双活塞不适于6D和A694过渡段材料邬佑靖.ppt

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摘要：本文提出一个观点：双隔离阀座管线球阀存在潜在的危险。按照API6D-，一只双隔离阀座的管线球阀，。如果阀门在非正常工况下工作，例如处于失火状态，这一泄放压力已大大超过在失火状态下。按照ASME 。这样，阀门的压力边界可能失效，阀门存在潜在的危险。
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双密封阀座的阀门，由于液体的膨胀，腔体中的压力可能异常升高，从而发生危险。；在某些工况下，设计成两个密封座的阀门，它的两个阀座同时双向隔离了上、下游管道与阀腔之间的压力差。有一种情况，是腔体内充满液体介质，并会由于温度升高导致腔体内压力的异常升高。例如一个高温系统，一只双隔离阀座的阀门，腔内遗留强度试验时留下的冷凝液体，如阀门处于关闭状态，残留液体被加热后，腔内就充满压力，这种情况是可能发生的，这时，买方需要提出，或者应被告知，供方应该设计或者设置或者提供一个操作程序，来保证阀腔中的压力升高不会超过相应温度下标准规定的压力额定值。
“双活塞效应”管线球阀
在石油、化工、天然气工业的长输管线中，常用的管线球阀提供了两种可供选择的密封结构。一种是具有自泄压功能的密封设计，就是无论阀门是处于全开或全关状态，任何阀腔内压力升高，阀座能自动地将压力泄放至下游端的管道中。另一种结构是双隔离的密封座设计，通常称之谓“双活塞效应”或者说是双隔离阀座的管线球阀，阀体上就要设置一只压力泄放阀，这只阀将提供防止阀腔中因液体膨胀而产生异常升压带来的危险。
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阀腔压力如果需要泄放，腔体中的泄压装置应避免腔体内压力超过最高操作温度下，。外接的泄压阀口径应大于或者等于DN15（NPS 1/2）。
阀门的压力边界可能失效
例如:一只Class 600磅级的阀门，在正常温度38℃下，腔体充满介质水，设定的泄放压力是该温度下额定压力的倍（），为112-135 Bar。但阀门处于失火状态时，如设定阀体温度为425℃，，大大低于112-135 Bar的泄放压力值。没有达到泄压阀泄放压力，阀门的压力边界可能已经失效。这就是双隔离阀座管线球阀存在的潜在危险。
5Bar < 112—135Bar
Body pressure rate < relive valve set pressure
为什么会发生这一情况？
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阀门腔体压力的异常升高是一种非正常工况下发生的一种现象。API按照阀门在正常工况运行条件，制订出的一个泄放压力值，去避免腔体异常超压的发生，是不合理的。这就是存在这种潜在危险的原因。
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向API 6D建议
双隔离阀座的管线球阀，或者通常称作为“双活塞效应” 管线球阀，不能用作API6D所定义的阀门。同样，这种结构的阀门不能按照API607做火烧试验，以免发生意外危险。
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ASTM A694材料不是API 6D管线球阀的阀体材料
问题的提出
焊接端管线球阀阀体用低强度ASTM A105或ASTM 350 LF2材料。长输管线采用高强度API 5L X70或API 5L X80管线材料，中间需要过度段材料给予强度匹配。国外一些阀门供应商采用ASTM A694《高压传送设施管法兰、管件、阀门和零件用锻造碳钢和合金钢材料》F52或F60作为过渡段材料，有的甚至直接用F52或F60作为阀体材料或阀体材料的一部分，笔者对此提出质疑。
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美国工程师协会ASME 《输气和配气管道系统》是长输管线设计的主要标准。该标准有二个附录：
附录A是该标准的“引用规范”。
另一附录C是“在本规范或附录A中未出现的出物”。
美国试验和材料协会的ASTM A694《高压传送设施管法兰、管件、阀门和零件用锻造碳钢和低合金钢》材料标准并未被ASME ，而是归入于未引用标准附录C。
ASME