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天然氣長輸管線清管閥
上海申弘閥門有限公司
之前介紹進口智能電動防爆調節閥VTON，現在介紹天然氣長輸管線清管閥清管閥是在T型三通固定式球閥結構基礎上改型和增加功能后設計而成的新型閥門。清掃管線時，將清管器置入清管閥的球體內腔，通過球體在相互垂直的三通閥體內，作90°旋轉運動。當球體通道和管線通道在同一軸線時，清管器在管道內流體壓力作用下，從一個清管閥發射，到另一個清管閥被擋條擋住并取出。清管閥的使用必須是成對的，其一發射，其二接收。石油和天然氣的*運輸方式是管線運輸。為了確保管線運輸的和暢通，必須使用清管裝置定期對管道進行清掃。傳統的清管裝置由發射（或接收）的筒體、閥門進出管線、放空及排放管線組成，整套裝置需要專門設計和制造，投資和維護費用高，占地面積大，操作復雜。20世紀90年代初，國外一些公司相繼研制開發了一種可以作為清管器發射的接收裝置的新型閥門＿裝彈機構（Pipe internal cartridge-PIC）閥門，這種閥式清管器發射接收裝置簡稱清管閥。清管閥具備了傳統的清管裝置功能，以其占地面積小和操作簡單等突出優點而得到廣泛應用。能夠*替代傳統使用的以清管器收發筒為核心復雜的清管發射和接收裝置，使管輸系統得到簡化。清管閥的主要用途有：1、新管線投產前，清除管內各種殘留物使管線暢通無阻。2、新管線內壁除銹和防腐層涂敷。3、對已投產管線做定期的油管刮臘，氣管除水，以便長期保持有效輸送能力。4、同一管道內輸送不同種類介質的隔離和置換。
天然氣長輸管線清管閥工作原理
清管閥是在T型三通固定式球閥結構基礎上改型和增加功能后設計而成的新型閥門。清掃管線時，將清管器置入清管閥的球體內腔，通過球體在相互垂直的三通閥體內，作90°旋轉運動。當球體通道和管線通道在同一軸線時，清管器在管道內流體壓力作用下，從一個清管閥發射，到另一個清管閥被擋條擋住并取出。清管閥的使用必須是成對的，其一發射，其二接收。
清管閥類型
A型：
A型（PC型）清管閥是清掃管道用的標準型清管閥。它的球孔面積比通道面積大25%，以保證清管作業過程中輸送介質持續流動。
B型：
B型（PB型）清管閥是一種帶內旁通的清管閥，在球體上垂直于球孔方向開設兩個通道，其通流面積約為管線面積的25%。這種結構保證在發射或接收清管器時清管閥也不會發生斷流。B型清管閥不能當作截斷閥使用。
C型：
C型（PS型）清管閥是隔離和按序輸送介質用的清管閥。球孔面積比管線通流面積約大3%，并且在接收用清管閥的球孔內有一附加密封，保證清管器到達接收用清管閥時形成密封，獲得理想的隔離效果。
圖1 清管閥類型
結構特點
清管閥的結構特征是在固定球閥結構原理基礎上改型和增加功能后創新設計的新型閥門。*繼承了兩位截斷式球閥的性能的特點,通過球芯的90度回轉實現閥門的啟閉,便于設計成雙阻與排放使閥門在全開的情況下都可以排放體腔內的介質,這種功能是清管閥所必須的。
閥體的側面開設支管，該支管中心與管線中心垂直相交。支管上安裝快開盲板和放空閥，使清管器能夠方便送入清管閥或從清管閥中取出，球體通孔直徑更大，通孔的一端設置能夠阻礙清管器通過而又允許介質通過的擋條。
主要結構形式有三段式和上裝式
1、 三段式
