國(guó)內(nèi)管線球的發(fā)展概括

圖3-50所示為在新疆澀寧蘭復(fù)線上服役的全焊接管線球閥。和管道工業(yè)一樣，2000年中國(guó)全焊接閥體管線球閥落后于國(guó)外近半個(gè)世紀(jì)。然而，中國(guó)開(kāi)發(fā)這一全焊接產(chǎn)品可以充分運(yùn)用現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)與現(xiàn)代制造技術(shù)，起步晚而起點(diǎn)高。整個(gè)幵發(fā)過(guò)程一方面應(yīng) 用反求工程，消化吸收國(guó)外各個(gè)閥門公司之所長(zhǎng)，綜合為我所用；另一方面運(yùn)用現(xiàn)代數(shù)值分析方法來(lái)解決產(chǎn)品設(shè)計(jì)和焊接工藝上的技術(shù)問(wèn)題，運(yùn)用現(xiàn)代斷裂力學(xué)理論解決大厚度窄間隙埋弧焊焊縫免焊后熱處理的技術(shù)難點(diǎn)。因此，中國(guó)全焊接閥體管線球閥在下列幾個(gè)方面取得。

（1）閥體強(qiáng)度的應(yīng)力分析

zui早采用ASME W鍋爐壓力容器*、第二分冊(cè)分析法，通過(guò)有限元分析，計(jì)算在外載荷與內(nèi)壓復(fù)合作用下閥體的應(yīng)力強(qiáng)度。提出筒式閥體在閥頸處存在應(yīng)力集中，建議采用焊接閥頸結(jié)構(gòu)。已被國(guó)內(nèi)外主要閥門公司認(rèn)可和采用。圖3-51為外載荷與內(nèi)壓復(fù) 合作用下閥體的應(yīng)力強(qiáng)度云圖。

（2） 低殘余應(yīng)力焊接工藝參數(shù)的優(yōu)化

用數(shù)值分析方法對(duì)焊接過(guò)程溫度場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)進(jìn)行預(yù)測(cè)和控制，采用“固有應(yīng)變法”對(duì)閥體焊接變形進(jìn)行預(yù)測(cè)和控制，并與實(shí)際測(cè)定的溫度場(chǎng)、殘余應(yīng)力和變形相比較，從而優(yōu)化焊接工藝參數(shù)在較低的殘余應(yīng)力水平上。

（3） 焊縫免焊后熱處理（PWHT）的安全評(píng)估

根據(jù)API 6D與ASME標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)規(guī)定，大于 38mm以上厚度的焊縫必須進(jìn)行熱處理，而產(chǎn)品中有橡膠彈性體，不能進(jìn)行熱處理，國(guó)外的閥門公司無(wú)一對(duì)此做出科學(xué)的解析和安全評(píng)估。*先應(yīng)用斷裂力學(xué)理論，按照英國(guó)BS 7448第二部分《斷裂韌性試 驗(yàn)》的方法，采用美國(guó)API1104附錄A《管道焊接與相關(guān)設(shè)施》的評(píng)定與驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，并參考挪威船級(jí)社 DNV在工程驗(yàn)收評(píng)估中的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)全焊接閥體焊縫試樣做全厚度斷裂韌性CTOD試驗(yàn)以及殘余應(yīng)力測(cè)定，根據(jù)其結(jié)果來(lái)做出免焊后熱處理的安全評(píng)估。圖 3-52所示為MTS809測(cè)試機(jī)，進(jìn)行全厚度斷裂韌性CTOD試驗(yàn)及試驗(yàn)樣品。

2008年西氣東輸二線工程的啟動(dòng)，從新疆至上海，至廣州全長(zhǎng)8800km，選用管線直徑DiV1200 （NPS48），輸送壓力12MPa，這樣就需要Class900， DN1200 （NPS 48）全焊接閥體管線球閥。這種高壓大口徑全焊接管線球閥，在*服役的僅13臺(tái)。 二線工程的主干線上，48in，Class 600以上的緊急切斷閥亦全部從國(guó)外進(jìn)口，32in以下在國(guó)內(nèi)采購(gòu)。同時(shí)，在國(guó)家能源局的主持下，中石油與上海耐萊斯• 詹姆斯伯雷閥門有限公司，成都高中壓閥門有限公司和五洲閥門廠簽訂10臺(tái)Class600，Class900磅級(jí)， 口徑DiVlOOO, DN1200大口徑高壓全焊接閥體管線

球閥的技術(shù)開(kāi)發(fā)合同。各有關(guān)廠積極擴(kuò)充裝備能力， 如大型車磨一體化球體加工中心，3200t大型液壓設(shè)備，大型臥式、立式加工中心。具備了批量生產(chǎn)大口徑高壓全焊接閥體管線球閥的能力。在六個(gè)月的生產(chǎn)周期內(nèi)完成了30臺(tái)試制任務(wù)并于2011年通過(guò)工業(yè)性運(yùn)行試驗(yàn)，產(chǎn)品已在西氣東輸二線服役。圖3-53所 示是上海增欣機(jī)電設(shè)備制造有限公司研究成功的3200t液壓試驗(yàn)設(shè)備。圖3-54所示是進(jìn)口車磨一體化球體加工中心。

至此，中國(guó)已完成高壓大口徑管線球閥的國(guó)產(chǎn)化工作，可以為國(guó)內(nèi)外提供壓力等級(jí)Class150:2500磅級(jí)， 通徑2?60in球狀或筒狀全焊接閥體或分體式閥體的管司生產(chǎn)的Class 900，48in高壓大口徑管線球閥。

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