國內(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年中國全焊接閥體管線球閥落后于國外近半個世紀。然而，中國開發(fā)這一全焊接產(chǎn)品可以充分運用現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)與現(xiàn)代制造技術(shù)，起步晚而起點高。整個幵發(fā)過程一方面應(yīng) 用反求工程，消化吸收國外各個閥門公司之所長，綜合為我所用；另一方面運用現(xiàn)代數(shù)值分析方法來解決產(chǎn)品設(shè)計和焊接工藝上的技術(shù)問題，運用現(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。因此，中國全焊接閥體管線球閥在下列幾個方面取得。

（1）閥體強度的應(yīng)力分析

zui早采用ASME W鍋爐壓力容器*、第二分冊分析法，通過有限元分析，計算在外載荷與內(nèi)壓復(fù)合作用下閥體的應(yīng)力強度。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)。已被國內(nèi)外主要閥門公司認可和采用。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)值分析方法對焊接過程溫度場、應(yīng)力場進行預(yù)測和控制，采用“固有應(yīng)變法”對閥體焊接變形進行預(yù)測和控制，并與實際測定的溫度場、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）的安全評估

根據(jù)API 6D與ASME標(biāo)準的相關(guān)規(guī)定，大于 38mm以上厚度的焊縫必須進行熱處理，而產(chǎn)品中有橡膠彈性體，不能進行熱處理，國外的閥門公司無一對此做出科學(xué)的解析和安全評估。*先應(yīng)用斷裂力學(xué)理論，按照英國BS 7448第二部分《斷裂韌性試 驗》的方法，采用美國API1104附錄A《管道焊接與相關(guān)設(shè)施》的評定與驗收標(biāo)準，并參考挪威船級社 DNV在工程驗收評估中的標(biāo)準，對全焊接閥體焊縫試樣做全厚度斷裂韌性CTOD試驗以及殘余應(yīng)力測定，根據(jù)其結(jié)果來做出免焊后熱處理的安全評估。圖 3-52所示為MTS809測試機，進行全厚度斷裂韌性CTOD試驗及試驗樣品。

2008年西氣東輸二線工程的啟動，從新疆至上海，至廣州全長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。 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外進口，32in以下在國內(nèi)采購。同時，在國家能源局的主持下，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Class600，Class900磅級， 口徑DiVlOOO, DN1200大口徑高壓全焊接閥體管線

球閥的技術(shù)開發(fā)合同。各有關(guān)廠積極擴充裝備能力， 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。在六個月的生產(chǎn)周期內(nèi)完成了30臺試制任務(wù)并于2011年通過工業(yè)性運行試驗，產(chǎn)品已在西氣東輸二線服役。圖3-53所 示是上海增欣機電設(shè)備制造有限公司研究成功的3200t液壓試驗設(shè)備。圖3-54所示是進口車磨一體化球體加工中心。

至此，中國已完成高壓大口徑管線球閥的國產(chǎn)化工作，可以為國內(nèi)外提供壓力等級Class150:2500磅級， 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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