关键词：单活塞双活塞DBBDIB
1、前言长距离输送石油、天然气等资源已成为当今世界最主要的运输手段，利用长输管线输送需要控制介质的流动，阀门具有切断、控制介质输送及安全保护等作用，因而被大量用于长输管线上。阀门监造服务是阀门自设计、投产到现场使用中的重要环节。然而由于阀门种类繁多，结构复杂多样，特别是管线阀门中的单双活塞球阀，结构整体相近，关键结构又不相同，从而实现不同的功能。经验丰富的监造人员要从更专业的角度为客户控制阀门质量，同时帮助生产厂家预见性的将生产过程中的隐患消灭在摇篮里，可以有效避免产品成型甚至投入使用造成更大的损失。本文笔者将自己近几年从事长输管线球阀监造工作中，对单、双活塞球阀的结构、功能、试压程序进行阐述和分析。
2、单、双活塞球阀分类
单、双活塞球阀是固定球阀，单、双活塞球阀也分别叫DBB、DIB球阀，双活塞球阀又分为DIB-1、DIB-2两种结构[1]。
3、DBB、DIB球阀结构上的不同
DBB和DIB是阀门的两种阀座功能形式，均为双阀座结构。
DBB即DoubleBlockandBleed双截断和泄放，每个阀座都只能抵抗一个方向上的力，称“单活塞效应阀座”（自泄压阀座），可对中腔进行排放。DBB单活塞阀座固定器上有一圈凸起的金属密台，把O型圈限制在一定范围内。见下图1
图1单活塞阀座
DIB即DoubleIsolationandBleed双隔离和泄放，有两种结构。见下图2
DIB-1的每个阀座都可抵抗两个方向上的力，称双“双活塞效应阀座”，此结构需设置中腔压力泄放装置。
DIB-2为进口端阀座为DBB，另一端阀座为DIB又叫“单、双活塞效应”阀座，此结构通过进口端阀座自动泄放中腔压力。
图2双活塞阀座
4、DBB、DIB球阀实现的不同功能
4.1DBB即双截断和泄放，上下游两个阀座都是单活塞，即只能一个方向密封，反方向不能实现密封，可以实现自卸压功能。当阀门关闭时，阀体中腔内存有介质（液体或易冷凝的气体），此时中腔压力应是小于等于上下游压力的（若大于，中腔压力会通过自泄压阀座泄放到上下游）。仅当中腔介质异常升压（如急速气化造成压力陡增），两侧阀座自卸压功能失效或来不及自卸压时，出于安全考虑，阀体中腔必须设置一压力泄放阀，用以紧急泄放中腔异常压力，以防万一的设计。当中腔压力泄放到比上下游压力小的时候，自卸压阀座在弹簧力和介质压力作用下，实现阀座与球体间的密封，防止上下游介质通过中腔泄放到阀门外部去[2]。自卸压原理见下图1。
当中腔压力超过材料在38℃下的阀门压力额定值的1.33倍时[1]，介质压力借助阀座密封面形成的面积差将阀座推离球体，完成泄压。
这是一般DBB固定球阀的设计原理，但上述情况极少出现，因此固定球阀的中腔压力泄放阀不是强制性设计的要求。只有当介质具有以上特性（可能发生异常升压）或客户特别指定要求时，才提供。当然监造过程中经常遇到厂家把这当成一种标准设计，缺点就是多了一个可能的泄露点，做阀门压力试验时也增加麻烦。
4.2DIB即双隔离和泄放
4.2.1DIB-1是上下游阀座都为双活塞。双活塞效应阀门实现的功能，就是就单个阀座而言，无论是通道打压还是中腔打压，阀座都是向球体移动，以此来实现双面密封[2]，见下图2、图3。它设计时主要是让阀座密封面（图中点画线）在两静压面（图中O-RING的上下两接触面）之间。
所以DIB-1阀门两侧阀座都是双活塞阀座，即都不能实现自卸压，阀体中腔必须设置安全泄放阀。安全泄放阀见下图4。
图4安全泄放阀
安全阀的整定压力（起跳压力）应在材料38℃下的压力额定值的1.1-1.33倍之间，介质压力将安全阀的阀座推离密封面，完成泄压。
