石油和天然氣的運(yùn)輸方式是管線運(yùn)輸。為了確保管線運(yùn)輸?shù)母咝Ш蜁惩?，必須使用清管裝置定期對(duì)管道進(jìn)行清掃。傳統(tǒng)的清管裝置由發(fā)射（或接收）的筒體、閥門進(jìn)出管線、放空及排放管線組成，整套裝置需要專門設(shè)計(jì)和制造，投資和維護(hù)費(fèi)用高，占地面積大，操作復(fù)雜。20世紀(jì)90年代初，國(guó)外一些公司相繼研制開(kāi)發(fā)了一種可以作為清管器發(fā)射的接收裝置的新型閥門＿裝彈機(jī)構(gòu)（Pipe internal cartridge-PIC）閥門，這種閥式清管器發(fā)射接收裝置簡(jiǎn)稱清管閥。清管閥具備了傳統(tǒng)的清管裝置功能，以其占地面積小和操作簡(jiǎn)單等突出優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛應(yīng)用。能夠*替代傳統(tǒng)使用的以清管器收發(fā)筒為核心復(fù)雜的清管發(fā)射和接收裝置，使管輸系統(tǒng)得到簡(jiǎn)化。

清管閥的主要用途有：1、新管線投產(chǎn)前，清除管內(nèi)各種殘留物使管線暢通無(wú)阻。2、新管線內(nèi)壁除銹和防腐層涂敷。3、對(duì)已投產(chǎn)管線做定期的油管刮臘，氣管除水，以便長(zhǎng)期保持有效輸送能力。4、同一管道內(nèi)輸送不同種類介質(zhì)的隔離和置換。

工作原理

清管閥是在T型三通固定式球閥結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上改型和增加功能后設(shè)計(jì)而成的新型閥門。清掃管線時(shí)，將清管器置入清管閥的球體內(nèi)腔，通過(guò)球體在相互垂直的三通閥體內(nèi)，作90°旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)球體通道和管線通道在同一軸線時(shí)，清管器在管道內(nèi)流體壓力作用下，從一個(gè)清管閥發(fā)射，到另一個(gè)清管閥被擋條擋住并取出。清管閥的使用必須是成對(duì)的，其一發(fā)射，其二接收。

清管閥類型

  A型：

A型（PC型）清管閥是清掃管道用的標(biāo)準(zhǔn)型清管閥。它的球孔面積比通道面積大25%，以保證清管作業(yè)過(guò)程中輸送介質(zhì)持續(xù)流動(dòng)。

B型：

B型（PB型）清管閥是一種帶內(nèi)旁通的清管閥，在球體上垂直于球孔方向開(kāi)設(shè)兩個(gè)通道，其通流面積約為管線面積的25%。這種結(jié)構(gòu)保證在發(fā)射或接收清管器時(shí)清管閥也不會(huì)發(fā)生斷流。B型清管閥不能當(dāng)作截?cái)嚅y使用。

C型：

C型（PS型）清管閥是隔離和按序輸送介質(zhì)用的清管閥。球孔面積比管線通流面積約大3%，并且在接收用清管閥的球孔內(nèi)有一附加密封，保證清管器到達(dá)接收用清管閥時(shí)形成密封，獲得理想的隔離效果。

　　　　圖1　　清管閥類型

結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

清管閥的結(jié)構(gòu)特征是在固定球閥結(jié)構(gòu)原理基礎(chǔ)上改型和增加功能后創(chuàng)新設(shè)計(jì)的新型閥門。*繼承了兩位截?cái)嗍角蜷y的性能的特點(diǎn),通過(guò)球芯的90度回轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)閥門的啟閉,便于設(shè)計(jì)成雙阻與排放使閥門在全開(kāi)的情況下都可以排放體腔內(nèi)的介質(zhì),這種功能是清管閥所必須的。

閥體的側(cè)面開(kāi)設(shè)支管，該支管中心與管線中心垂直相交。支管上安裝快開(kāi)盲板和放空閥，使清管器能夠方便送入清管閥或從清管閥中取出，球體通孔直徑更大，通孔的一端設(shè)置能夠阻礙清管器通過(guò)而又允許介質(zhì)通過(guò)的擋條。

主要結(jié)構(gòu)形式有三段式和上裝式

1、          三段式

三段式清管閥（圖2）閥體由主閥體和左右相同的兩件端閥體組成，閥門沿閥桿中心線*對(duì)稱，結(jié)構(gòu)緊湊，外形線條流暢美觀，密封性能好，制造裝配工藝性好，安裝及調(diào)試方便。三段式閥體具有良好的抗外應(yīng)力特性，可制造成高壓力級(jí)、大口徑。

2、          整體式

整體式清管閥（圖3）閥體為整體鑄（鍛）造，其上部設(shè)有閥蓋，球體、密封圈和閥座等，閥內(nèi)件均從閥體頂部裝入。閥門在檢修和更換座時(shí)，不必將整臺(tái)清管閥從管線上拆下，僅打開(kāi)閥蓋，將球體和閥座取出即可，可實(shí)現(xiàn)在管線上維修，這是整體式清管閥的優(yōu)點(diǎn)。由于閥體為整體，閥體和閥蓋體積大、質(zhì)量大，難以制成大口徑，閥門成本高。

