管线阀门的双关双泄放与双隔离泄放

1、管线球阀的双关双泄放与双隔离泄放一、管线阀门的发展管线阀门自1914年第一条9公里长的输油管线在美国中部建成，从此就 拉开了管道工业发展的序幕。实际上管道工业的迅速发展是二十世纪 五十年代的事，根据统计，全世界已建成管线260万公里，其中输油 管线80万公里，输气管线140万公里，其他石油化工产品输送管线 40万公里。输油输气管线是一条能源供应线，是一条生命线，已遍 布全球，并且每年仍以3万公里的速度递增。油气工业的发展给管道 工业注入了活力，使管道运输成为包括铁路、公路、水运、航空运输 在内的五大运输体系之一。管线阀门的最高压力级达 PN42.0Mpa(Class2500)，阀门最大通径60

2、英寸(DN1500)。用管线来输送液体或气体，其成本是铁路运输的1/3,海上运输 的2/3，所以近一百年来获得了迅速的发展。长距离输送管道称之谓 长输管线，长输管线上使用的阀门称之谓管线阀门，有球阀、闸阀、 止回阀、旋塞阀，是一种满足管道运输的特殊要求，具备特殊功能的 专用阀门。对于球阀则称之谓管线球阀。自从耳轴式球阀得到广泛应用以来，球阀便拥有了双关双泄放功 能。长期以来，“双关双泄放”一词的意思是指球阀和闸阀的一种基 本功能。历史上，双关双泄放指的是阀门隔离开每个入口的压力，并 排空阀座之间空腔的功能。排空阀座间的空腔后，用户无需将阀门从 管道上拆下便可检查出阀座上的所有泄漏源。进年来，“

3、双关双泄放”一词被用来表达双隔离泄放，这种用法 其实并不准确。双隔离泄放可以对压力源产生双重隔离屏障，并在两 道屏障间有一个泄放口。但是词语的错误使用导致了认识上的混淆。 API 6D/ISO14313中既有“双关双泄放阀门”的定义，也有“双隔离 泄放阀门”的定义，这两种阀门有着明显的区别。终端用户和制造商 们在订单上描述阀门的功能时必须非常精准，这样才能使最后的生产 体系按照预期的方式运行。如果按照上面的定义使用这两个术语就可 以澄清用户对阀门功能的要求了。双关双泄放阀门（DBB）适用于大 多数的球阀应用领域，而双隔离泄放阀（DIB）在许多领域可能会是 更加适合的选择。那些将球阀用来隔离的行

4、业用户经常会需要有第二 道压力隔离屏障，以便在第一压力屏障之外独立实现密封作用。导致 这种需求的原因可能是操作安全因素，也可能是应用领域的性质（例 如天然气行业，对泄漏和生成物流体清洁程度的容忍度极低。等等）。 双隔离泄放阀正是主要适用于这样的工况。通过不同的阀座设计，双 隔离泄放功能既单向实现，也可以同时在两个方向上被实现。二、双关双泄放与双隔离泄放双关双泄放阀门的特点是具有两个单向阀座。这两个单向阀座在 受驱动状况下可以将阀座间空腔与管道压力隔离开。如果压力出现了 转向，阀座便被迫离开阀球，从而使阀体空腔内的压力排放到管道系 统。这是个很受欢迎的功能，尤其是在流体领域。当阀体空腔中充满 了

5、液体，而且因工艺流程或外界热源被加热，压力便会在空腔内液体 的热膨胀效应下上升。如果没有单向阀座的自泄放功能，压力的上升 可能会导致阀体过压并出现泄漏或破裂。双隔离泄放阀具有一个或两 个双向阀座。当采用两个双向阀座时，阀门可以在它的任何一个端口 实现对压力的双隔离。这种构造在操作上有一个不利因素。它不可以 泄放掉两个阀座间阀体空腔内的压力。必须采用外界的泄压管道系统， 这样的话空腔内上升的压力才可以泄放到上游管道中。如果采用的是 一个双向阀座和一个单向阀座，那么阀门就只能在一个方向上实现双 隔离这种结构保留住了无需外界设备泄放空腔内压力的功能。图1展示了带有一个双向阀座和一个单向阀座的球阀。双

