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摘 要：介绍了长输管线干线球阀密封的设计特点。并根据中国石油西部管道乌兰成品油鄯兰原油长输管道运行经验总结分析球阀密封失效的原因及处理方法。并提出平时球阀保养维护的一般方法和自己对实际问题的分析。
关键词：长输管线 球阀 密封 保养措施
在长输管线中，要求管线球阀能够控制管道中的介质，具有开关作用，发送或通过管道清洗球，防止事故发生，自动或紧急切断，封闭或打开管线等。如果不了解球阀密封结构，在运行使用中不会保养或者操作，降低管线运行的可靠性，严重的甚至直接导致漏油甚至更大的油品泄漏事故，所以对球阀的密封结构结构研究和运行经验总结是有意义的。
一、球阀的发展
球阀的历史可追溯到1904年，当时已有人申请了结构专利，但一直未获得商品化。 直到1943年美国杜邦公司发明具有一定的弹性，自润滑性，优良的耐腐蚀性十分适宜于作为阀门的密封材聚四氟乙烯塑料及20世纪50年代，数控加工应用于车球机、磨球机，在技术层面可以满足球阀结构设计需要后，球阀开始商业应用。其全通径、低流阻的优势十分适宜作为长输管线用阀，具有体积较小、重量轻、材料耗用少、安装尺寸小，并且驱动力矩小、流阻小、操作简便等特点。
二、球阀的功能要求
根据工作情况，长输管线对球阀有以下要求
1.可靠的密封
长输管线高压输送原油、成品油，即使微小的漏失就会造成大量介质的漏失，浪费能量，破坏环境，所以必须零泄漏。
2.管线阀门的高强度、抗外力的安全性
双兰线（乌兰成品油、鄯兰原油管道）管线承压高达15.0Mpa，口径达到32″。且加压站距离较长，边远站队社会依托差，事故应急受限。在使用中，受温度的热胀冷缩、设备振动、地震灾害、地基变动等复杂的外力，阀门在管道中经常受到拉伸、弯曲压缩等综合应力，要确保阀门的正常使用，必须具备足够的强度。
3.管线球阀应耐腐蚀
因原油含有硫化氢等具有腐蚀性物质，它能与铁反应生成硫化铁，腐蚀阀门，穿蚀机械，外部环境戈壁地区盐碱地也有强腐蚀性，同时考虑地下水的电位腐蚀和应力腐蚀，故管线球阀或埋地或露天铺设都应选用耐腐蚀的材料。
4.自动化程度高
主要长输管线控制都是由调控中心在远程控制，距离较远且在事故状态下能紧急关断。关断时间要求达到30秒左右，在管线正常运行时，可能长时间都不会动作，一旦动作，必须准确、可靠。
5.使用寿命长
双兰线提供的是大用户，是大工厂、企业的原料或能源，且长时间连续运行不允许有片刻的闸断，所以作为输油控制最重要的设备，球阀必须要有很长的寿命。
三、密封结构
球阀基本结构是由阀体、阀座、球体、阀杆及其他密封组件连接部件构成。球阀的密封原理依其结构而异。常用的球阀结构可分为浮动球球阀与固定球球阀两大类。浮动球球阀的球体自由支承在阀座上。在流体压力作用下，球体在流体流动方向产生位移，使它与阀后阀座密封面更紧密地接触，即在该密封面上的比壓增大，形成单面密封；同时，阀前阀座密封面上的比压相应减小，往往不保证密封。因此浮动球阀只是当面有效密封。一般用于小口径球阀。
双兰线干线球阀都选择了固定球结构。在固定球球阀中，球体具有上、下转轴固定在阀体轴承中，因此，球体的位置固定，它只能绕轴转动，流体压力不能使它产生位移，这样的结构使介质的压力大部分被固定球体的轴承分担，从而减少了密封圈的磨损，延长了球阀的使用寿命。同时，采用弹性浮动阀座，这种阀座能产生推力，使密封圈和球塞表面压紧提高密封面比压。所以弹性阀座的应用，不仅解决了固定球球阀在低压下的密封问题，而且提高了球阀的密封性能。