結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

圖2　三段式清管閥

　　　　　　　　圖3　整體式清管閥

標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范

　　　基本設(shè)計(jì)規(guī)范　　ANSI　B16.34、　API6D

　　　結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度　　　　Q/LX10-2005

　　　法蘭標(biāo)準(zhǔn)　　　　GB9113　JB/T79　ANSI　B16.5

　　　材料　　　　　　ASTM　GB　

　　　檢驗(yàn)與試驗(yàn)　　　JB/T9092　API6D　API598

材    料

    閥門針對(duì)油氣輸送工況主體材料采用碳鋼和低溫鋼，并分為普通和抗硫系列?？沽蜷y門符合NACE MRO1-75的規(guī)定。碳鋼系列適用溫度為

-29~121℃，低溫鋼系列適用溫度為-46~121℃。

主要零件材料

型號(hào)說(shuō)明

(K T N) PV B 3  4  7  F – 16  P  200

                              公稱通徑200mm

                                        閥體材料:P為不銹鋼 C為碳鋼(PN≤25不標(biāo))

                                        公稱壓力MPa的10倍值

                                        密封面材料:F為聚四氟乙烯,N為尼龍

                                        結(jié)構(gòu)形式代號(hào):7為固定球

                                        連接形式代號(hào):4為法蘭連接,6為對(duì)焊連接

                                        傳動(dòng)方式代號(hào):3為蝸輪傳動(dòng),6為氣動(dòng),9為電動(dòng),手動(dòng)略

                                        清管閥類型代號(hào):分A B C 三類

                                        清管閥代號(hào)

                                        K為抗硫,不抗硫略  T為天然氣類用閥，非天然氣略  N為抗靜電、防火類用閥，非抗靜電、防火類閥略

安裝使用與維護(hù)

一、        清管器必須與所選清管閥匹配,長(zhǎng)度小于清管閥閥芯內(nèi)腔長(zhǎng)度,安裝前盡可能檢查一下清管器與閥芯的配合情況。

二、        清管閥打開(kāi)到全開(kāi)位置，查看閥芯(球體)的腔口,放置閥門時(shí)使接收與發(fā)射的兩清管閥閥芯的腔口相向，保證清管器在兩閥之間能夠進(jìn)出閥芯內(nèi)腔。

三、        所清管路中不可有縮徑的閥門或接管，以防清管器不能通過(guò)造成管路堵塞。

四、        管道對(duì)接焊時(shí)不要將焊渣從焊縫處漏至孔內(nèi)壁，以防清管器通過(guò)時(shí)被拉壞表面。

五、        根據(jù)所選清管閥準(zhǔn)備好相應(yīng)規(guī)格的螺栓、螺母、墊片等，將閥門與管路連接。

五、發(fā)射或接收清管器時(shí)，按以下步驟進(jìn)行（以三段式清管閥序號(hào)進(jìn)行說(shuō)明）：1、轉(zhuǎn)動(dòng)蝸輪頭手輪（1），使閥門處于關(guān)閉狀態(tài)。2、打開(kāi)排空閥（9）泄放體腔介質(zhì)（壓力）; 3、取下內(nèi)六角螺栓（5）和安全擋板（6）；4、穩(wěn)住手柄（10），轉(zhuǎn)動(dòng)快開(kāi)門手輪（3），使快開(kāi)門后移至快開(kāi)門擋板（6）（手輪感覺(jué)轉(zhuǎn)不動(dòng)為止，此時(shí)快開(kāi)門上O型圈脫離密封位置），5、順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)手柄（10）45°，使快開(kāi)門擋板（4）的牙齒對(duì)準(zhǔn)閥體齒間；，拉出快卸閥蓋組件(裝卸快卸閥蓋如遇卡阻可晃動(dòng)手柄調(diào)整位置)；并將快卸閥蓋組件向右旋轉(zhuǎn)；6、裝入或取出清管器；7、與步驟2~6相反，將快開(kāi)門裝入后，用內(nèi)六角螺栓定位安全擋板，關(guān)閉排空閥，然后方可旋轉(zhuǎn)蝸輪手輪打開(kāi)閥門發(fā)射清管器或恢復(fù)輸送介質(zhì)。

注意：取下安全擋板與打開(kāi)閥蓋之前必須打開(kāi)排空閥且確定排放*。

清管閥使用按如下圖解過(guò)程進(jìn)行

清管閥操作步驟圖解

六、  根據(jù)密封情況，及時(shí)加注密封脂。

清管作業(yè)流程示意圖

技術(shù)參數(shù)

　訂貨須知

1、注明公稱壓力，公稱通徑，使用介質(zhì)和使用溫度。

2、應(yīng)注明是否采用抗硫型閥、天然氣閥、防火抗靜電閥。

3、應(yīng)注明兩端法蘭連接標(biāo)準(zhǔn)，如未說(shuō)明，本廠按GB9113-2000標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)制造。

4、應(yīng)注明采用何種操作方式（電動(dòng)、蝸輪傳動(dòng)或手動(dòng)）。

5、需注明主體材料。

6、結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度和連接形式可以按用戶要求設(shè)計(jì)制造。

清管器的選用

清管器是執(zhí)行清管動(dòng)作的動(dòng)力執(zhí)行元件，在管道內(nèi)流體壓力作用下，沿管線內(nèi)孔軸線方向移動(dòng)，利用自身外圈的彈力與管道內(nèi)壁磨擦達(dá)到清管作用。主要有聚氨酯皮碗清管器和聚氨酯泡沬（炮彈式）清管器兩大類，并可內(nèi)裝電子定位發(fā)射機(jī)，對(duì)長(zhǎng)輸管線實(shí)現(xiàn)無(wú)線電清管跟蹤。炮彈式清管器一次作業(yè)距離達(dá)30KM～100KM，皮碗式清管器一次作業(yè)距離可達(dá)100KM以上。

部份清管器的應(yīng)用與比較