長輸管道全焊接球閥國產(chǎn)化現(xiàn)狀及風(fēng)險評估

賈玉萍

(山東萊克工程設(shè)計有限公司，山東 東營 257001)

引言

油氣長輸管線是國家能源供給生命線，長輸管道全焊接球閥國產(chǎn)化具有重大的戰(zhàn)略意義。國內(nèi)有關(guān)閥門企業(yè)為大型管線球閥國產(chǎn)化投入了大量的人力物力，在產(chǎn)品設(shè)計和制造中，吸取和總結(jié)了國外閥門廠的技術(shù)和經(jīng)驗，并進行了創(chuàng)新改進，取得了顯著的成績。但由于國內(nèi)長輸管線全焊接球閥生產(chǎn)及應(yīng)用業(yè)績?nèi)匀挥邢蓿瑖a(chǎn)閥門因生產(chǎn)經(jīng)驗及現(xiàn)場長期使用經(jīng)驗不足而存在潛在風(fēng)險。

一、相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

(一)國外相關(guān)產(chǎn)業(yè)和技術(shù)現(xiàn)狀

近年來，針對管線球閥對安全可靠的重要性要求，一些制造企業(yè)做了大量試驗，主要包括：耐火、吹風(fēng)、吹入異物、異物磨損、緊急密封注脂、抗震、承載密封和拉、壓等試驗，對提高產(chǎn)品品質(zhì)起到了重要作用。

(二)國內(nèi)相關(guān)產(chǎn)業(yè)和技術(shù)現(xiàn)狀

國內(nèi)的閥門制造企業(yè)總數(shù)居世界第一，各種大中小閥門企業(yè)已達6000余家，產(chǎn)品涵蓋3000余種型號，但低端閥門產(chǎn)品所占比例過大。隨著國內(nèi)長輸管道的大規(guī)模建設(shè)，國內(nèi)閥門行業(yè)通過設(shè)備更新及技術(shù)引進提高了閥門制造能力與水平。中石油在2008年啟動了高壓大口徑全焊接球閥國產(chǎn)化的相關(guān)工作，組織國內(nèi)成高、SNJ、五洲三家閥門廠家對40”/48”Class600/Class900閥門進行研發(fā)試制。每家各參與試制10臺樣機，樣機參數(shù)如表1。原計劃將試制產(chǎn)品用于西氣東輸二線試驗段。據(jù)了解，試制產(chǎn)品僅有幾臺40”Class600閥門在西氣東輸二線中應(yīng)用，由于運行時間較短，其應(yīng)用效果還有待考驗。

表1 全焊接球閥樣機規(guī)格

二、全焊接球閥在中國的發(fā)展及應(yīng)用情況

目前國內(nèi)多家閥門廠家已經(jīng)基本具備與國外閥門公司同等的裝備水平。國內(nèi)企業(yè)生產(chǎn)的全焊接管線球閥在外形結(jié)構(gòu)、閥座密封結(jié)構(gòu)、閥桿密封結(jié)構(gòu)、球體支承結(jié)構(gòu)、防火、防靜電結(jié)構(gòu)、注脂結(jié)構(gòu)等方面與國外產(chǎn)品沒有多大差距[1-3]，國內(nèi)企業(yè)能緊盯國外企業(yè)的技術(shù)發(fā)展狀況，不斷的改進創(chuàng)新，通過近幾年的發(fā)展，國內(nèi)全焊接管線球閥的生產(chǎn)制造水平逐年提高，與國外產(chǎn)品的技術(shù)差距逐年縮小，已基本達到國外同類產(chǎn)品技術(shù)水平，為實現(xiàn)此類產(chǎn)品的國產(chǎn)化打下了很好的基礎(chǔ)。但與國外產(chǎn)品幾十年的生產(chǎn)應(yīng)用經(jīng)驗相比，國內(nèi)全焊接球閥生產(chǎn)應(yīng)用時間尚且較短，還需要實際應(yīng)用的考驗。

