PE燃气管道中聚乙烯(PE)球阀的使用

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2021年2月14日09:21:36 评论 15
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本文结合部分(Part)用户(user)实际,介绍了聚乙烯球阀的相干技术(technology)标准(standard)和实际应用(application),以及分析了常见故障的原因(Reason)、改良措施(Measures)。关键(crux)词:PE球阀标准(standard)优点(Advan

本文结合部分(Part)用户(user)实际,介绍了聚乙烯球阀的相干技术(technology)标准(standard)和实际应用(application),以及分析了常见故障的原因(Reason)、改良措施(Measures)。
关键(crux)词:PE球阀标准(standard)优点(Advantage)安装(install)使用(Use)

1前言

随着聚乙烯(PE)管道在各地燃气输送管网中的大量使用(Use),作为PE管道中不可(Mustnot)缺少的管道控制元件一PE球阀随之受到(begiven)越来越多的使用(Use)和重视,本文结合中石油华北石油管理(Administration)局系统在敷设城市(City)燃气管道中的应用(application)实践,简要介绍PE球阀在实际使用(Use)中的情况(Situation)和碰到问题时的解决措施,供大家参考和讨论。

2 PE球阀的选择(Choice)

阀门的设置,主要(main)用作管道检修、保护和预留管口,特别是在管道出现(Appear)故障、事故需要临时断气的时候,阀门的作用尤为重要。作为管道的控制元件,除了一定具有与PE管道相同的耐压性外,阀门的功能(function)主要(main)表现在密封(Sealup)和扭矩两项:阀门在关闭时,一定有良好(good)的密封(Sealup)性能(performance),这关于燃气输送管道来讲,特别是至关重要的;而在启闭阀门时,则需要阀门具有相对较小的扭矩,即较小的开启力而易于操作(manipulate)。国际标准(standard)规定PE球阀最大带压(0.4MPa)开启扭矩为:dn≤63为35Nm63<dn≤125为70Nm 125<dn≤225为150Nm。

2.1 PE球阀的优点(Advantage)

性能(performance)方面:无腐蚀(corrosion)、整体式阀体无泄漏、抗老化、寿命(Life)长,与PE管道相匹配、启闭力矩小,易于操作(manipulate)。结构(structure)方面:可直埋,无需建造阀门井。安装(install)施工(construction)方面尤为突出:与PE管网连接(Connect)方便,施工(construction)周期短、阀门重量(weight)轻,易于搬运和焊接、焊接质量(quality)可直接观察,无需作复杂的无损检测等。PE球阀是美国思凡诺思绰姆公司(company)70年代开发、生产(production)并采用(Use),1997年国际标准(standard)化组织经过了IS010933产品(product)标准(standard),2002年欧盟标准(standard)化组织同意了EN1555—4产品(product)标准(standard)准,国际上欧美日韩等发达国家已广泛使用(Use),说明PE球阀已经是技术(technology)成熟(mature)的产品(product)。我国现在也已有北京、上海、天津、成都、兰州、乌鲁木齐等两百余个城市(City)普遍使用(Use)。

2.2对于产品(product)标准(standard)

现在我国暂沿用国际标准(standard)IS010933和欧洲标准(standard)EN1555—4,我国国家标准(standard)正在制定中。产品(product)标准(standard)是识别产品(product)能否合格(qualified)的唯一根据,作为聚乙烯(PE)燃气管道系统标准(standard)中的第3部分(Part)一GB15558—3-200X PE球阀部分(Part),制定原则基本是按照国际标准(standard)IS010933和欧洲标准(standard)ENl555—4为基础,作一些符合(accordwith)中国实际情况(Situation)的修正而成,其关键部分(Part)依然是严格(strict)的检测。特别是针对球阀基本功能(function)的检测,设定了各类条件(condition)、环境中的测试,如简支梁弯曲、操作(manipulate)杆施压、静液压强度(Strength)、冲击载荷、50次温度循环(loop)等条件(condition)下的密封(Sealup)性和启闭扭矩能否达到标准(standard)要求,关于PE球阀来讲,这些都是强制性的要求。φ250及以上PE球阀现在还没有标准(standard),生产(production)企业标准(standard)可仿照国际标准(standard)制定,并完备标准(standard)规定的各类试验(test)手段,其中阀门带压启闭扭矩(MAX)一般(commonly)定为300Nm为宜(一个工人可启闭的力矩)。

2.3我们在选择(Choice)PE球阀时,应着重考察(Investigate)

(1)产品(product)执行标准(standard)能否依照IS010933和ENl555—4执行;(2)生产(production)过程当中以及对最终产品(product)的检测能力能否具备(Have);(3)企业的资信情况(Situation);(4)企业的生产(production)技术(technology)水平和质保体系能否经过IS09001:2000版认证;(5)企业的销售服务承诺(Promise)和能否切实实施;(6)产品(product)使用(Use)主要(main)原材料(MaterialScience)情况(Situation),能否为合格(qualified)的燃气专用料; (7)国家规定的生产(production)资质能否具备(Have)等方面,只有具有上述条件(condition)的企业和产品(product)才是用户(user)可信赖的。