四、密封失效的原因
阀门密封故障失效主要由三种现象，过力矩，阀杆泄漏，内漏等，其中阀门内漏比例最高超过50%，阀杆泄漏25%，过扭矩和其它问题25%。造成密封失效的原因有安装和使用的原因。
1.运输安装
球阀使用前的过程存在多种原因造成密封损坏。运输和吊装或者保存不当，损坏密封结构。打完水压没有对阀门进行干燥处理和防漏处理造成密封面锈蚀内漏。安装或者存放时雨水沙子等杂质进入阀座造成失效。安装时没有对阀座注入润滑脂保护，造成杂质进入阀座后部，或焊接时烧伤引起内漏。在焊接时不全开阀门，焊接飞溅物降造成球体损伤。当附有焊接飞溅物的球体开关时会进一步造成阀座损伤，焊渣、废料等施工遗留物造成密封面划伤
2.运行使用阶段
2.1保养不当
阀门缺乏预防性维护缺乏周期性维护和保养，造成密封变干、变硬，变干的密封脂堆积和弹性阀座后，阻碍阀座运动和甚至会破坏密封面造成密封失效。
长期不活动不保养阀门造成阀门阀座抱死，开关过程中损坏密封面造成内漏；
2.2操作不当
管线球阀严禁工作在半开状态，球阀的结构设计，在开关过程中，球阀受力点与支撑点变化，承压结构、密封结构出现弱点，因此开关型球阀不允许作为调节型球阀使用，如果操作中把开关型球阀用做调节阀，将阀门置于半开半关状态，那么阀座将直接经受夹带杂质流体的冲刷，急速加剧阀座的磨损，流体中夹杂的硬质杂质会直接破坏阀座密封面，造成阀门出现内漏问题。
发送清管器时如果操作工艺错误，会造成异物接触密封面，会引起密封面的严重破坏，造成内漏问题。
2.3输送介质变化
长输管线球阀选型是按照管线输送介质计算后选用的，密封材料是能够符合要求。但是如果由于管线输送的发展增加油品输送品种如果没有经过测试可能会损坏密封有效性，输送油品质量不合格，杂质或硫化物超标也会破坏密封结构。
五、密封失效的避免和处理
1.使用前管理
首先施工前根据应用场合和工况合理选型。球阀属于精密设备，在运输和保存时要有严格的保护措施，开箱检验后，就要采取适当的保护措施或恢复厂家出厂时的包装状态阀门安装施工一定要注意阀门密封面和密封座圈的保护；安装完工后，对管道及阀腔彻底吹扫，去掉球体与密封座圈之焊渣或沙砾。
2.严格执行操作规程
工艺操作得当，使阀门处于良好工作状态做到精心操作；建立和健全运行记录休系，确保阀门履历明确。
3.定期保养
阀门使用一段时日后，容易堆积杂物及水分. 因此阀门的排污是定期保养中一个重要的项目。定期对阀门密封系统进行补充对于保证阀门的正常有效的运作也是非常重要的。
4.加强对管线巡检
巡检是发现阀门故障型号和外漏最直接的方式。
5.建立干线阀门故障记录，总结分析故障原因，为检维修提供记录与参考。
六、结论与认识
综上所述，干线球阀密封关系直接影响管线输送，针对发现问题的情况制定有效的措施，保证阀门密封性对做好对长输成品油管道的安全平稳运行具有重要意义。
参考文献
[1]陆培文，孙晓霞，杨炯良.阀门选用手册[M].北京：机械工业出版社，2001
[2]章华友，晏泽荣，陈袁芳，等.球阀设计与选用[M].北京：北京科学技术出版社，2000
[3]林元茂 管道球阀故障及应对措施 [J] 2007.8
