高硫天然气集输工程用高压平板闸阀结构的分析与选用

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Structural Analysis and Selection of High PressureSlabGate Valve for High-Sulfur Natural Gas Gatheringand Transp0rtati0n EngineeringW U Yu ，YUE Jing-hua ，LEI Yong-ling ，YANG Xiao-li ，DONG Xia ，ZHANG Na ，Li Xiao-Gang(1.China Petroleum &Chemical Corporation，Nanjing valve Supply Reserve Center.，Ltd Nanjing 210002；2.Lanzhou High Pressure Valve Co.，Ltd Lanzhou 730060，China)Abstract：This paper introduces the Sichuan high-sulfur natural gas gathering and transportation engi-neering process parameters with a high-pressure slab gate valve，state of working and material require-ments，and should be carried out test and inspection。

Key words：high-sulfur natural gas；gathering and transportation engineering；high-pressure slab gatevalve ；SSC；HIC；self pressure seal1 概述目前，国内含高硫化氢天然气田得到了有序的开发和拓展，高硫天然气田中-般含有 12.31% ～17.05%H2S、7.89% ～10.53%CO2，其地层水中氯离子 (C1-)含量 为 28～65g/1，原 料 气 中含 有0.346g/m 的有机硫，其中硫氧碳为 316.2mg/m。、甲硫醇为 22.8mg/m 、乙硫醇为 1.6mg/m ，并含饱和水蒸汽等。气田集输工程中抗高硫高酸天然气用高压平板闸阀和截止阀是工程系统的关键设备。

2 工艺参数公称压力 CL150～2 500公称通径 DN25～500介质温度 -35～60℃连接形式 法兰3 产品分析3.1 结构特性高压抗高硫高酸特殊平板闸阀(图 1)采用单闸板硬密封结构。浮动阀座具有 自清洗功能，保证杂物不能进入阀座后面，并具有防火和防静电功能。

阀门的上、下阀腔无介质沉积，确保阀杆与阀体之间或阀杆、阀体和闸板之间为能导电的防静电结构，防静电电路的电阻小于 10Q。为确保 H：s不能从阀体与阀盖(填料箱)间产生泄漏，阀门中法兰采用内压 自密封结构时，应采用金属密封结构。阀杆密封采用 Inconel 718柔性石墨与填料隔环内外加 O形圈密封结构。

阀杆设计成在介质压力作用下拆开阀杆密封圈时，阀杆不脱出的结构。阀杆有良好的外部保护措作者简介：吴宇(1972-)，男，浙江绍兴人，工程师，长期从事石化阀门技术及管理工作。

～ 22- 阀 门 2013年第3期施，防止外部物质进入阀杆的密封处。阀盖的密封采用压力 自紧式密封，以有效的防止泄漏，密封材料具有抗硫性。阀杆带有上密封，填料满足现场最高和最低设计温度的要求，并且确保不会发生泄漏。

闸板与阀座采用金属对金属密封，闸板与阀座间具有硬度差，以满足金属密封要求。试验和检验符合API 598和 ISO 5208的相关要求，最大允许泄漏量满足 API 598零泄漏要求。阀杆及阀体中法兰密封应根据ISO 15848-2进行微泄漏检验，泄漏等级应满足 ISO 15848-2规定的B级泄漏要求。

图 1 2 500磅级抗高硫平板嗣阀3.2 主体材料输送介质为高硫天然气时，平板闸阀(含高压截止阀)阀体和阀盖采用抗高硫的专门冶炼的优质抗硫 WCB、WCC、LCC或镍基合金 INCOLOY825等。用于抗高硫腐蚀用 WCB WCC的阀门主体材料采用电弧炉或精炼炉冶炼的低碳、低磷和超低硫的细晶粒的全镇静纯净钢。冶炼、铸造时应对其夹杂物进行严格地控制，使其铸件金相组织可能出现非金属夹杂物为最小，并且不能有明显的柱状偏析。

抗硫腐蚀铸钢 WCB的化学成分中，C≤0.22%，S≤0.015%，P≤0.020%，其碳当量[CE]<0.42%」硫腐蚀铸钢 WCB的热处理为退火或正火 高温回火，以获得均匀的抗硫性能良好的回火索氏体。在显微组织中，不允许有未回火的马氏体组织存在。

