聚乙烯燃气管道中聚乙烯(PE)球阀的使用

时间：2013-11-13

1 前言

随着聚乙烯(PE)管道在各地燃气输送管网中的大量使用，作为PE管道中不可缺少的管道控制元件一PE球阀随之受到越来越多的使用和重视，本文结合中石油华北石油管理局系统在敷设城市燃气管道中的应用实践，简要介绍PE球阀在实际使用中的情况和遇到问题时的解决办法，供大家参考和讨论。

2 PE球阀的选择

阀门的设置，主要用作管道检修、维护和预留管口，特别是在管道出现故障、事故需要临时断气的时候，阀门的作用尤为重要。作为管道的控制元件，除了必须具有与PE管道相同的耐压性外，阀门的功能主要体现在密封和扭矩两项：阀门在关闭时，必须有良好的密封性能，这对于燃气输送管道来说，尤其是至关重要的；而在启闭阀门时，则需要阀门具有相对较小的扭矩，即较小的开启力而便于操作。国际标准规定PE球阀较大带压(0．4MPa)开启扭矩为：dn≤63为35Nm63<dn≤125为70Nm 125<dn≤225为150Nm。

2．1 PE球阀的优点

性能方面：无腐蚀、整体式阀体无泄漏、抗老化、寿命长，与PE管道相匹配、启闭力矩小，易于操作。结构方面：可直埋，*建造阀门井。安装施工方面尤为**：与PE管网连接方便，施工周期短、阀门重量轻，易于搬运和焊接、焊接质量可直接观察，*作复杂的无损检测等。PE球阀是美国思凡诺思绰姆公司70年代开发、生产并采用，1997年国际标准化组织通过了IS010933产品标准，2002年欧盟标准化组织批准了EN1555―4产品标准准，国际上欧美日韩等发达国家已普遍使用，说明PE球阀已是技术成熟的产品。我国目前也已有北京、上海、天津、成都、兰州、乌鲁木齐等两百余个城市广泛使用。

2．2 关于产品标准

目前我国暂沿用国际标准IS010933和欧洲标准EN1555―4，我国国家标准正在制定中。产品标准是识别产品是否合格的一依据，作为聚乙烯(PE)燃气管道系统标准中的*3部分一GB15558―3-200X PE球阀部分，制定原则基本是依照国际标准IS010933和欧洲标准ENl555―4为基础，作一些符合中国实际情况的修改而成，其核心部分仍然是严格的检测。特别是针对球阀基本功能的检测，设定了各种条件、环境中的测试，如简支梁弯曲、操作杆施压、静液压强度、冲击载荷、50次温度循环等条件下的密封性和启闭扭矩是否达到标准要求，对于PE球阀来说，这些都是强制性的要求。φ250及以上PE球阀目前尚无标准，生产企业标准可参照国际标准拟定，并完备标准规定的各种试验手段，其中阀门带压启闭扭矩(MAX)一般定为300Nm为宜(一个工人可启闭的力矩)。

2．3 我们在选择PE球阀时，应着重考察

(1)产品执行标准是否按照IS010933和ENl555―4执行；(2)生产过程中以及对较终产品的检测能力是否具备；(3)企业的资信情况；(4)企业的生产技术水平和质保体系是否通过IS09001：2000版认证；(5)企业的销售服务承诺和能否切实实施；(6)产品使用主要原材料情况，是否为合格的燃气**料； (7)国家规定的生产资质是否具备等方面，只有具有上述条件的企业和产品才是用户可信赖的。

2．4 球阀一般分为2种

一种为浮动球球阀，即阀芯在阀体内可相对浮动，依靠两端的密封圈压紧阀芯而稳定，这种PE球阀应该适用于口径较小的阀门(一般为6200及以下)，6250及以上规格的PE球阀由于管径较大，受到的单向压力相当大(可达上百公斤)，扭矩会大大增加，严重影响阀门的正常启闭；其次，浮动阀球在大压力下，对密封圈的单边挤压力增大，影响密封圈的弹性和使用寿命，严重时造成管道低压内漏，因此大规格PE球阀我们建议应考虑选用固定球球阀产品，这样可以有效消除大规格PE球阀出现低压内漏的隐患和降低阀门的启闭扭矩，方便使用。

3 PE球阀的检验、安装

(1)PE球阀在生产企业出厂检验中，按照国际标准IS010933和欧洲标准ENl555-4的要求，每一个阀门均要进行三个必检项目：外观检验、扭矩检测、密封性能检验，合格达标方能出厂。由于PE球阀的检验具有一定的特殊性，除外观检验外，扭矩、密封检验项目一般用户不具备检测条件，特别是带压密封性能检验，绝不能用夹紧金属阀门的方法来夹紧PE阀门，有的用户甚至用千斤顶来**紧PE阀门，这样会严重损坏阀门。因此可凭生产企业检验合格证作为合格的依据，用户应妥善保管产品合格证(含产品检验报告)、使用说明书、质量保证书等技术资料，作为工程验收报告和产品质量保证之用。

(2)阀门的现场保护，PE阀门应在安装前拆除包装，以保持焊接区域的洁净，阀门在搬运和安装过程中，均应保持开启状态。阀门安装处底部土层应予夯实或铺设混凝土，阀门应与管道对齐，操作杆轴线垂直于地面。阀门安装后，应将回填土夯密实，保证阀门和护套的稳固，以免在阀门启闭过程中，产生晃动或移动，影响阀门的性能和管道与阀门的连接，严重者会损坏阀门。PE球阀在保持包装不损坏、不受热源和化学品污染的情况下，在库房存放不宜**过三年。