[4]杨源泉.阀门设计手册[M].北京：中国标准出版社，1994
[5]朱喜平 天然气管道球阀维护及故障排除技术[J] 2005.7
关键词：长输管线 球阀 密封 保养措施
在长输管线中，要求管线球阀能够控制管道中的介质，具有开关作用，发送或通过管道清洗球，防止事故发生，自动或紧急切断，封闭或打开管线等。如果不了解球阀密封结构，在运行使用中不会保养或者操作，降低管线运行的可靠性，严重的甚至直接导致漏油甚至更大的油品泄漏事故，所以对球阀的密封结构结构研究和运行经验总结是有意义的。
一、球阀的发展
球阀的历史可追溯到1904年，当时已有人申请了结构专利，但一直未获得商品化。 直到1943年美国杜邦公司发明具有一定的弹性，自润滑性，优良的耐腐蚀性十分适宜于作为阀门的密封材聚四氟乙烯塑料及20世纪50年代，数控加工应用于车球机、磨球机，在技术层面可以满足球阀结构设计需要后，球阀开始商业应用。其全通径、低流阻的优势十分适宜作为长输管线用阀，具有体积较小、重量轻、材料耗用少、安装尺寸小，并且驱动力矩小、流阻小、操作简便等特点。
二、球阀的功能要求
根据工作情况，长输管线对球阀有以下要求
1.可靠的密封
长输管线高压输送原油、成品油，即使微小的漏失就会造成大量介质的漏失，浪费能量，破坏环境，所以必须零泄漏。
2.管线阀门的高强度、抗外力的安全性
双兰线（乌兰成品油、鄯兰原油管道）管线承压高达15.0Mpa，口径达到32″。且加压站距离较长，边远站队社会依托差，事故应急受限。在使用中，受温度的热胀冷缩、设备振动、地震灾害、地基变动等复杂的外力，阀门在管道中经常受到拉伸、弯曲压缩等综合应力，要确保阀门的正常使用，必须具备足够的强度。
3.管线球阀应耐腐蚀
因原油含有硫化氢等具有腐蚀性物质，它能与铁反应生成硫化铁，腐蚀阀门，穿蚀机械，外部环境戈壁地区盐碱地也有强腐蚀性，同时考虑地下水的电位腐蚀和应力腐蚀，故管线球阀或埋地或露天铺设都应选用耐腐蚀的材料。
4.自动化程度高
主要长输管线控制都是由调控中心在远程控制，距离较远且在事故状态下能紧急关断。关断时间要求达到30秒左右，在管线正常运行时，可能长时间都不会动作，一旦动作，必须准确、可靠。
5.使用寿命长
双兰线提供的是大用户，是大工厂、企业的原料或能源，且长时间连续运行不允许有片刻的闸断，所以作为输油控制最重要的设备，球阀必须要有很长的寿命。
三、密封结构
球阀基本结构是由阀体、阀座、球体、阀杆及其他密封组件连接部件构成。球阀的密封原理依其结构而异。常用的球阀结构可分为浮动球球阀与固定球球阀两大类。浮动球球阀的球体自由支承在阀座上。在流体压力作用下，球体在流体流动方向产生位移，使它与阀后阀座密封面更紧密地接触，即在该密封面上的比壓增大，形成单面密封；同时，阀前阀座密封面上的比压相应减小，往往不保证密封。因此浮动球阀只是当面有效密封。一般用于小口径球阀。
双兰线干线球阀都选择了固定球结构。在固定球球阀中，球体具有上、下转轴固定在阀体轴承中，因此，球体的位置固定，它只能绕轴转动，流体压力不能使它产生位移，这样的结构使介质的压力大部分被固定球体的轴承分担，从而减少了密封圈的磨损，延长了球阀的使用寿命。同时，采用弹性浮动阀座，这种阀座能产生推力，使密封圈和球塞表面压紧提高密封面比压。所以弹性阀座的应用，不仅解决了固定球球阀在低压下的密封问题，而且提高了球阀的密封性能。