2.4球阀一般(commonly)分为2种

一种为浮动球球阀,即阀芯在阀体内可相对浮动,依靠两头的密封(Sealup)圈压紧阀芯而稳定,这类PE球阀应该(Should)适用(apply)于口径较小的阀门(一般(commonly)为6200及以下),6250及以上规格的PE球阀由于(Because)管径较大,受到(begiven)的单向压力(pressure)相当大(可达上百千克(kg)),扭矩会大大增加,严重影响(Influence)阀门的正常启闭;其次,浮动阀球在大压力(pressure)下,对密封(Sealup)圈的单边挤压力(pressure)增大,影响(Influence)密封(Sealup)圈的弹性和使用(Use)寿命(Life),严重时造成管道低压内漏,因而大规格PE球阀我们建议应考虑选用固定球球阀产品(product),如此可以(Sure)有效消除大规格PE球阀出现(Appear)低压内漏的隐患和降低阀门的启闭扭矩,方便使用(Use)。

3 PE球阀的检查、安装(install)

(1)PE球阀在生产(production)企业出厂检查中,依照国际标准(standard)IS010933和欧洲标准(standard)ENl555-4的要求,每个阀门均要进行三个必检项目:外观检查、扭矩检测、密封(Sealup)性能(performance)检查,合格(qualified)达标方能出厂。由于(Because)PE球阀的检查具有一定的特殊(special)性,在外观检查外,扭矩、密封(Sealup)检查项目一般(commonly)用户(user)不具备(Have)检测条件(condition),特别是带压密封(Sealup)性能(performance)检查,绝不能用夹紧金属阀门的办法来夹紧PE阀门,有的用户(user)以至用千斤顶来顶紧PE阀门,如此会严重破坏阀门。因而可凭生产(production)企业检查合格(qualified)证作为合格(qualified)的根据,用户(user)应妥当保存产品(product)合格(qualified)证(含产品(product)检查陈述)、使用(Use)说明书、质量(quality)保证(ensure)书等技术(technology)资料,作为工程验收陈述和产品(product)质量(quality)保证(ensure)之用。

(2)阀门的现场(scene)保护,PE阀门应在安装(install)前拆除(dismantle)包装,以维持焊接区域的干净,阀门在搬运和安装(install)过程当中,均应维持开启状态。阀门安装(install)处底部土层应予夯实或铺设混凝土,阀门应与管道对齐,操作(manipulate)杆轴线笔直于地面。阀门安装(install)后,应将回填土夯密实,保证(ensure)阀门和护套的稳固,以避免在阀门启闭过程当中,产生(comeintobeing)晃动或挪动,影响(Influence)阀门的性能(performance)和管道与阀门的连接(Connect),严重者会破坏阀门。PE球阀在维持包装不破坏、不受热源和化学品污染的情况(Situation)下,在库房寄存不宜超过三年。

(3)无放散PE球阀可直埋,不需要砌阀门井,用护套管代替(replace)了阀门井,金属小井盖代替(replace)了大井盖,既经济又实用;放散阀需砌阀门浅井,露出放散阀即可,放散阀以下主阀部分(Part)可直埋。附安装(install)简图:

放散阀砌浅井 标准(standard)阀直埋

(4)阀门的安装(install)焊接完全等同于PE管道的烤接,φ63及以下的阀门与管道焊接一定采用(Use)电熔套筒连接(Connect),φ90及以上的阀门与管道焊接则热熔对按和电熔连接(Connect)都可,PE80等级球阀与不同材料(MaterialScience)等纫(如NPEl00)、不同壁厚(如SDRl7.6系列)的管道和钢骨架PE复合管道的连接(Connect)一定用电熔套筒焊接。一切焊接办法和质量(quality)检查均应符合(accordwith)国家聚乙烯燃气管道工程技术(technology)规范。

4 PE管道系统的吹扫和强度(Strength)、密判性试验(test)

(1)PE管道系统在施工(construction)过程当中应严格(strict)保证(ensure)智路内部的清洁,防止砂土进入管道内,由于管道防有砂土,会对管道元件设备(equipment),如阀门、调压器等造成损伤和毁坏。管道内的泥沙杂质会积聚阀腔庙外,使PE阀门无法正常启闭;泥沙还会磨损阀志(阀芯一般(commonly)用聚丙烯或尼龙等抗腐蚀(corrosion)塑料产品(product)加工成),导致(cause)阀门内漏。PE管道应在阀门等元件设备(equipment)安装(install)前进行吹扫,国家聚乙烯燃气管道工程技术(technology)规范中对PE管道吹扫有严格(strict)的要求和验收标准(standard)。应按聚乙烯管道施工(construction)规范确认吹扫完成后再焊接PE球阀。