三段式清管閥（圖2）閥體由主閥體和左右相同的兩件端閥體組成，閥門沿閥桿中心線*對稱，結構緊湊，外形線條流暢美觀，密封性能好，制造裝配工藝性好，安裝及調試方便。三段式閥體具有良好的抗外應力特性，可制造成高壓力級、大口徑。
2、 整體式
整體式清管閥（圖3）閥體為整體鑄（鍛）造，其上部設有閥蓋，球體、密封圈和閥座等，閥內件均從閥體頂部裝入。閥門在檢修和更換座時，不必將整臺清管閥從管線上拆下，僅打開閥蓋，將球體和閥座取出即可，可實現在管線上維修，這是整體式清管閥的zui突出優點。由于閥體為整體，閥體和閥蓋體積大、質量大，難以制成大口徑，閥門成本高。
結構簡圖
1、 蝸輪手輪
2、 注脂接頭
3、 快開門手輪
4、 快開門擋板
5、 內六角螺栓
6、 安全擋板
7、 快開門
8、 O型圈
9、 排空閥
10、手柄
圖2 三段式清管閥
圖3 整體式清管閥
標準規范
基本設計規范 ANSI B16.34、 API6D
結構長度 Q/LX10-2005
法蘭標準 GB9113 JB/T79 ANSI B16.5
材料 ASTM GB
檢驗與試驗 JB/T9092 API6D API598
材 料
閥門針對油氣輸送工況主體材料采用碳鋼和低溫鋼，并分為普通和抗硫系列。抗硫閥門符合NACE MRO1-75的規定。碳鋼系列適用溫度為
-29~121℃，低溫鋼系列適用溫度為-46~121℃。 清管閥的5大優勢分析
清管閥和收發球閥相比較，優勢顯著，永嘉隆鑫為大家總結了以下5點：
1、系統簡化:收發球筒必配2個截斷閥（一前一后），旁路管線等，而清管閥由于本身就具有截斷功能所以可以不配這2臺閥門；由于是管內發射，所以不需要旁路管線，從而簡化系統，也相應降低了系統成本。
2、體積減小:以DN200的為例，收發球筒長2250mm，而清管閥長度僅為794mm，約為1/3，從而節約了寶貴的空間，實際是節約了成本，這點在海洋平臺和港口等空間有限的地方特別重要。
3、安裝簡單:收發球筒需要專門的安裝基礎，仍以DN200的為例，需要210×240水泥墩基礎2個，埋地腳螺栓數顆；同時需要6個管道或閥門配管連接，這不僅麻煩，更增加了可能的泄漏點，清管閥只需要像一個普通閥門一樣和管道連接即可。
4、操作方便:收發球筒操作時需在2M多長的空間里走動，依次打開（關閉）主截斷閥、排污閥、放空閥、快開門等，再把清管器拿到高高的筒口裝入其中，zui熟練的操作也得8~10分鐘，清管閥在一個工位，3分鐘內完成全部工作。
5、維護簡單:清管閥日常幾乎沒有維護工作和成本，而收發球筒屬于壓力容器，為保證安全必須定期維護并在使用地技術質量監督局的監督下進行，需辦理《壓力容器使用登記手續》、《壓力容器使用許可證》、定期檢驗等，手續和維護都很繁雜。
通用皮碗清管器系列
上海申弘閥門有限公司主營閥門有：截止閥,電動截止閥它的主體是由鋼制骨架構成，內裝超低頻無線電發射機，外套2-4只皮碗。根據管線長度、管道內部條件分別采用聚氨酯皮碗和橡膠皮碗，主要應用于各種線投產前的清掃管線、水壓試驗前的排氣、水壓試驗后的排水、天然氣管線投產后的日常生產維護、混輸管線的介質隔離。
清管閥的材質
閥門針對油汽輸送工況主體材料采用碳鋼和低溫鋼,并分為普通和搞硫系列。抗硫閥門材料符合NACE MR01-75規定。碳鋼系列適用溫度為-29-150℃，低溫鋼系列適用溫度-46-121℃。
零件名稱 碳鋼 低溫鋼
