气液联动阀

输管道线路截断阀设置的执行机构有电动、气动、电液联动和气液联动等类型，同时配有手动机构，以作备用。气液联动球阀以高压天然气作为动力，常作为输气管道的线路截断阀使用。这类阀门在我国西气东输管道和四川油气田环形干线管网得到了广泛应用。

一、气液联动球阀的特点

1、非正常工况的自动切断功能

气液联动球阀分别设置了一个压力上、下限和一个压降速率，以满足运行需要。当管道压力高于或低于压力上下限时，球阀自动关闭。如果管道发生爆炸或破裂事故，当检测到的压降超过设定的压降速率时，阀门也将自动关闭。

2、多种操作模式

气液联动球阀具有手动、自动、气动和遥控等四种操作模式，可以根据实际运行工况自行选择操

并启动自动功能，则可以实现阀门的自动控制。如果阀门安装了远传遥控装置(RTu)，则可以通过信号远传来实现阀门的遥控。目前，陕京输气管道已经在线启用了遥控关闭功能。

3、安全性高

气液联动球阀以高压天然气或手泵作为动力源，无需外加机械或电力设备，事故率低，安全可靠，经济性好。

二、气液联动球阀的结构与工作原理

气液联动球阀主要由Lineguard控制箱、气液罐、远传终端装置、旋转旋翼执行器、阀体、气源罐、操作箱、引压管、检测管等部件组成[2]，埋地球阀还设有埋地中腔放空管等，基本结构见图1。

气液联动球阀的气源直接从干线引压，作为球阀的动力源。正常工况下，开、关罐内充装半罐液压油，气源罐和对比罐内充装天然气，延时罐为空罐，当球阀动作时，以气推油、以油推动执行机构实现气液联动球阀的开、关。执行机构又分为旋转叶片式气液联动执行机构和拨叉式气液联动执行机构。旋转叶片式执行器设有旋翼，浸入液压油中，气液罐来油推动旋翼旋转，旋翼带动与其相联的球阀转动，实现球阀的开关；拨叉式执行器则是利用管道内的高压天然气，通过液压油推动活塞往复运动，再通过拨叉转化成阀门的旋转运动，带动与其相联的球阀转动，实现球阀的开关操作。操作箱内设有气动开关手柄，自动控制系统对干线瞬时压力与对比罐内压力进行比较，确定阀门的开关，实现自动控制。延时罐可以延迟阀门动作时间，避免瞬间误操作。上述两类阀门各有优缺点，旋转叶片式的工作效率高于拨叉式，但后者在开关过程中比前者运转平稳。

三、球阀设计缺陷与改进方法

更换球阀。球阀更换完成后，利用另一条输气干线对站场及进出站管道进行了置换空气、试压等作业。作业后发现，两条管存在大约0.5MPa的压差。将球阀阀腔关闭后，开启进出站阀门恢复正常流程，出站球阀开启顺利，但进站球阀无法开启。

分析结果表明，虽然球阀前后约有0.5MPa的压差，但并非是球阀不能开启的主要原因。现场观察发现，在最初放空球阀阀腔时，出站阀的阀腔放空管一直漏气，表明该阀的密封性能有所降低，但进站阀阀腔放空之后无泄漏现象，说明进站阀的密封性能很好。在关闭阀腔控制阀之后，出站阀上下游的天然气因内漏而进入阀腔，直至阀腔的压力和阀门下游的压力相平衡，整个阀门前后的压差就只有0.5MPa，因此出站阀能顺利开启。但进站阀密封性好，又无内漏现象，因而当关闭阀腔控制阀之后，阀腔内没有天然气进入，使阀腔和阀体形成了真空，由此导致球阀阀芯与阀体形成了“抱死”而不能开启。为解决这个问题，现场采取了以下措施。

(1)关闭气源管控制阀，放空气液联动球阀执行机构及罐内的天然气。

(2)制备一根长约1m的钢管，管径与气源管一致，准备针形阀一支。

(3)在上下有任一根气源管及埋地中腔放空管之间焊接一根导压管，利用针形阀来控制开关。

(4)打开导压管开关，向球阀执行机构充气，完毕后再打开新焊接导压管上的针形阀。

(5)待球阀中腔气体压力平衡后关闭针形阀。

(6)待压力平稳后执行开启阀门操作。

在采取了这些措施后，进站球阀被顺利打开。而进站球阀不能顺利开启，实际上反映了其设计上的缺陷。