是保持阀门在中心位置。如果没有轴承,就变成浮动球阀；球阀可能设计有内部止回阀，该阀并不完全可靠。危险：阀门在带压情况下禁止拆卸阀门配件！如果此时从阀体上拆卸某项配件，管线压力将打飞该配件并象子弹一样飞出。2014-8-17丝堵阀杆密封注脂接口阀座密封注脂接口阀腔排污咀2014-8-172014-8-172014-8-17六.球阀密封球阀的密封分为两部分，一部分是阀杆的密封，另一部分是阀座的密封（一）阀杆的密封不同的球阀生产厂家所使用的阀杆密封方式是不同的。在对阀杆进行密封操作前，首先要参考厂家提供的阀门使用手册，根据阀门的具体工作环境采取相应的措施。由于阀杆密封槽容积较小，因此每次注入微量的润滑脂或密封脂就可以了，阀杆密封一般为O型密封圈和U型密封圈两种。2014-8-17O型密封圈密封这种形式，一旦阀杆密封面注脂压力过高，将迫使O型密封圈从槽内挤出，从而导致不可控制的泄露局面。2014-8-17U型密封圈再注入润滑脂或密封脂压力下具有向外扩张的作用从而使密封圈和阀座/阀杆之间产生良好的密封。2014-8-17填料（盘根）密封。2014-8-17（二）球阀的密封1.球阀的密封主要有两种结构：①浮球式：是球阀昀常见的密封结构，即球体不与阀杆固定，并允许通过键槽有某些自由运动。对于浮球，上游流体的压力通过推动球体朝向后部或下游阀座而有利于密封。当两个圆形阀座固定在球体上游和下游两侧时，通常叫做双阀座。②浮动阀座式：此处球体被耳轴固定在两个支点上，工艺压力将上游阀座推向球体密封面。对于耳轴安装，球体是由轴和与轴相对一侧的另一个轴或支撑柱支撑，它可与球体分开或成一体。因为支撑不由承当密封，耳轴安装球体一般带有一个密封（两个也可行）。302014-8-17312.浮球式球阀开启过程阀心与密封的位置关系在打开的过程中，首先键槽移开使阀心偏离阀座，然后阀杆沿螺纹旋转带动球体阀心做旋转运动，球旋转90度使物流通道打开。关闭的过程与之相反。这种设计很好的避免了阀座密封面与球面的磨损，有利于密封。浮球的密封结构是固定在阀座上。当两个圆形阀座固定在球体上游和下游两侧时，通常叫做双阀座2014-8-173.金属+橡胶双密封阀座结构普通型球阀的球体也多采用碳钢或合金钢表面镀硬铬或化学镍以提高其表面硬度，阀座多采用增强PTFE或NYLON，这种材料使用寿命长耐腐蚀性好，但其硬度低，原油或天然气含有的沙尘及固体颗粒类物质在阀门的开关过程中就会嵌入密封阀座，下次再开关时硬性颗粒就会在密封表面留下划痕，连续的开关，造成密封表面的破坏而引起泄漏；虽然球体是一个回转体，阀中腔的污物不影响球体的转动，而且也可以通过排污阀进行排放，但对密封面的损伤是一样的。目前，多采用注脂型金属密封旋塞阀及金属+橡胶双密封阀座结构的球阀。2014-8-17第一道密封:亦称硬密封,金属对金属密封；第二道密封:亦称软密封,其密封材料有PTFE,NYLON,VITON,或其他化学复合品。其密封的形态有O型圈或嵌入式。2014-8-17如图为弹簧螺旋圈弹簧结构，即在阀座密封圈或波浪式弹性槽四周，每隔一段距离设置一个弹簧。4.碟式弹簧结构球阀的密封座是可以横向移动，依靠弹簧使密封圈与球体紧密密封。即使在阀体内压力较低甚至没有压力的情况下，依然能依靠弹簧使密封圈与球体紧密密封。有些球阀使用的O形圈密封结构而不是弹簧密封结构。2014-8-17阀座密封圈前后的表面特殊形状设计使得管线压力得以均匀的分布在密封圈上。阀腔与管线的压差越大,密封效果越好。2014-8-17根据阀门的安装位置和功能要求，球阀阀座有不同的设计：双向双密封阀座设计双活塞效应阀座设计1.自泄放式阀座设计七.球阀阀座的设计2014-8-17（一）双向双密封阀座设计:采用双密封方式，可使上下游侧的阀座均能完全阻断流体，在使用时并无方向的限制。2014-8-17双截断泄放（DBB）：有两个阀座密封面的阀门，在关闭位置，通过泄放密封面之间的阀腔，可抵抗来自阀门两端的压力.2014-8-17（二）双活塞效应阀座设计1.