陳月蘭

輸油管道控制閥門設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

陳月蘭

（中石化洛陽(yáng)工程有限公司儀電室，河南洛陽(yáng) 471000）

在社會(huì)不斷發(fā)展的過程中，人們對(duì)油氣的需求也有很大的提升，但是對(duì)于這種不可再生能源，要想保證在人們?nèi)粘Ｉ钪械玫綇V泛應(yīng)用，就需要高度重視油氣儲(chǔ)運(yùn)，只有這樣才能夠從根本上實(shí)現(xiàn)我國(guó)油氣行業(yè)的高速發(fā)展。在油氣運(yùn)輸?shù)倪^程中，需要使用相應(yīng)的管道，但是在利用管道運(yùn)輸?shù)臅r(shí)候，還經(jīng)常發(fā)生油氣運(yùn)輸過多的現(xiàn)象，針對(duì)此種現(xiàn)象需要對(duì)油氣管道進(jìn)行控制閥門設(shè)計(jì)，保證油氣在運(yùn)輸?shù)臅r(shí)候能夠更加合理。

輸油管道；控制閥門；設(shè)計(jì)

對(duì)于整個(gè)輸油管道來說，閥門對(duì)控制整個(gè)管道內(nèi)部油氣流量起到非常重要的作用。除此之外，在使用控制閥門的時(shí)候還能夠有效改變介質(zhì)的流動(dòng)方向，借以提升輸油管道的應(yīng)用。另外，控制閥門在油氣運(yùn)輸?shù)倪^程中，還承擔(dān)油氣運(yùn)輸?shù)拈_啟、關(guān)閉和壓力調(diào)節(jié)等功能，因此這就需要對(duì)油氣管道中的控制閥門高度重視［1］。在對(duì)控制閥門進(jìn)行深入研究中還發(fā)現(xiàn)，其在使用過程中還經(jīng)常會(huì)受到溫度和油料性質(zhì)的影響，因此要想保證輸油管道中控制閥門的設(shè)計(jì)和應(yīng)用能夠更好的進(jìn)行，就需要對(duì)其自身涉及的各項(xiàng)因素進(jìn)行全面考慮。

1　閥門外壁材料

要想保證輸油管道中的控制閥門在油氣運(yùn)輸過程中發(fā)揮自身最大的作用，就要對(duì)其自身閥門外壁的結(jié)構(gòu)和制造材料進(jìn)行全面研究，借以保證油氣運(yùn)輸更好的進(jìn)行。在對(duì)閥門外壁材料進(jìn)行選取的時(shí)候需要從四個(gè)方面進(jìn)行考慮，在這里筆者針對(duì)閥門外壁材料選取過程中涉及的四個(gè)方面進(jìn)行詳細(xì)的論述。

第一，要想保證閥門在整個(gè)輸油管道中發(fā)揮自身最大的作用，還需要對(duì)其自身的導(dǎo)熱性進(jìn)行全面考慮，其根本原因在于整個(gè)閥門材料的導(dǎo)熱性對(duì)閥門的正常使用還會(huì)產(chǎn)生一些影響。在對(duì)閥門進(jìn)行制作的過程中需要通過焊接、鑄造和熱處理這幾個(gè)工序，在這個(gè)過程中就需要對(duì)整個(gè)閥門的導(dǎo)熱性高度重視，借以減少閥門在使用過程中發(fā)生開裂的現(xiàn)象［2］。

第二，總的來說油氣在運(yùn)輸?shù)倪^程中，經(jīng)常會(huì)發(fā)生輸油管內(nèi)部壓強(qiáng)大于外部壓強(qiáng)的現(xiàn)象，這種情況就很有可能導(dǎo)致輸油管發(fā)生膨脹。因此在對(duì)輸油管內(nèi)部閥門進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候還需要對(duì)其自身涉及的膨脹系數(shù)有一個(gè)全面的了解，使其在管道發(fā)生膨脹的時(shí)候進(jìn)行有效控制，這樣對(duì)于提升整個(gè)輸油管道的安全性起到非常重要的作用［3］。

第三，在對(duì)輸油管道進(jìn)行深入研究的過程中，還經(jīng)常會(huì)因?yàn)檩斢凸艿纼?nèi)部物質(zhì)自身特性，造成輸油管道發(fā)生腐蝕，這就需要在對(duì)閥門外壁材料選取的時(shí)候?qū)ζ渥陨淼目垢g性也進(jìn)行全面考慮，盡量選取抗腐蝕性符合相應(yīng)要求的外壁材料，這樣對(duì)于保證輸油管道和相應(yīng)閥門的使用壽命起到不可忽視的作用。

第四，在進(jìn)行輸油管道內(nèi)部控制閥門制造的過程中，其制造過程和順序?qū)φ麄€(gè)閥門的質(zhì)量都有一定影響，因此在進(jìn)行閥門制造的時(shí)候還需要對(duì)其自身工藝性能進(jìn)行全面考慮，這樣對(duì)于保證閥門自身質(zhì)量起到非常重要的作用。在這里涉及的工藝性能主要包括四個(gè)方面，即鑄造性能、流動(dòng)性、收縮性和偏析。在進(jìn)行閥門設(shè)計(jì)的時(shí)候還要保證這四個(gè)方面能夠符合相應(yīng)數(shù)據(jù)和規(guī)定，這樣不僅僅能夠提升閥門自身性能特點(diǎn)，對(duì)于促使輸油的順利進(jìn)行也起到非常重要的作用。