铸钢件热处理后，其硬度不大于 200HB。铸件满足抗高硫腐蚀和高氯离子等 的腐蚀及通过 SSC和HIC试验，铸造、冶炼时控制抗硫腐蚀钢的化学成分及热 处理 工艺等。S含 量应 控制在 超低硫 ≤0.012%的范围内，同时因为 C是增加抗高硫钢的强度和硬度并增大钢的裂纹倾向的关键元素，应控制在规定的范围内。

3.3 防火试验及微泄漏检验抗高硫平板闸阀必须按 API 6FA标准对各压力等级、公称尺寸全范围的实施，并进行实物阀门的防火试验的检验，同时阀门出厂前要按 ISO 15848- 2规定的 B级要求进行微泄漏检验。

3.4 铸件和锻件无损检验集输工程抗高硫天然气用平板闸阀(含截止阀)的关键制造工艺是抗高硫钢的冶炼和铸造，抗高硫钢应满足企业内控标准。阀门均应 100%毛坯射线探伤，其结果不应有 Ⅱ级以下的缺陷，锻件实施100%的超声波探伤检验。

4 供货要求阀门供货商应有近年来在国内外为至少2个天然气集输工程的同类闸阀供货业绩，或其他相关领域中的闸阀供货业绩。供货商需递交阀门的实际应用证明，并提供近5年来不小于本项目直径和压力等级的产品在国内外天然气集输工程项目服务过 1年以上的合同或业绩证明，还应证明其所提供的产品能够长期地和安全地运行。供货的阀门阀体材料可以选择工程评定或试验评定方法中的-种作为所供产品的抗硫依据。

4.1 工程评定供货商应提供用相同工艺生产的同类材料使用在苛刻程度不低于本项 目的类似工程的业绩，而且保证材料在工程中连续使用的时间在 2年以上，并且检查后状况良好。供货商应能够提供可追溯的详细证明文件，且应包括工程的相关内容。

①工程的名称、地点及供货时间。工程介质的组分表(至少包括 H S和 CO 的含量)。

④所用材料、所用材料的连续使用时间及当前材料的状态(如没有任何开裂和裂纹等)。

⑤证明文件应带有用户(或其他第 3方)的签字和联系方式等。如供货商能提供所要求的业绩，可以对阀门阀体材料按照要求进行 HIC试验。试验标准为NACE TM0284-2003，试验溶液为NACE规定的 A溶液，试验时间为96h，试验频次为前三炉和以后每 l0炉-批次，验收标准为 CLR≤15%、CTR<5%和 CSR<2%。

(下转第25页)2013年第3期 阀 门 - 25-口直接通油箱)而源源不断的在漏油，且漏率大于150mL/min，所以系统的油压会在-定的时间内降到启动压力，油泵重新启动。频繁的启动在很大程度上增加了油泵和电机的故障率。

4 解决方法实施排气操作。先对油缸进行全开全关的动作10～50次(次数视情况而定)，随后在阀门的启闭动作过程中，分别将排油-侧的油管最高处的接头松开作进-步排气(将油管口抬高，直到出油为止)后再鹏接头。重复本动作多次，彻底排完油管内的压缩空气。

液压系统中的空气大部分是由于安装油管的时候产生的。在实际的操作过程中，首先应判断液压系统中空气的量，视具体情况，确定重复操作次数。

如对于液压站与阀门执行装置连于-体的液控蝶阀，由于液压站与阀门执行装置的距离相对短，油管内气体的存积相对较少，油缸进行全开全关的动作次数 10～20次即可。对于液压站与阀门执行装置分体布置的液控蝶阀，由于油管与执行装置是分体布置的，其油管长度相对较长，油缸进行全开全关的动作次数应增加。

另外，采用用户供油的液控蝶阀，-般都是钢管连接的，-旦固定后拆装不易，因而通常是松开接头排气。由于用户直接供油的油管路较长，其容积较大，-旦空气压缩在内，会严重影响阀门动作性能。

同时用户在安排管路的布置时，常有多次转折，致使管路内局部存积的气体不易排出，这种情况应特别重视排气工作。

5 结语引起液压系统故障的原因有时候是多层次的，需要灵活运用液压技术的基本知识，并按可能引起液压系统故障的原因进行逐-排查，最后才能找到问题的所在，并加以解决。在液控蝶阀调试的时候应尽量排除液压系统中的空气，减少液压系统因空气引起的故障。