(3)无放散PE球阀可直埋，不需砌阀门井，用护套管代替了阀门井，金属小井盖代替了大井盖，既经济又实用；放散阀需砌阀门浅井，露出放散阀即可，放散阀以下主阀部分可直埋。附安装简图：

(4)阀门的安装焊接完全等同于PE管道的烤接，φ63及以下的阀门与管道焊接必须采用电熔套筒连接，φ90及以上的阀门与管道焊接则热熔对按和电熔连接均可，PE80等级球阀与不同材料等纫(如NPEl00)、不同壁厚(如SDRl7．6系列)的管道和钢骨架PE复合管道的连接必须用电熔套筒焊接。所有焊接方法和质量检验均应符合国家聚乙烯燃气管道工程技术规范。

4 PE管道系统的吹扫和强度、密判性试验

(1)PE管道系统在施工过程中应严格保证智路内部的清洁，避免砂土进入管道内，因为管道防有砂土，会对管道元件设备，如阀门、调压器等造成损伤和破坏。管道内的泥沙杂质会积聚阀腔庙外，使PE阀门无法正常启闭；泥沙还会磨损阀志 (阀芯一般用聚丙烯或尼龙等抗腐蚀塑料产品加工成)，导致阀门内漏。PE管道应在阀门等元件设备安装前进行吹扫，国家聚乙烯燃气管道工程技术规范中对PE管道吹扫有严格的要求和验收标准。应按聚乙烯管道施工规范确认吹扫完成后再焊接PE球阀。

(2)PE管道系统在进行压力试验时，PE阀门必须全开，不得采用阀门作堵扳。PE球阀可以按照聚乙烯燃气管道工程技术规程要求与管道系统进行强度、密封性能试验。强度试验压力为管道设计压力的1．5倍(PE80级为0．6MPa)，稳压1h，观察压力计30min。气密性试验压力为设计压力的1．15倍(PE80级为0．46MPa)，时间为24h，试验中不可带压启闭阀门，否则会损坏阀门。

5 PE球阀的运行管理

(1)PE球阀为双向阀，不需标示流向。单放散球阀则在安装时必须注意应把放散端设置于气体流向的下游，如考虑气体置换和维修双重功能的要求，则可选择安装双放散阀f1。PE球阀连接后，应开关3―5次，使阀芯转动灵活，以利今后使用。

(2)直埋式阀门的护套和阀门井均应有相应的具有一定强度的井盖，并严格保护阀门护套管和井内的畅通，防止泥土、石块等杂物落入，影响阀门启闭。我们在技术服务中曾遇到用户反映阀门启闭有困难，经检查，阀门护套管中有泥沙，甚至有封路面时的混凝土块，给使用和维修带来了较大的不便，直埋式球阀需要重新开挖，清理护套管。

(3)阀门在启闭过程中，应缓慢放下阀门扳手(钥匙)，套上扳手帽，避免扳手与阀门猛烈撞击。阀门扳手顺时针旋转900为关，逆时针旋转900为开。在开关阀门过程中，应逐渐加力至全开或全闭位置，力的大小以阀门扳手转动为宜，尤其是开关φ32一φ63的燃气阀门时更应轻开轻关。

(4)放散阀的功能主要是在阀门关闭后，维修下游管道或设备时，将管道内余气放散尽，以保证维修工作的安全，也可用作管道运行中气体置换之用，凡这种情况，我们建议选用双放散球阀。在安装中和不需放散时不要打开放散阀上端的保护盖，以保证放散阀的畅通。管道中如输送液化石油气空混气应将放散管引出阀门井后再开启放散阀，放散结束后，为防止气体放散中与管壁摩擦产生静电积聚在放散阀上端，可用金属导线或湿布接地，达到释放静电的作用。

(5)尽管PE球阀有着耐腐蚀、密封性能好、使用寿命长达50年等显着优点，但PE球阀在长期使用中也应该注意保养和必要的维护，其中每隔半年至1年应启闭数次，以检查其性能状况和有利今后使用。

6 PE球阀使用中遇见的主要问题

(1)由于埋地PE球阀在管道中，正常情况下启闭次数较少，一旦需启闭时，容易出现启闭扭矩过大的情况，这是阀芯在长期静止的状态下**转动时的惯性作用形成，**启闭扭矩会有所增大，启闭数次扭矩即会正常。大规格阀门(一般指φ200以上)如是浮动球球阀，其阀芯在阀腔内可相对浮动，依靠两端的密封座(密封圈支架)压紧密封圈及阀芯而稳定，在阀门关闭情况下，管道内气体对阀芯的强大推动力，使阀芯向下游挤压，这样扭矩会很大，而固定球技术则是将阀芯与阀体相对固定，使阀芯不会因气体的推动而产生移动，从而增大转动阀芯的扭矩。因此应**选用固定球球阀，以减小扭矩。

(2)球阀内漏现象，有些地区用户在使用PE球阀若干年后出现内漏情况，我们对替换下的阀门进行检查，发现大多是因为管道气体过脏，混有较多泥沙，泥沙积聚在阀芯上，影响了阀门使用，有的甚至划伤了阀芯，其原因是管道施工结束时对管道吹扫不到位，或是管道气体不洁净，甚至安装阀门以后进行吹扫，导致泥沙在阀腔内积聚，这些都不符合国家燃气输配有关技术规范的要求，因此只要规范施工和改善供气条件，就不会发生内漏的情况。

由于聚乙烯(PE)管道的显着的优越性能，在城市地下燃气管网系统中越来越多地采用聚乙烯(PE)管道，作为同寿命、同性能，焊接简单、密封性能好、使用方便的聚乙烯(PE)球阀已作为管道控制元件被可以选择配套，越来越多受到各地燃气公司的欢迎。

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