介绍低温球阀结构设计方案
LNG用低温球阀有锻钢球阀(NPS1/2~11/2)和铸钢球阀(≥NPS2)。低温球阀阀体采用一体顶装式。分体式球阀在阀体中间有法兰连接,分体式球阀在价格上可能存在优势,但是分体式球阀选用时需要同时考虑管道设计、工艺要求、应力分析等影响因素,不但增加设计难度,而且增加装置的危险系数。分体式阀体的连接法兰形成了一个薄弱点,在整个管线中既要承受介质内压作用,又要承受来自管系的弯矩和管线收缩的拉力(冷缩效应),冷态介质导致此处承受的不是推力而是拉力。
低温工况不推荐使用分体式阀体。某些规范上禁止在低温管线采用承插焊接。由于 LNG 为易燃介质,阀门需要设置防火和防静电结构。阀盖加长结构是低温球阀除了一般阀门的设计原则以外,比较独特的结构设计。低温下,部分常温阀门用填料不能承受低温,影响填料正常的密封性能,还可能造成填料与阀杆处冻结,影响阀杆的正常工作,引起泄漏。因此相关标准规定,超过一定温度时,低温球阀需采用长颈阀盖结构。
低温球阀设计方案
低温球阀设计选用的标准是阀门常用的设计标准,如 API 6D、ISO 17292 和 ASMEB16. 34等。对于低温测试要求参照 BS 6364。
管线等级是低温球阀磅级选用的依据,由管线系统的温度、压力和选材确定,一般情况下,阀门的磅级与管线等级一致。低温球阀不建议使用法兰连接,如果大量采用法兰阀门,会导致泄漏点增多,安全隐患增加。采用对焊连接的阀门易于防止泄漏和维修。但全部对焊连接时,不利于施工阶段的吹扫及试压工作。承插焊低温球阀的压力选用了800 磅级,其余磅级均随管线等级。低温球阀可以使用浮动球、固定球结构。价格上,低温浮动球阀设计、制造成本占优势。低温球阀如果考虑法强泄压,密封方向需设计成单向结构。低温球阀阀体、阀盖、阀杆材料选用奥氏体不锈钢锻件。