淺談PE燃?xì)夤艿乐蠵E球閥的應(yīng)用

2013-11-26 沈桂蘭運(yùn)城市經(jīng)緯燃?xì)庥邢薰?

　　聚乙烯(PE)球閥由于具有良好的物理性能，耐腐蝕性，使用壽命長，價(jià)格便宜等特點(diǎn)，已成為輸送管網(wǎng)不可缺少的管道控制元件。本文對(duì)幾種常見的PE球閥結(jié)構(gòu)做了說明，列出PE球閥的7大性能特點(diǎn)，并對(duì)選擇PE球閥時(shí)應(yīng)注意事項(xiàng)、PE球閥的檢驗(yàn)項(xiàng)目以及PE球閥安裝使用的要點(diǎn)等內(nèi)容作了重點(diǎn)說明。最后，結(jié)合實(shí)際應(yīng)用情況，證明了PE球閥具有優(yōu)良的性能，值得推廣普及和廣泛應(yīng)用。

1、聚乙烯球閥簡(jiǎn)介

　　聚乙烯(polyethylene)，簡(jiǎn)稱PE，是人類發(fā)明石油化工產(chǎn)品以來應(yīng)用最廣泛的塑料之一，自20世紀(jì)80年代以來，因具有良好的物理性能，耐腐蝕性，使用壽命長，價(jià)格便宜且安裝維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)而逐漸被人們所關(guān)注，隨著人們對(duì)PE材料的不斷研究發(fā)展，出現(xiàn)了PE80、PE100等適用于管道輸送燃?xì)獾腜E材料。

　　而隨著PE管道在各地燃?xì)廨斔凸芫W(wǎng)中的大量使用，作為其同壽命、同性能，焊接簡(jiǎn)單、密封性能好、使用方便的聚乙烯(PE)球閥，已作為不可缺少的管道控制元件得到越來越多的使用和重視。

　　在世界上，美國思凡絡(luò)斯措姆公司首先研制生產(chǎn)了PE球閥，并大量應(yīng)用于PE燃?xì)夤苈废到y(tǒng)，目前生產(chǎn)PE球閥的國家有美國、法國、德國、日本、韓國等。20世紀(jì)90年代中期隨著PE燃?xì)夤艿涝谖覈耐茝V應(yīng)用，人們逐漸認(rèn)識(shí)到PE球閥在性能/價(jià)格方面的優(yōu)越性，并逐漸開始使用 PE球閥代替金屬球閥。90年代末期我國開始研制、生產(chǎn)中國自己的PE球閥，至今已能生產(chǎn)32～315mm的標(biāo)準(zhǔn)閥門和單/雙放散閥門，形成了一定的批量并廣泛應(yīng)用于我國PE燃?xì)夤芫W(wǎng)中。

　　本文結(jié)合山西省運(yùn)城市經(jīng)緯燃?xì)庥邢薰救細(xì)夥笤O(shè)的實(shí)際情況，對(duì)PE球閥及其使用注意事項(xiàng)做一簡(jiǎn)要的分析和說明。

2、PE球閥的基本結(jié)構(gòu)

　　PE球閥可以分為無放散型和放散型兩類，而放散型又分為單放散型和雙放散型，但它們的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)是相同的。也可以分為小型聚乙烯閥門(SD63以下) 和大型聚乙烯閥門(SD63以上，含SD63)。小型聚乙烯閥門一般不設(shè)放散口，大型聚乙烯閥門可根據(jù)需要采用不設(shè)，設(shè)1個(gè)或2個(gè)放散口。

　　PE球閥從結(jié)構(gòu)形式上分為通徑和縮徑兩種。通徑球閥的通孔內(nèi)徑與相應(yīng)管材的內(nèi)徑大小一致，而縮徑球閥通孔內(nèi)徑比相應(yīng)管材的內(nèi)徑要小(見表1)。因此從輸氣量上縮徑球閥較通徑球閥要小，但體積較小，重量輕，價(jià)格也相對(duì)較低。

表1 兩種不同結(jié)構(gòu)的PE球閥的比較

　　從結(jié)構(gòu)上看，PE球閥屬于浮動(dòng)球閥，閥球在外力的作用下，會(huì)作相對(duì)于閥體的位移，對(duì)閥座產(chǎn)生壓力作用，使閥座上的密封圈產(chǎn)生變形，閥座產(chǎn)生蠕變;而當(dāng)閥殼體受到軸向拉力或壓力作用時(shí)，閥球基本上不受影響，而閥殼體帶動(dòng)閥座產(chǎn)生拉伸或收縮變形;閥殼體內(nèi)部受到細(xì)小硬物影響時(shí)，有可能劃傷閥球表面或損壞密封圈

3、PE球閥的性能特點(diǎn)