2　輸油閥門受力分析

閥門的可靠性和安全性對(duì)整個(gè)油料運(yùn)輸過程中均起到至關(guān)重要的作用，因此在設(shè)計(jì)閥門的過程中，必須充分考慮到傳輸過程中壓力的動(dòng)態(tài)變化、甚至包括輸油管道承受到一定的擠壓、變形和震動(dòng)后對(duì)控制閥門的影響。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，在閥門設(shè)計(jì)過程中需要將閥門材質(zhì)、外殼厚度以及受力情況做綜合地分析，才能得出最終的設(shè)計(jì)方案。

前面也清楚說明輸油管道閥門自身主要作用，就是對(duì)管道內(nèi)部油氣流量進(jìn)行有效的控制，因此在這個(gè)過程中就需要對(duì)整個(gè)輸油管道內(nèi)部的閥門受力控制進(jìn)行有效的分析，這樣對(duì)于提升輸油管道內(nèi)部閥門的應(yīng)用范圍起到非常重要的作用。目前在進(jìn)行輸油管道內(nèi)部閥門受力分析過程中采取的技術(shù)手段主要是三強(qiáng)度理論，這種理論在實(shí)施的過程中需要對(duì)輸油管內(nèi)部相應(yīng)因素進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，保證其能夠全面符合社會(huì)發(fā)展需求［4］。

另外在這個(gè)過程中還需要對(duì)筒體失效的原因進(jìn)行深入研究，研究中發(fā)現(xiàn)筒體失效的原因主要有三個(gè)方面，在這里筆者就根據(jù)這三個(gè)方面進(jìn)行全面論述。第一，在控制閥門發(fā)生彈性失效的情況下，其筒體內(nèi)部所承受的壓力超過規(guī)定的屈服極限，在這個(gè)過程中就會(huì)導(dǎo)致整個(gè)筒體自身彈性失效。第二，當(dāng)閥內(nèi)外材料在長(zhǎng)時(shí)間使用過程中發(fā)生變形的情況時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致整個(gè)筒體自身失去原有的作用，因此在發(fā)生這種情況的時(shí)候就需要對(duì)閥門內(nèi)外材料進(jìn)行全面更換，保證閥門在整個(gè)輸油管道中發(fā)揮自身最大的作用。第三，筒壁在使用的過程中也會(huì)因?yàn)橘Y源條件和外界原因發(fā)生爆破的現(xiàn)象，在發(fā)生這種現(xiàn)象的時(shí)候會(huì)導(dǎo)致閥門內(nèi)部相應(yīng)韌性材料出現(xiàn)硬化，一旦出現(xiàn)閥門材料硬化勢(shì)必影響整個(gè)筒體的正常使用。

3　結(jié)束語(yǔ)

在閥體內(nèi)部的兩法蘭連接處存在最大應(yīng)力和最大應(yīng)變。出現(xiàn)最大應(yīng)力的原因是由于在模型制作時(shí)，將兩法蘭面粘結(jié)在一起，使在該處形狀變化最為劇烈、同時(shí)內(nèi)壁存在著圖一組合應(yīng)變?cè)茍D尖角的原因所形成。根據(jù)分析，閥體在正常運(yùn)行條件的應(yīng)力均小于對(duì)應(yīng)的極限應(yīng)力值，并有一定的安全裕度，說明閥體的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度安全，能滿足設(shè)計(jì)要求。

［1］ 張清明.高溫閥門的設(shè)計(jì)與計(jì)算［J］.通用機(jī)械，2008，（2）.

［2］ 戴寧生，陸文龍，周桂生.三維CAD技術(shù)的推廣與應(yīng)用［J］.機(jī)械制造與自動(dòng)化，2007，（6）.

［3］ 鮑曉兵.船閘閘閥門液壓?jiǎn)㈤]系統(tǒng)［J］.液壓氣動(dòng)與密封，2007，（6）.

［4］ 楊志峰，雷玉勇，熊佳，等.基于VB的工業(yè)閥門應(yīng)用程序設(shè)計(jì)［J］.機(jī)械設(shè)計(jì)與制造.2007，（12）.

Design and Implementation of Oil Pipeline Control Valves

Chen Yue-lan

In the process of the present society of constant development，the demand for oil and gas has greatly improved，but for a non-renewable energy sources，in order to ensure that are widely used in people's daily lives，we need oil and gas storage and transportation play attention，the only way to achieve high-speed development of China's oil and gas industry from a fundamental point of view.In the process of oil and gas transportation，the need to take appropriate pipeline，but in the use of pipeline transportation time，but also often too much oil and gas transport phenomena，for this we need oil and gas pipeline control valves are designed to ensure the transport of oil and gas in when to be more reasonable.

oil pipeline；control valve

TH134

A

1003-6490（2016）06-0016-02

2016-06-01

陳月蘭（1964—），女，甘肅蘭州人，工程師，主要從事油庫(kù)、輸油管道自控設(shè)計(jì)工作。