双隔离管线球阀腔体泄放压力的规定与分析

文章编号 100225855 2010 0220037202 作者简介 邬佑靖 1937年 男 高级工程师 长期从事管线球阀的设计 制造和研究工作 双隔离管线球阀腔体泄放压力的规定与分析 邬佑清 上海耐莱斯 詹姆斯伯雷阀门有限公司 上海201206 摘要 介绍了双隔离管线球阀腔体泄放压力在相关标准中的规定 提出了阀门泄放压力超过 失火状态规定的额定压力许用值及存在的潜在危险 分析了双隔离管线球阀在非正常工况下压力 边界可能失效的原因 关键词 双隔离管线球阀 双活塞效应 D IB功能 火烧试验 中图分类号 TH134 文献标识码 A Analysis of release pressure double isolation ball valve WU You qing Shanghai N eles Jam esbury V alve Co LTD Shanghai201206 China Abstract This article arise a view point that the double isolation ball valve exist a potential danger2 ous1A ccording w ith the standard of ANSI A PI Spec6D 2008 ISO14313 2007 the release pressure of cavity is not over1133tim es of the valve pressure rating at the specified m axim um operating temper2 ature B ut this release pressure w illm uch over exceed the pressure that is accordance w ith the rating ta2 ble for the appropriate m aterial group in ASM E B16134at fire a un nom inal operation condition The valve pressure boundary shall be in failure Key words double isolation ball valve D IB double piston effect fire test 1 概述 按照API6D 2008的规定 双隔离阀座管线球 阀 通常称为双活塞效应的管线球阀 腔体的泄放 压力不得超过最高操作温度下额定工作压力的 1133倍 若阀门在非正常工况下 如处于失火状 态 其泄放压力已大大超过在失火状态下按照 AS ME B16134规定的额定压力许用值 这样 阀门 的压力边界可能失效 阀门存在潜在的危险 2 分析 双密封阀座阀门腔体中的液体膨胀时 其压力 可能异常升高 从而发生危险 在某些工况下 设计 成两个密封座的阀门 它的两个阀座同时双向隔离 了上 下游管道与阀腔之间的压力差 有一种情况 是腔体内充满液体介质 并会由于温度升高导致腔 体内压力的异常升高 1 例如在高温系统 双隔离 阀座的阀门 腔内遗留强度试验时留下的冷凝液体 如阀门处于关闭状态 残留液体被加热后 腔内就充 满压力 这种情况是可能发生的 这时 买方需要提 出 或者应被告知 供方应该设计或者设置或者提供 一个操作程序 来保证阀腔中的压力升高不会超过 相应温度下标准规定的压力额定值 在石油 化工 天然气工业的长输管线中 常用 的管线球阀提供了两种可供选择的密封结构 一种 是具有自泄压功能的密封设计 就是无论阀门是处 于全开或全关状态 任何阀腔内的压力升高 阀座能 自动地将压力泄放至下游端的管道中 另一种结构 是双隔离的密封座设计 通常称为双活塞效应或者 称为双隔离阀座的管线球阀 阀体上就要设置压力 泄放阀 防止阀腔中因液体膨胀而产生异常升压带 来的危险 在API6D中规定 阀腔压力如果需要泄放 腔体中的泄压装置应避免腔体内压力超过最高操作 温度下压力额定值的1133倍 外接的泄压阀口径 应大于或者等于DN15 NPS 1 2 阀门腔体压力 的异常升高是一种非正常工况下发生的一种现象 泄放压力值不能按照阀门在正常工况运行条件制 订 腔体异常超压将对阀门造成潜在的危险 如果 泄放压力是正常操作温度下额定压力的1133倍 