石油天然气管线固定球阀的工作原理及维护保养

摘要：就目前来看，我国天然气管道事业呈现良好的发展态势，球阀的应用范围越来越广泛。球阀，具有可靠性高、使用寿命长、密封性能好、流体阻力小、启闭迅速以及结构简单等一系列优点，作用明显优于其他截断阀，尤其是固定球阀。本文主要针对石油天然气管线固定球阀的工作原理与维护保养进行深入分析，探究石油天然气管线固定球阀的维护、保养策略。

关键词：石油；天然气管线；固定球阀；工作原理；维护保养

中图分类号：U473文献标识码： A

石油天然气管线用球阀，主要的组成部分有传动装置、阀杆、球体、阀座以及阀体，主要的作用就是接通与切断石油天然气管道中的流体通道，利用传动装置使球体处于一个旋转的状态，旋转度数为90°，以此完成开、关。石油天然气管线球阀主要有两种结构，即固定球结构与浮动球结构[1]。固定球阀的球体有上转轴与下转轴，阀体下部轴承上固定着下部转轴，阀杆与上部转轴连接在一起，球体能够沿着与阀门通道处于垂直状态的轴线进行转动；所以，固定球阀在运行过程中，阀前流体压力一般只会传送给阀杆与轴承，对于阀座不会形成任何压力，因此固定球阀的密封性能非常稳定，转矩较小，使用寿命长以及阀座变形小[2]。

1 石油天然气管线固定球阀的工作原理

固定球阀，实质上就是球阀的一种结构类型，其关闭件是一个球体，通过球体围绕着阀体中心线进行旋转运动，以此实现开启与关闭的一种阀门[3]。如图1所示，石油天然气管线固定球阀的结构。

图1固定球阀的结构示意图

石油天然气管线固定球阀的工作原理：

1.1 开启过程

①开启时，球体在关闭位置上受到阀杆的机械施压，在阀座上处于一个紧压状态；②手轮在逆时针转动的过程中，阀杆的运动状态为反向，阀杆底部的角形平面能够将阀座上的球体分离出来[4]；③继续将阀杆升高，并且使阀杆与其螺旋槽中的导销之间形成一个相互作用，使球体在一个无摩擦状态下进行旋转；④球体一直旋转至全开位置，而阀杆则上升至极限高度。

1.2 关闭过程

①关闭时，沿着顺时针方面对于手轮进行旋转，阀杆逐渐下降，并且球体开始逐渐与阀座相分离，然后开始旋转球体[5]；②持续性旋转手轮，阀杆在受到阀杆螺旋槽中的导销作用之后，旋转球体与阀杆，旋转度数控制在90°左右；③即将完全关闭的时候，球体已经在不接触阀座的基础上旋转了90°；④在转动手轮的最后几圈时，阀杆底部角形平面会对球体产生一个机械压迫力，使球体与阀座处于一个紧密相连的状态，实现完全密封。

2 石油天然气管线固定球阀的维护保养策略

2.1 施工过程中固定球阀的维护与管理

施工过程中，采取科学合理的方法对石油天然气管线固定球阀进行维护与管理十分重要，施工时给予设备合理的管理与维护，不仅能够提高施工安全性，还能够在很大程度上减少运行管理、施工管理的总体费用。施工过程中对于固定球阀的管理与维护，主要需要注意以下几个方面：

2.1.1 采取合理的方式对阀门进行装卸，防止阀门出现机械损伤状况；在对阀门进行吊装处理的时候，不能在执行器或者阀杆上栓住吊装带进行吊装，不然会导致齿轮箱损坏、阀径密封失效以及阀杆歪曲等一系列不良状况发生。

2.1.2 出厂之前，应当将简易盲板加装在阀门的两端，防止阀门在运输过程中阀腔内进入砂子、水等一系列杂质，对密封性造成严重的影响。

2.1.3 施工现场中，应当将阀门整齐的放置在枕木上，严禁随意摆放阀门，防止注脂嘴、排污嘴等多个部位发生折断或者损坏等状况。

2.1.4 在安装固定球阀的时候，应当在阀门中注入脂，通过注入脂，检查阀门的注脂通道是否处于一个通畅的状态，同时要在阀座的后腔与密封面中注满脂，防止后腔与密封面中掺入杂质，这样能够在很大程度上降低焊接高高温对阀座造成的影响。