四、密封失效的原因
阀门密封故障失效主要由三种现象，过力矩，阀杆泄漏，内漏等，其中阀门内漏比例最高超过50%，阀杆泄漏25%，过扭矩和其它问题25%。造成密封失效的原因有安装和使用的原因。
1.运输安装
球阀使用前的过程存在多种原因造成密封损坏。运输和吊装或者保存不当，损坏密封结构。打完水压没有对阀门进行干燥处理和防漏处理造成密封面锈蚀内漏。安装或者存放时雨水沙子等杂质进入阀座造成失效。安装时没有对阀座注入润滑脂保护，造成杂质进入阀座后部，或焊接时烧伤引起内漏。在焊接时不全开阀门，焊接飞溅物降造成球体损伤。当附有焊接飞溅物的球体开关时会进一步造成阀座损伤，焊渣、废料等施工遗留物造成密封面划伤
2.运行使用阶段
2.1保养不当
阀门缺乏预防性维护缺乏周期性维护和保养，造成密封变干、变硬，变干的密封脂堆积和弹性阀座后，阻碍阀座运动和甚至会破坏密封面造成密封失效。
长期不活动不保养阀门造成阀门阀座抱死，开关过程中损坏密封面造成内漏；
2.2操作不当
管线球阀严禁工作在半开状态，球阀的结构设计，在开关过程中，球阀受力点与支撑点变化，承压结构、密封结构出现弱点，因此开关型球阀不允许作为调节型球阀使用，如果操作中把开关型球阀用做调节阀，将阀门置于半开半关状态，那么阀座将直接经受夹带杂质流体的冲刷，急速加剧阀座的磨损，流体中夹杂的硬质杂质会直接破坏阀座密封面，造成阀门出现内漏问题。
发送清管器时如果操作工艺错误，会造成异物接触密封面，会引起密封面的严重破坏，造成内漏问题。
2.3输送介质变化
长输管线球阀选型是按照管线输送介质计算后选用的，密封材料是能够符合要求。但是如果由于管线输送的发展增加油品输送品种如果没有经过测试可能会损坏密封有效性，输送油品质量不合格，杂质或硫化物超标也会破坏密封结构。
五、密封失效的避免和处理
1.使用前管理
首先施工前根据应用场合和工况合理选型。球阀属于精密设备，在运输和保存时要有严格的保护措施，开箱检验后，就要采取适当的保护措施或恢复厂家出厂时的包装状态阀门安装施工一定要注意阀门密封面和密封座圈的保护；安装完工后，对管道及阀腔彻底吹扫，去掉球体与密封座圈之焊渣或沙砾。
2.严格执行操作规程
工艺操作得当，使阀门处于良好工作状态做到精心操作；建立和健全运行记录休系，确保阀门履历明确。
3.定期保养
阀门使用一段时日后，容易堆积杂物及水分. 因此阀门的排污是定期保养中一个重要的项目。定期对阀门密封系统进行补充对于保证阀门的正常有效的运作也是非常重要的。
4.加强对管线巡检
巡检是发现阀门故障型号和外漏最直接的方式。
5.建立干线阀门故障记录，总结分析故障原因，为检维修提供记录与参考。
六、结论与认识
综上所述，干线球阀密封关系直接影响管线输送，针对发现问题的情况制定有效的措施，保证阀门密封性对做好对长输成品油管道的安全平稳运行具有重要意义。
参考文献
[1]陆培文，孙晓霞，杨炯良.阀门选用手册[M].北京：机械工业出版社，2001
[2]章华友，晏泽荣，陈袁芳，等.球阀设计与选用[M].北京：北京科学技术出版社，2000
[3]林元茂 管道球阀故障及应对措施 [J] 2007.8
[4]杨源泉.阀门设计手册[M].北京：中国标准出版社，1994
[5]朱喜平 天然气管道球阀维护及故障排除技术[J] 2005.7