西氣東輸一線中，國產(chǎn)全焊接球閥僅限于26″以下規(guī)格。西二線西段 32”~48”Class 600/Class 900全焊接球閥采用進口閥門，32”以下口徑國產(chǎn)；西二線東段40”、48”Class 600全焊接球閥采用進口閥門(少量40”國產(chǎn)閥門用于試驗段)。西三線西段48”Class 900線路截斷閥及站場ESD球閥采用進口閥門，部分站場閥門國產(chǎn)。

除西氣東輸一線、二線、三線外，近幾年中石油重要油氣輸送項目，如中貴線、中緬線、哈沈線等，40”Class 600線路截斷閥均采用進口閥門，僅漠大線32”Class 600輸油管線線路閥采用國產(chǎn)閥門。

從西氣東輸二線東段開始，國內(nèi)重點油氣輸送項目中國內(nèi)成高、SNJ、五洲三家閥門廠家32”及以下口徑全焊接球閥已經(jīng)具有了較大量的供貨業(yè)績，36”Class600供貨業(yè)績也相對較多，36”Class900及以上規(guī)格全焊接閥門供貨業(yè)績少，但從西氣東輸三線開始非關(guān)鍵部位40"、48"全焊接閥門已經(jīng)開始部分采用國產(chǎn)設(shè)備，至西氣東輸三線東段，已經(jīng)基本實現(xiàn)全線全焊接球閥國產(chǎn)化。

三、國產(chǎn)化風(fēng)險評估

國內(nèi)全焊接球閥的發(fā)展僅約十年的時間，與國外產(chǎn)品幾十年的實際應(yīng)用相比，國內(nèi)全焊接球閥生產(chǎn)應(yīng)用時間尚且較短，缺乏長期使用業(yè)績，國產(chǎn)閥門因生產(chǎn)經(jīng)驗及現(xiàn)場長期使用經(jīng)驗不足而存在潛在風(fēng)險。

(一)大口徑閥門的密封性

隨著全焊接球閥尺寸的增大及壓力的升高，其基本結(jié)構(gòu)沒有大的變化，但其密封控制技術(shù)卻有本質(zhì)區(qū)別。對于高壓大口徑閥門，除常規(guī)密封技術(shù)外，變形控制技術(shù)也是影響閥門密封性的主要因素，因為大口徑閥門在高壓工作狀態(tài)下閥門各個部位如閥門球體、閥體、閥座要承受高壓應(yīng)力，閥體、球體、閥座都會發(fā)生不同的形變，只有將閥體、球體、閥座形變量控制在同一比率狀態(tài)下閥門才能達到零泄漏，如果閥體、球體、閥座任何一個部件形變量不一致閥門就會發(fā)生泄漏。這對閥門各內(nèi)部件的設(shè)計、加工制造精度及裝配技術(shù)各工序要求嚴格，對制造工藝提出了較高的要求，需要生產(chǎn)經(jīng)驗的積累及大量應(yīng)用業(yè)績的檢驗。

(二)線路截斷閥的安全性與可靠性

對于干線埋地截斷閥，由于要承受管道沉降、移動、熱應(yīng)力變化、地震和泥石流等多種外載荷作用力，會對閥門產(chǎn)生額外的應(yīng)力作用。國外閥門廠家針對管線球閥的安全性與可靠性要求，做了大量試驗研究工作，包括對閥門進行彎曲和壓縮性強度試驗和應(yīng)力測定，而國內(nèi)閥門廠家對于此方面的研究仍舊缺乏。

(三)管線閥門的長壽命要求

國外全焊接球閥已經(jīng)有幾十年的生產(chǎn)應(yīng)用歷史，目前已有管線閥門服役時間達到幾十年，用實際服役情況來證實其滿足管線閥門長壽命使用要求。而國產(chǎn)閥門使用時間尚且較多，能否滿足長輸管線30年以上使用壽命要求仍不得而知。