阀座特点：此设计的优点是其特殊的阀座尺寸设计，这种设计上下游两个方向的密封是互相独立的，弹簧预紧力使阀座与球体接触，同时在管线上下游与阀腔中压差作用下密封，无论哪边的介质压力高，上下游游侧的阀座总是和球体紧密接触而完全阻塞流体，即使任何一侧阀座出现损伤，随着管线压力进入阀体，该压力将作用于上下游阀座密封圈密封面内侧，从而使阀座密封圈与球体接触更加紧密，已达到良好密封。2014-8-172.双活塞效应（DPE）阀座示意图2014-8-17具有双活塞效应阀座的阀门，当上游密封处于泄漏状态下，下游仍保持密封功能。2014-8-17金属+VITON橡胶双重密封阀座，双活塞效应（阀体中腔带安全泄放阀），阀腔与管道两端带压均可密封，即使上游端阀座完全损伤，下游端阀座也能保证密封。2014-8-173.阀座活塞效应应用说明活塞效应是一种利用管线压力推动浮动阀座抱球的密封形式。432014-8-17阀门双活塞效应当使用双活塞效应阀座时，一旦上游阀座泄漏，压力进入阀腔推动下游阀座，由于是双活塞效应阀座设计，下游阀座会反过来抱球实现密封。442014-8-17双方向的双活塞效应双方向的双活塞效应452014-8-17（三）阀座自泄放式阀座设计阀座自泄放式设计主要是考虑介质管道中的安全问题。在地面上球阀在关闭状态下，保留在阀腔中的介质在太阳直射下会发生膨胀。膨胀介质必须被泄放，否则将存在阀体破裂的危险。又称泄压密封座（SelfRelieve)。2014-8-17使用弹簧加载的独立的上下游密封座，确保阀腔内的积压可以自动的向下游泄放，从而避免由于阀腔积压而产生危险。2014-8-17管线压力对密封座的作用力。阀腔压力小于下游压力。阀腔的压力大于下游压力时,将密封座推离球体,释放腔内压力到下游。2014-8-17金属+VITON橡胶双重密封阀座，端采用采用双活塞效应阀座，起到主密封作用；下游端上游单活塞效应阀座，自卸压结构，可泄压至下游端，但安装时按流向指示。2014-8-17金属+VITON橡胶双重密封阀座，上游端采用单活塞效应阀座，可自泄压（泄往上游端）；下游端采用双活塞效应阀座，但安装时按流向指示。阀座预紧弹簧一般采用一组螺旋弹簧。2014-8-17八.球阀的注脂密封原理（一）球阀阀座密封系统通常包括：1.帯有止回阀的外部注脂接头；2.独立的内部止回阀；3.在阀座背部的腔体；4.穿过阀座的细小通道；5.在阀座前部和球体相连的腔体。2014-8-17阀体的外部安装有注脂接头。即每个密封座至少配备一个密封接头。如图所示：较大的球阀，每个阀座可能配备两具密封接头。一些大尺径的球阀生产制造商甚至为每个阀座配备四个密封接头。2014-8-17（二）阀座密封示意图阀腔干线压力球体典型球阀阀座密封系统注脂通道内部止回阀阀座注脂接头阀座O型圈弹簧密封表面通道2014-8-172014-8-17（三）注脂过程2014-8-17无论使用何种材料及安装，都避免不了磨损与冲刷，需要定期润滑。2014-8-17九.操作与维护(一）一般要求定期开/关操作（活动）；定期排污；定期注脂润滑；第一年：每季度一次第二年：每半年一次第三年开始：每年一次（入冬前）、清管操作后。2014-8-17（二）操作注意事项1.球阀操作前，一定要先检查排污嘴是否关闭；2.操作阀门前应注意检查阀门的开闭标志后再进行操作；3.阀门的开关只允许一人手动操作，禁止使用加力杆和多人操作；4.对长时间（6个月以上）没有动作和进行清洗、润滑操作的球阀，操作作前应注入少量清洗液、润滑脂，以保护阀门密封；5.检查阀门状态，如阀门全关位，则检查阀门两端压力，带有旁通回路的球阀当两端的压差大于1Mpa时，打开球阀进出两端的压力平衡阀，平衡两端压力。阀门上下游压差小于1Mpa，开始操作阀门；2014-8-176.球阀操作完成后必须仔细完成球阀的状态，必要时同调控中心共同确认；7.球阀只允许在全开或全关状态下运行，禁止用于截流或在非全开关位运行。2014-8-17十.其他设计说明（一）埋地球阀2014