　　PE燃?xì)馇蜷y對(duì)管網(wǎng)供氣的穩(wěn)定性、安全性及壽命起著重要的作用，與傳統(tǒng)金屬球閥相比，在結(jié)構(gòu)上、連接方法上及操作使用方面均有其特殊性，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

　　(1)無外漏。PE 閥門閥體和端管的連接部位主要采用熔接(熱熔連接或電熔連接)，因此整個(gè)閥門殼體的熔接、寬連接強(qiáng)度高，密封性能優(yōu)良。與橡膠圈類接頭或其他機(jī)械接頭相比，不存在因接頭扭曲造成外部泄露的危險(xiǎn);PE球閥與管道直接焊接形成不可拆卸整體，無漏點(diǎn)，不存在因接頭扭曲造成外部泄露的危險(xiǎn)。

　　(2)耐腐蝕。聚乙烯為惰性材料，除少數(shù)強(qiáng)氧化劑外，可耐多種化學(xué)介質(zhì)的侵蝕。耐土壤腐蝕性非常好，無電化學(xué)腐蝕，不需要防腐層。

　　(3)免維護(hù)和修理。PE管壁光滑，不結(jié)垢，具有超低摩擦阻力，為環(huán)保型產(chǎn)品。

　　(4)可直埋。使用專門設(shè)計(jì)的聯(lián)接套筒及與之配套的閥筒、井蓋結(jié)構(gòu);標(biāo)準(zhǔn)閥無需建造閥門井，可直埋;放散型閥門只需建淺井。

　　(5)施工方便。PE球閥的外殼材料本身就是PE，因此，與PE管道系統(tǒng)連接極其方便，熱熔對(duì)接或電熔連接均可;PE閥門與金屬閥門相比質(zhì)量輕，便于安裝，開閉容易，操作力矩小;閥門為全通徑，壓力損失小。

　　(6)高韌性。聚乙烯是一種高韌性的材料，其斷裂伸長率一般超過500%，對(duì)管基不均勻沉降的適應(yīng)能力非常強(qiáng)，也是一種抗震性能優(yōu)良的管道。

　　(7)使用壽命長。聚乙烯材料可使用50年以上，這是國外根據(jù)聚乙烯管材環(huán)向抗拉強(qiáng)度的長期靜水壓設(shè)計(jì)基礎(chǔ)值(HDB)確定的，已被國際標(biāo)準(zhǔn)確認(rèn)。

4、PE球閥的選擇標(biāo)準(zhǔn)及注意事項(xiàng)

　　閥門的設(shè)置，主要用作管道檢修，維護(hù)和預(yù)留管口，特別是在管道出現(xiàn)故障、事故，需要臨時(shí)斷氣的時(shí)候，閥門的作用尤為重要。作為管道的控制元件，除了必須具有與PE管道相同的耐壓性外，閥門的功能主要體現(xiàn)在密封和扭矩兩項(xiàng)：閥門在關(guān)閉時(shí)，必須有良好的密封性能;而在啟閉閥門時(shí)，則需要閥門具有相對(duì)較小的扭矩，即較小的開啟力而便于操作。所以綜合以上所述，優(yōu)良、適當(dāng)?shù)拈y門的選擇對(duì)于使用中的方便操作及燃?xì)夤こ痰陌踩\(yùn)行來說都是至關(guān)重要的。因而，在選擇PE球閥時(shí)，應(yīng)著重考察以下幾點(diǎn)：

　　(1)產(chǎn)品執(zhí)行質(zhì)量是否符合標(biāo)準(zhǔn)。產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)是識(shí)別產(chǎn)品是否合格的唯一依據(jù)，ISO10933是國際標(biāo)準(zhǔn)，EN1555-4是歐洲標(biāo)準(zhǔn)。我國標(biāo)準(zhǔn)GB15558.3-2008《燃?xì)庥寐竦鼐垡蚁?PE)管道系統(tǒng)-第3部分：閥門》，制定原則是依據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)ISO10933和歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN1555- 4為基礎(chǔ)，依照符合中國實(shí)際情況而修改完成。主要是通過一系列嚴(yán)格的檢測(cè)要求，而設(shè)定了諸多的針對(duì)性的條件來檢驗(yàn)球閥的密封性和啟閉扭矩是否達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，而這些都是強(qiáng)制性的要求。

　　(2)產(chǎn)品使用的主要原材料是否合格。聚乙烯是一種熱塑性的工程材料，具有一定的強(qiáng)度、剛度、韌性、抗沖擊性、耐腐蝕性和耐磨性。通過控制聚合工藝和在聚合時(shí)加入一定量的共聚單性，可以調(diào)整或改善聚乙烯材料的性能。因此，聚合工藝的先進(jìn)與否直接導(dǎo)致材料性能的差異。為了管網(wǎng)系統(tǒng)長期安全運(yùn)行，燃?xì)夤懿�、管件及閥門必須使用根據(jù)材料類型分級(jí)的管材專用料(PE80、PE100)和混配料，不能使用色母。