阀 73 2010年第2期 阀 门 门在失火非正常运行工况下 其泄放压力将大大超 过在失火状态下阀体材料许可的压力额定值 例 如 一只Class 600磅级的阀门 在正常温度38 下 腔体充满介质水 设定的泄放压力是该温度下额定 压力的111 1133倍 2 为 1112 1315MPa 但阀 门处于失火状态时 如设定阀体温度为425 该温 度下额定的压力值只有5175MPa 大大低于1112 1315MPa的泄放压力值 没有达到泄压阀泄放压 力 阀门的压力边界可能已经失效 这就是双隔离 阀座管线球阀存在的潜在危险 火烧试验时 若双隔离密封座管线球阀腔体中 充满水 其腔内压力可能超过试验温度时的压力额 定值 同样存在压力边界破坏的危险 API 607 2004中规定 如果压力泄放装置作为标准设计的一 部分与阀门一起做火烧试验 当火烧试验时 泄放装 置起跳 那么试验将继续做下去 泄漏至大气的计入 外部泄漏量内 如果设计的装置是向下游端泄压 那 么泄漏就计入通过密封座的内部泄漏量内 但无 论如何 如果系统压力泄放阀一旦起跳 试验就应停 止 阀门腔体中若存有积聚液体时 系统中的压力 泄放装置 压力泄放阀 应泄放试验阀门腔体中的 压力 以防止阀门破裂的 潜 在危险 压力泄放阀的 设定是制造厂通过同类 同尺寸阀门液压试验的数 据来确定 或者得不到试验数据时 设定一个不大 于115倍在20 温度最大工作压力值 3 分析结果证明 火烧试验时存在中腔压力升 高阀体破裂的危险 试验阀门的泄放压力如果与 试验系统中的压力泄放阀泄放压力相同 一旦系统 中压力泄放阀动作就应中止试验 3 结语 双隔离阀座的管线球阀不适宜用作API 6D所 定义的阀门 同样 这种结构的阀门不能按照API 607的规定进行火烧试验 以免发生危险 因此 建 议用冷态密封试验来替代火烧试验 冷态密封试验 是在阀门试验前除去软密封材料的Viton密封圈 保留石墨密封 然后做压力密封试验 记录其泄漏 量 从试验规定分析 烧毁Viton密封圈和去掉Vi2 ton密封圈的试验条件是一样的 而事实上 火烧试 验也不能模拟火烧现场的实际状况 参考文献 1 AS MEB 16 34 2004 法兰 螺纹和焊接端连接的阀门 S 2 API6D 2008 管道阀门 S 3 API607 2004 1 4回转阀门软密封座的耐火试验 S 收稿日期 20091111 11 各类参考文献条目的编排格式及示例 a 专著 论文集 学位论文 报告 序号 主要责任者 文献题名 文献类型标识 出版地 出版者 出版年 起止页码 任选 1 刘国钧 陈绍业 王凤翥 图书馆目录 M 北京 高等教育出版社 1957 15 18 2 辛希孟 信息技术与信息服务国际研讨会论文集 A集 C 北京 中国社会科学出版社 1994 3 张筑生 微分半动力系统的不变集 D 北京 北京大学数学系数学研究所 1983 4 冯西桥 核反应堆压力管道与压力容器的LBB分析 R 北京 清华大学核能技术设计研究院 1997 b 期刊文章 序号 主要责任者 文献后名 J 刊名 年 卷 期 起止页码 5 何龄修 读顾城 南明史 J 中国史研究 1998 3 167 173 6 金显贺 王昌长 王忠东 等 一种用于在线检测局部放电的数字滤波技术 J 清华大学学报 自煞科学版 1993 33 4 62 67 c 论文集中的析出文献 序号 析出文献主要责任者 析出文献题名 A 原文献主要责任者 任选 原文献属名 c 出版地 出版者 出版年 析 出文献起止页码 7 钟文发 非线性规划在可燃毒物配置中的应用 A 赵玮 运筹学的理论与应用 中国运筹学会第五届大会论文集 C 西安 西安电子科技大学出版社 1996 468 471 d 报纸文章 序号 主要责任者 文献题名 N 报纸名 出版日期 版次 8 谢希德 创造学习的新思路 N 人民日报 1998 12 25 10 e 国际 国家标准 序号 标准编号 标准名称 5 9 GB T 16159 1996 汉语拼音正词法基本规则 f 专利 序号 专利所有者 专利题名 P 专利国别 专利号 出版日期 C10 姜锡洲 一种温热外敷药制备方案 P 中国专利 881056073 1989 07 26 8 电子文献 序号 主要责任者 电子文献题名 电子文献及载体类型标识 电子文献的出处或可获得地址 发表或更新日期 引用日 期 任选 11 王明亮 关于中国学术期刊标准化数据库系统