(2)PE管道系统在进行压力(pressure)试验(test)时,PE阀门一定全开,不得采用(Use)阀门作堵扳。PE球阀可以(Sure)依照聚乙烯燃气管道工程技术(technology)规程要求与管道系统进行强度(Strength)、密封(Sealup)性能(performance)试验(test)。强度(Strength)试验(test)压力(pressure)为管道设计压力(pressure)的1.5倍(PE80级为0.6MPa),稳压1h,观察压力(pressure)计30分钟。气密性试验(test)压力(pressure)为设计压力(pressure)的1.15倍(PE80级为0.46MPa),时间为24h,试验(test)中不可(Mustnot)带压启闭阀门,否则(otherwise)会破坏阀门。

5 PE球阀的运行管理(Administration)

(1)PE球阀为双向阀,不需要标示流向。单放散球阀则在安装(install)时一定留意应把放散端设置于气体流向的下游,如考虑气体置换和修理两重功能(function)的要求,则可选择(Choice)安装(install)双放散阀f1。PE球阀连接(Connect)后,应开关3—5次,使阀芯转动灵活,以利以后使用(Use)。

(2)直埋式阀门的护套和阀门井均应有相应的具有一定强度(Strength)的井盖,并严格(strict)保护阀门护套管和井内的畅通,避免泥土、石块等杂物落入,影响(Influence)阀门启闭。我们在技术(technology)服务中曾碰到用户(user)汇报阀门启闭有困难,经检查,阀门护套管中有泥沙,以至有封路面时的混凝土块,给使用(Use)和修理带来了极大的不便,直埋式球阀需要重新开挖,清理(Clear)护套管。

(3)阀门在启闭过程当中,应缓慢放下阀门扳手(钥匙),套上扳手帽,防止扳手与阀门猛烈撞击。阀门扳手顺时针旋转900为关,逆时针旋转900为开。在开关阀门过程当中,应逐步加力至全开或全闭位置,力的大小以阀门扳手转动为宜,特别是开关φ32一φ63的燃气阀门时更应轻开轻关。

(4)放散阀的功能(function)主要(main)是在阀门关闭后,修理下游管道或设备(equipment)时,将管道内余气放散尽,以保证(ensure)修理工作的安全,也可用作管道运行中气体置换之用,凡这类情况(Situation),我们建议选用双放散球阀。在安装(install)中和不需要放散时不要打开放散阀上端的保护盖,以保证(ensure)放散阀的畅通。管道中如输送液化石油气空混气应将放散管引出阀门井后再开启放散阀,放散停止后,为避免气体放散中与管壁磨擦产生(comeintobeing)静电积聚在放散阀上端,可用金属导线或湿布接地,达到释放静电的作用。

(5)尽管PE球阀有着耐腐蚀(corrosion)、密封(Sealup)性能(performance)好、使用(Use)寿命(Life)长达50年等显著优点(Advantage),但PE球阀在长期使用(Use)中也应该(Should)留意保养和必要的保护,其中每隔半年至1年应启闭数次,以检查其性能(performance)情况和有益以后使用(Use)。

6 PE球阀使用(Use)中碰见的主要(main)问题

(1)由于(Because)埋地PE球阀在管道中,正常情况(Situation)下启闭次数较少,一旦需启闭时,容易(easily)出现(Appear)启闭扭矩过大的情况(Situation),这是阀芯在长期固定的状态下初次转动时的惯性作用形成(formation),初次启闭扭矩会有所增大,启闭数次扭矩即会正常。大规格阀门(一般(commonly)指φ200以上)如是浮动球球阀,其阀芯在阀腔内可相对浮动,依靠两头的密封(Sealup)座(密封(Sealup)圈支架)压紧密封(Sealup)圈及阀芯而稳定,在阀门关闭情况(Situation)下,管道内气体对阀芯的强大推进力,使阀芯向下游挤压,如此扭矩会很大,而固定球技术(technology)则是将阀芯与阀体相对固定,使阀芯不会因气体的推进而产生(comeintobeing)挪动,从而增大转动阀芯的扭矩。因而应优先选用固定球球阀,以减小扭矩。

(2)球阀内漏现象(phenomenon),有些地区用户(user)在使用(Use)PE球阀若干年后出现(Appear)内漏情况(Situation),我们对替换(replace)下的阀门进行检查,发现大多是由于管道气体过脏,混有较多泥沙,泥沙积聚在阀芯上,影响(Influence)了阀门使用(Use),有的以至划伤了阀芯,其原因(Reason)是管道施工(construction)停止时对管道吹扫不到位,或是管道气体不干净,以至安装(install)阀门之后进行吹扫,导致(cause)泥沙在阀腔内积聚,这些都不符合(accordwith)国家燃气输配有关技术(technology)规范的要求,因而只需规范施工(construction)和改进供气条件(condition),就不会发生内漏的情况(Situation)。

由于(Because)聚乙烯(PE)管道的显著的优越(superior)性能(performance),在城市(City)地下燃气管网系统中越来越多地采用(Use)聚乙烯(PE)管道,作为同寿命(Life)、同性能(performance),焊接简单、密封(Sealup)性能(performance)好、使用(Use)方便的聚乙烯(PE)球阀已作为管道控制元件被首选配套,越来越多受到(begiven)各地燃气公司(company)的欢迎。

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