普通 抗硫 普通 抗硫
閥體、閥蓋 A216 WCB A216 WCB A352 LCC A352 LCC
球閥 A216 WCB+WNP A182 F316 WCB+WNP A182 LF2+ENP/LCC+ENP A182 F316/LCC+ENP
閥桿 A182 F6a A182 F316/F304 A182 F6a A182 F316/F304
閥座 PTFE/NYLON/PPL PTFE/NYLON/PPL PTFE/NYLON/PPL PTFE/NYLON/PPL
閥座支承 A182 F6a A182 F316/F304 A182 F6a A182 F316/F304
清管閥型號表示
KTQ/B PCII347F-16C-DN200-AS K-表示抗硫，非抗硫不加；T-表示天然氣，非天然氣不加；B-表示保溫夾套；非保溫型不加；PV-表示清管裝置；II-表示帶旁通型/I表示標準型/III表示隔離型；3-表示蝸輪傳動；4-表示法蘭連接；7-表示固定球三通式；F-表示閥座密封PTFE/N-為尼龍；16-公稱壓力；C-表示碳鋼WCB/P不銹鋼CF8，DN200-公通徑；AS-表示防靜電結構，非防靜電不加。
結構特點
清管閥是一種主要用于水、石油、天然氣等長輸管線中清洗管道的新型閥門，作清管器的發射和接收用。配合相應的清管器可以輕松完成管道清潔、排空隔離和按序輸送介質、檢測管道系統等工作。能夠*替代傳統使用的以清管器收發筒為核心復雜的清管器發射、接收裝置。清管閥的結構特征是在固定式球閥結構原理基礎上改型和增加功能后創新設計的新型閥門。*繼承了兩位截斷式球閥的性能特點，通過球芯的90°回轉實現閥門的啟閉，便于設計成雙阻塞與排放（Double block and bleed)使閥門在全開或全關的情況下都可以排放體腔內的介質，這種功能正是清管閥所必須的。閥體的側面開設支管，該支管中心與管線中心垂直相交，支管上安裝快開盲板和放空閥，使清管器能夠方便關入清管閥或從清管閥中取出，球體通孔直徑更大，通孔的一端設置能夠阻礙清管器通過而又允許介質流通的擋條。
100%的壓力試驗并保證任何密封部位無可見泄漏；耐火安全設計，當彈性閥座被燒損后，球閥和閥座之間形成金屬對金屬的密封；閥體與閥蓋以及閥桿部位都設置耐高溫的石墨墊片，保證高溫密封可靠性，耐火試驗符合API 6FA和API 607標準要求；抗靜電設計，導靜電彈簧保證球體、閥桿與閥體間良好導通，安全地導出摩擦產生的靜電。
清管閥使用按如下圖解過程進行
清管閥操作步驟圖解
六、 根據密封情況，及時加注密封脂。
清管作業流程示意圖
技術參數
訂貨須知
1、注明公稱壓力，公稱通徑，使用介質和使用溫度。
2、應注明是否采用抗硫型閥、天然氣閥、防火抗靜電閥。
3、應注明兩端法蘭連接標準，如未說明，本廠按GB9113-2000標準設計制造。
4、應注明采用何種操作方式（電動、蝸輪傳動或手動）。
5、需注明主體材料。
6、結構長度和連接形式可以按用戶要求設計制造。
清管器的選用
清管器是執行清管動作的動力執行元件，在管道內流體壓力作用下，沿管線內孔軸線方向移動，利用自身外圈的彈力與管道內壁磨擦達到清管作用。主要有聚氨酯皮碗清管器和聚氨酯泡沬（炮彈式）清管器兩大類，并可內裝電子定位發射機，對長輸管線實現無線電清管跟蹤。炮彈式清管器一次作業距離達30KM～100KM，皮碗式清管器一次作業距離可達100KM以上。