　　(3)生產(chǎn)過程中以及對(duì)最終產(chǎn)品的檢測(cè)能力是否具備。

　　(4)企業(yè)的資信情況、國家規(guī)定的生產(chǎn)資質(zhì)是否具備，企業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)水平和質(zhì)保體系是否通過ISO9001：2000版認(rèn)證及企業(yè)的銷售服務(wù)承諾是否切實(shí)實(shí)施等。

5、PE球閥的檢驗(yàn)

　　按照國標(biāo)GB15558.3-2008的要求，每只PE球閥都要求進(jìn)行三個(gè)項(xiàng)目的出廠檢驗(yàn)，即外觀檢驗(yàn)、扭矩檢驗(yàn)、密封性能檢驗(yàn)，合格后才能出廠。

　　由于PE球閥檢驗(yàn)的特殊性，除外觀檢驗(yàn)外，扭矩檢驗(yàn)和密封性能檢驗(yàn)項(xiàng)目一般燃?xì)庥脩舨痪邆錂z驗(yàn)條件，特別是帶壓密封性能檢驗(yàn)，決不能用夾緊金屬閥門，更不能用千斤頂來頂緊PE閥門，這樣會(huì)使閥體產(chǎn)生應(yīng)力變形而損害，燃?xì)馄髽I(yè)通常可憑產(chǎn)品的合格證作為產(chǎn)品是否合格的依據(jù)。

6、PE球閥的安裝及使用要點(diǎn)

　　(1)閥門安裝前應(yīng)在現(xiàn)場(chǎng)陰涼處放置一段時(shí)間，使閥門溫度與管材溫度基本一致。閥門與管材應(yīng)避免在陽光下暴曬，盡量使安裝與使用時(shí)的溫度相差不大，以減少溫差應(yīng)力對(duì)閥門的影響。

　　(2)閥門拆除包裝時(shí)，應(yīng)保持焊接區(qū)域的干凈，管線應(yīng)吹掃干凈。在完全開啟閥門的情況下與管線焊接。在安裝時(shí)必須保證PE球閥的接管與PE管道的同軸性，閥桿應(yīng)處于垂直狀態(tài)，以保證PE球閥的關(guān)閉開啟的正常操作。

　　(3)由于PE閥門的安裝焊接完全等同于PE管道的焊接，所以閥門的所有焊接方法和質(zhì)量檢驗(yàn)均應(yīng)符合國家聚乙烯燃?xì)夤艿拦こ碳夹g(shù)規(guī)范。

　　(4)回填土的密實(shí)度符合要求，避免出現(xiàn)不均勻沉降。

　　(5)不應(yīng)參與吹掃，更不能作為吹掃末端，以免吹掃時(shí)的雜物在閥芯處積聚，破壞其密封性能。

　　(6)放散裝置是PE管道實(shí)施燃?xì)馀c其他氣體進(jìn)行置換與取樣用的，不應(yīng)作為管道吹掃的出氣口或強(qiáng)度試驗(yàn)、嚴(yán)密性試驗(yàn)的進(jìn)氣口。

　　(7)對(duì)已安裝的PE球閥，無論該P(yáng)E球閥是否在線運(yùn)行，應(yīng)在間隔～ 3個(gè)月進(jìn)行數(shù)次開啟與關(guān)閉操作，使PE球閥處于平滑正常的良好狀態(tài)。

　　(8)關(guān)閉、開啟操作時(shí)，操作桿應(yīng)處于垂直狀態(tài)，平穩(wěn)用力，操作到位。

7、PE球閥的應(yīng)用

　　高、中壓PE管道主管上應(yīng)設(shè)置分段PE閥門，并應(yīng)在閥門兩側(cè)設(shè)置放散管。高、中壓PE燃?xì)夤苤Ч芷瘘c(diǎn)處也應(yīng)設(shè)置PE閥門，可單側(cè)放置放散管。

　　PE 球閥主要為埋地中密度PE管線配套，輸送及截?cái)喔鞣N燃?xì)饨橘|(zhì)流。該閥可直埋于地下，只需安裝很簡(jiǎn)單的護(hù)套、啟閉座配件，就可使用專用扳手在地面上執(zhí)行啟閉操作，PE球閥適用的介質(zhì)為符合國家標(biāo)準(zhǔn)的凈化天然氣、液化石油氣和人工煤氣等。

　　本公司由于早期使用的是金屬球閥，隨著時(shí)間的推移，連接處生銹，有部分管道發(fā)生堵塞，部分管道發(fā)生泄漏，造成了很大的損失。針對(duì)此，公司將金屬球閥換成了PE球閥。更換后，這些管道都運(yùn)行良好，氣損及泄漏得到了有效的控制，所以說PE球閥在PE管中的應(yīng)用是值得推廣普及的。