4.2.2DIB-2是一端阀座单活塞，一端阀座双活塞（即一端阀座为DBB,一端阀座为DIB）。这种阀门可以实现定向自卸压功能。如果球阀上游是“单活塞效应”阀座，下游是“双活塞效应”阀座，中腔压力如果异常升压，可以通过上游“单活塞效应”阀座自卸压功能将超出压力释放出去。如果球阀上游是“双活塞效应”阀座，下游是“单活塞效应”阀座，中腔压力异常升压，可以通过下游“单活塞效应”阀座自卸压功能将超出压力释放出去[2]。见上图所以DIB-2球阀是不需要设置中腔安全泄放阀的。“单活塞效应”阀座见上图1，“双活塞效应”阀座见上图2、3。
一般情况下，从工艺角度而言，中腔异常压力释放到上游更为合理和安全，因此监造过程遇到此类型的阀门，基本都是前一种设计，后一种设计基本没有使用价值，没人使用。
那么用DIB有什么好处呢？为什么会出现这样的新技术？因为使用DIB能使球阀变成在一个阀门内真正具有两道密封的阀门，提高了球阀的密封可靠性。
为了加深对Block和Isolation的理解和区别，我们可以这样假想，Block就像一个塞子，只能密封一侧的压力，而Isolation是绝对的隔断，对两侧压力（介质）都能切断。这也就联想到为什么闸阀也可以成为IsolationValve，而不是BlockValve,因为闸阀可以切断两侧的介质压力。DBB和DIB对比见下图5
5、DBB、DIB球阀试压程序的不同
DBB“单活塞效应”与DIB“双活塞效应”阀门常规水压试验是相同的[3]，都是按照API598标准执行的,就不再多说。但是监造过程中技术协议一般都要求进行附录B中的一些特殊试验，这些特殊试验就是测试DBB、DIB阀门的特殊功能。
5.1DBB双截断-泄放阀门（双阀座单密封）处于半开位状态下，将阀门及其腔体内完全充满试验介质。然后关闭阀门，打开阀体排水阀，让多余介质从阀腔试验接头溢出，同时向阀门两端施加试验压力，通过阀腔接头处的溢流监测阀体密封性。这个试验就是为了测试DBB阀门双截断功能。
5.2DIB-1双隔离-泄放阀（双阀座双密封），每个阀座都应进行双向试验。阀门处于半开位状态下，向阀门及其腔体内注入试验介质，直到试验介质通过腔体排空接头溢出。从腔体方向测试阀座泄露时，应关闭阀门。从上游开始依次向每一侧阀门端部施加试验压力，以试验每一侧阀座。应通过阀门腔体泄压阀接头监测泄露。此后，每一个阀座均应作为下游阀座进行试验。阀门两端排空，但腔体应充满试验介质，然后施加压力，通过阀门两端每一个阀座监测泄露。某些阀门结构可能会要求：在下游阀座试验期间，上游和阀门腔体内的压力应保持均衡。
DIB-2双隔离-泄放阀（一只阀座单向密封，一只阀座双向密封），仅双向阀座进行双向试验。阀门处于半开状态，向阀门及其腔体内注入试验介质，直到试验介质通过腔体排空接头溢出。从腔体方向测试阀座泄露时，应关闭阀门。从上游开始依次向每一侧阀门端部施加试验压力，以试验每一侧阀座。应通过阀门腔体泄压阀接头监测泄露。由腔体试验测试双向阀座时，应同时向腔体和上游端施加试验压力。在阀门的下游端监测泄露。
此外，在监造现场不乏试压工人为省事不及时更换试压表的例子，API6D第10.2.3.2条测量范围有明确要求：“压力测量应在测量器材满刻度的25%至75%之间进行[1]。”对此监造应特别提醒试压工人注意。
6、结束语
通过对单、双活塞结构的比较，从而了解单、双活塞阀门实现不同功能的原理，在进行非常规水压试验的程序有所区别，帮助客户根据现场使用条件、需要实现的功能来合理选择阀门的类型,也有助于现场监造人员更好的控制阀门质量。
参考文献
[1]API6D管线阀门.美国石油会,2008
[2]管线球阀自卸压阀座与双活塞效应阀座的分析.税丽,自贡高压阀门股份有限公司，2001
[3]API598阀门的检查和试验.美国石油会,2009
第一作者简介：
胡开龙，男，1987年出生，助理工程师，2012年毕业于陕西理工大学材料成型及控制专业，现主要从事油气输送钢管的质量监督工作。
E-Mail:hukailong215@163.com。