部份清管器的應用與比較
名 稱 | 特 點 | 適用范圍 | 管道尺寸 （mm） |
（皮碗式） 整體形 | 經濟一體結構；重量是鋼軸清管器的50%，清砂、清污和除水效果較好。 | 城市供水管線、供氣管線、油田輸油管線、注水管線、天然氣管線及化工管線等。 | 50～159 |
（皮碗式） 鋼主體 | 鋼軸主體，由兩至四個皮碗組成，易組裝。錐形皮碗耐磨表面大，磨損后更換成本低。 | 長距離管線或結垢嚴重的污物較多的各種油、氣、水和化工管道清洗使用。 | 108～1000 |
（皮碗式） 肋型刮蠟 | 鋼軸主體，由兩至三個皮碗組成，在兩皮碗之間等份安裝一固定彈簧片，彈簧片上安裝肋型聚氨酯刮刀。 | 長距離管線的刮蠟、多種污水排放管線、供水管線和化工管道清洗。 | 159～1000 |
（炮彈式） 聚氨酯光面泡沬 | 高強度聚氨酯泡沬表面敷有聚氨酯彈性體涂層。 | 各種油、氣、水及新建管線。 | 50～1000 |
（炮彈式） 聚氨酯鋼絲刷泡沬 | 高強度聚氨酯泡沬表面敷有聚氨酯彈性體涂層，并牢固鑲嵌螺旋鋼絲刷。 | 各種油、氣、水及化工管線的除銹、清污。 | 50～1000 |
（炮彈式） 聚氨酯碳化硅泡沬 | 高強度聚氨酯泡沬表面敷一層碳化硅（金剛砂），表面硬度高，耐磨，除銹功能強。 | 各種油、氣、水及化工管線的除銹、清污。 | 50～1000 |
注： 1、輸送介質不得與聚氨酯材質起化學反應，否則應向清管器專業廠家訂制合適材質的清管器。 2、清管器的長度可按清管閥閥芯允許容納長度向廠家訂制。 3、所清管線距離在5KM以下時宜采用價格較低的炮彈式清管器。 | |||
安裝使用與維護
一、 清管器必須與所選清管閥匹配,長度小于清管閥閥芯內腔長度,安裝前盡可能檢查一下清管器與閥芯的配合情況。
二、 清管閥打開到全開位置，查看閥芯(球體)的腔口,放置閥門時使接收與發射的兩清管閥閥芯的腔口相向，保證清管器在兩閥之間能夠進出閥芯內腔。
三、 所清管路中不可有縮徑的閥門或接管，以防清管器不能通過造成管路堵塞。
四、 管道對接焊時不要將焊渣從焊縫處漏至孔內壁，以防清管器通過時被拉壞表面。
五、根據所選清管閥準備好相應規格的螺栓、螺母、墊片等，將閥門與管路連接。
五、發射或接收清管器時，按以下步驟進行（以三段式清管閥序號進行說明）：1、轉動蝸輪頭手輪（1），使閥門處于關閉狀態。2、打開排空閥（9）泄放體腔介質（壓力）; 3、取下內六角螺栓（5）和安全擋板（6）；4、穩住手柄（10），轉動快開門手輪（3），使快開門后移至快開門擋板（6）（手輪感覺轉不動為止，此時快開門上O型圈脫離密封位置），5、順時針轉動手柄（10）45°，使快開門擋板（4）的牙齒對準閥體齒間；，拉出快卸閥蓋組件(裝卸快卸閥蓋如遇卡阻可晃動手柄調整位置)；并將快卸閥蓋組件向右旋轉；6、裝入或取出清管器；7、與步驟2~6相反，將快開門裝入后，用內六角螺栓定位安全擋板，關閉排空閥，然后方可旋轉蝸輪手輪打開閥門發射清管器或恢復輸送介質。
注意：取下安全擋板與打開閥蓋之前必須打開排空閥且確定排放*。
與本文相關的論文：卡套減壓閥在能源化工研究院
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