2.1.5 整个安装过程中，应当确保阀门一直处于全开位。

2.1.6 水压实验、焊接完成之后，应当及时补入脂，脂的补入量不可过多或者过少，同时每次操作之前与操作之后也是如此。

2.1.7 水压实验完成之后，应当及时排干阀腔中的水，避免发生结冰、锈蚀等不良状况。

2.2 运行过程中固定球阀的维护与保养

2.2.1 定期对阀门的密封性进行检查，主要通过排污嘴对其密封性作出判定，若是存在内漏状况，应当按照内漏处理流程对其进行处理。

2.2.1 选取恰当的时机将新鲜的脂注入到阀座中，脂的注入频率与量主要根据阀门的活动频繁程度确定；通常情况下，阀门在活动一次之后，应当将一定量的脂注入阀门中，每一次注入脂的量应当控制在密封系统容积的八分之一，这样能够最大限度的防止阀座后腔中掺入一系列杂质，对阀座的正常运作造成影响，造成密封失效，同时还要确保密封面一直保持“湿润”。

2.2.3 对于一些活动频率较低的阀门，至少每年要保证阀门活动1次，还要将一定量的脂注入阀门中，这样能够在很大程度上防止阀座与球体之间发生胶合状况，还能够有效防止球体在活动过程中出现干磨状况，确保球体与阀座处于一个安全的状态。

2.2.4 冬季来临之前，应当对固定球阀进行全方位的维护、保养，将执行机构内与阀腔内积聚的水排净，防止冬季由于天气过冷导致水结冰，对正常功能造成影响。

2.2.5 每年至少要将齿轮传动机构中的脂更换一次。

2.2.6 定期对阀径的密封性能进行检查，若是发现外漏状况，应当及时进行合理的处理。

2.2.7 将固定球阀表面上出现锈蚀的部位进行清洗，定时维护固定球阀的外部，保持固定球阀外部的洁净。

3 结语

固定球阀的球体上有上转轴、下转轴，下部转轴主要在阀体下部轴承上进行固定，而阀杆与上部转轴之间处于相互连接的关系，固定球阀的球体能够沿着与阀门通道处于垂直状态的轴线进行转动；所以，固定球阀在运行过程中，阀前流体压力一般只会传送给阀杆与轴承，并不会对阀座形成任何的压力，因此固定球阀具备十分稳定的密封性能，而且固定球阀的转矩比较小、使用寿命较长、阀座变形小等一系列优点，在石石油天然气管道工程中的应用范围越来越广。

根据对石油天然气管线固定球阀的工作原理的深入分析，总结了一些石油天然气管线固定球阀的维护保养需要注意的几个事项，主要包括：①根据固定球阀具备的结构特点，制定想要的维护保养计划，并且严格执行；定期维护与保养阀门，确保阀门阀座的密封面以及球体处于一个完好的状态；②相关工作人员在对固定球阀进行维护保养之前，应当了解与掌握固定球阀的密封类型与结构特点，采取相应的安全措施，确保固定球阀维护保养的安全性；③采取预防性维护管理，制定并严格执行周期性维护保养方案，定期检查固定球阀的整体性能。加强石油天然气管线固定球阀的维护与保养，能够在很大程度上提高固定球阀运行的安全性与效率，因此应当予以充分的重视。

参考文献：

[1]朱喜平.天然气管道球阀的维护及故障排除技术[J].天然气工业,2010（07）:102-104+26.

[2]朱喜平.天然气管道球阀的结构特点及使用中需要注意的问题[J].上海煤气,2008（01）:26-29.

[3]朱喜平,郭存杰,付京晶,杜朝晖.长输天然气管道球阀的结构特点与应用[J]. 管道技术与设备,2008（03）:36-37.

[4]贾振发,贾振山.天然气输送管道中球阀的应用技术概述[J].黑龙江科学,2014（07）:252.

[5]陆培文.全焊接长输管线球阀的设计[A].中国石油和石油化工设备工业协会、北京阀门研究所.2011年首届阀门技术研讨会资料汇编[C].中国石油和石油化工设备工业协会、北京阀门研究所,2011:18.