12.6 MPa、DN1 550 快開盲板的研制以中國新疆北天山氣候環(huán)境以及直徑1 422 mm、壓力12 MPa 的天然氣管道清管器收發(fā)球筒配套為基本條件,環(huán)境溫度-40~70 ℃,介質(zhì)溫度0~93 ℃,設(shè)計(jì)溫度-40 ℃,設(shè)計(jì)壓力12.6 MPa,內(nèi)徑1 550 mm,水壓試驗(yàn)壓力18.9 MPa,是目前我國壓力最高、直徑最大、溫度最低且承受沖擊載荷最大的天然氣管道工程建設(shè)用快開盲板。
(1)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,對(duì)快開盲板的優(yōu)化設(shè)計(jì)提出了更高要求。高壓快開盲板結(jié)構(gòu)復(fù)雜不規(guī)則,采用常規(guī)設(shè)計(jì)方法難以計(jì)算各處的詳細(xì)受力情況,而采用一般的有限元分析方法雖能得出各點(diǎn)應(yīng)力分布狀態(tài),但在結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)方面,需要反復(fù)調(diào)整參數(shù)才能得到較理想的結(jié)果,費(fèi)時(shí)費(fèi)力。
(2)設(shè)計(jì)壓力高,對(duì)快開盲板密封可靠性提出了挑戰(zhàn)。為了實(shí)現(xiàn)快速開啟或關(guān)閉,快開盲板需要采用自緊式密封,針對(duì)高壓快開盲板的密封可靠性,提出3 點(diǎn)測(cè)試要求:①制造完成后進(jìn)行水壓試驗(yàn),試驗(yàn)壓力為18.9 MPa;②水壓試驗(yàn)合格后進(jìn)行水壓壓力循環(huán)(疲勞)試驗(yàn),連續(xù)施加100 個(gè)疲勞周期,每個(gè)周期內(nèi)壓力從1 MPa 升至12.6 MPa 再降至1 MPa;③水壓壓力循環(huán)(疲勞)試驗(yàn)合格后,進(jìn)行氣密性試驗(yàn),試驗(yàn)壓力為12.6 MPa。
(3)大直徑設(shè)計(jì),對(duì)快開盲板的操作便捷性提出了更高要求。在高壓狀態(tài)下,快開盲板直徑增大造成其零部件質(zhì)量增大、加工平面度和變形量的要求提高。同時(shí),為了方便快捷操作,要求快開盲板開關(guān)靈活,開啟時(shí)間不應(yīng)超過1 min,開啟力不應(yīng)超過200 N。
(4)設(shè)計(jì)溫度低,業(yè)主對(duì)快開盲板的環(huán)境適應(yīng)性提出了質(zhì)疑。由于快開盲板零部件材料包含低合金鋼、不銹鋼及橡膠,且需要快開盲板能夠輕便地啟閉,因此,快開盲板的低溫密封可靠性受到工程業(yè)主和用戶的擔(dān)憂和質(zhì)疑。
(5)用于大型清管器接收筒,對(duì)快開盲板的耐沖擊性能提出了更高要求。在長輸管道運(yùn)行過程中必須定期開展清管作業(yè)。SY/T 6597-2014《油氣管道內(nèi)檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》規(guī)定,檢測(cè)器運(yùn)行期間,管道輸量應(yīng)保持平穩(wěn)且檢測(cè)器運(yùn)行速度不超過4 m/s。管徑1 422 mm、壓力12 MPa 的超大輸量管道清管器的質(zhì)量達(dá)4 500 kg,在管輸壓力推動(dòng)下,進(jìn)入壓氣站場時(shí)攜帶巨大動(dòng)能,若操作稍有不慎,清管檢測(cè)器因慣性作用難以停止時(shí)將可能對(duì)快開盲板門造成巨大沖擊,導(dǎo)致快開盲板鎖緊機(jī)構(gòu)變形甚至發(fā)生安全事故。