6、向阀座 位于阀门左侧。这种阀座结构能够对施加于阀门右侧的压力实现双隔 离泄放功能。阀座的动作是由作用在阀座上的压力差决定的。对于（右侧的） 单向阀座而言，上游压力可以迫使阀座压向阀球，并在阀座和阀球之 间实现密封。罚球密封接触直径和阀体密封接触直径这两个不同区域 上的压力是不同的，并由此迫使阀座向上述方向移动。阀体空腔内的 压力迫使阀体和阀球分离，并解除了阀球和阀座间的密封，由此释放 了阀体压力。而对双向阀座而言，无论压力来源是在哪里（上游或阀 体空腔），阀座都被迫使压向阀球。它的具体机制是通过双向阀座上 的反向环将阀体密封的有效直径向内或向外移动。这种双隔离泄放结 构适用于绝大多数双隔离泄放

7、应用场合，因为通常压力来源是不可预 知的。它还保留了泄放阀体空腔内压力的功能，当然也保留了基本的 双关双泄放功能。双隔离泄放阀门的应用场合可以说是不计其数，最常见的是用于 计量和不同流体的流程隔离，而关断阀则通常被用在管道系统中。双 隔离泄放的特点是提供了第二道屏障，当下游的管道被拆除时（例如 在检修时），可以查看阀体空腔并找出上游阀座的泄漏。在维护或修 理过程中如果上游阀座发生泄漏，下游阀座就可以提供第二道屏障。 计量和不同流体的流程隔离也都是适合采用双隔离泄放阀门的场合。 这两种应用场合对于泄漏的容忍度都极低。处于关闭状态但存在轻微 泄漏现象的阀门会导致计量出现误差。在上述这些应用场合中，

8、双隔 离泄放阀可以营造类似于有两个阀门串联的效果。双关泄放/双隔离泄放阀门的应用在管道系统中，使用双关双泄放阀门或是双隔离泄放阀门可以实 现不同的流体控制水平，特别是在可能需要进行管道维护的时候更是 明显。以下图例演示了各种阀门的不同工作机制。图2展示了一个关闭着的标准双关双泄放阀I门，处于双关双泄放状态。图3图3展示的是处于双关和泄放状态的双隔离泄放阀。这两种阀门 在次状态下的作用完全相同。通过监视阀体空腔就可以确定两个阀座 的密封是否完好。在后面的每幅图中黄色表示直接接触压力源的区域，而绿色表示 被阀座将压力源隔离的区域。当阀门处于关闭状态，而且上游阀座密 封完好时，上述两种阀门的功能完全

9、相同。图4图4展示的是标准双关双泄放阀门。图5是双隔离泄放阀门。上游压力被隔离在上游阀座之外，不能抵达阀体空腔或下游管道。当有一个阀座发生泄漏时，双关双泄放阀 门以及双隔离泄放阀就会有不同的性能表现。阀门关闭状态（普通双关双泄放设计）国球关闭上游阀座存在泄漏接触到压力源匚二与压力源隔离开单向阀座单向阀座图6展示的是上游阀座已损坏的双关双泄放阀。图7是一个上游阀座损坏的双隔离泄放阀。在这个双关双泄放阀 中一旦阀体空腔压力高于下游压力，那么下游阀座就会被从阀体内向 外挤压，并使流体得以从关闭着的阀门流向下游。而在双隔离泄放阀 中，下游阀座可以隔离并阻止上游压力施加于下游管道系统。如果需要对管道进行改造或维护，那么双隔离泄放阀就可以提供 双关双泄放阀门无法提供的操作选择了。如果是在双隔离泄放阀的下 游进行维护作业，应当事先查看空腔内上游阀座的性能是否完好。只 要确认阀座的性能良好就可以开始维护作业了。但如果在进行维护过 程中上游阀座存在泄漏现象，那么下游阀座就可以阻断泄漏，并阻止 流体失控和流失。因此在管道系统设计中和下放阀门订单前，我们很有必要