摘要：气液联动球阀（GOV）广泛应用于长输天然气管道，具有传动稳定、容易控制、不需要电源等优点。天然气长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。这类阀门在东莞新奥燃气高压管网分公司的城区管网有2个，分别在松山湖大道和环城东路上，起到高压管网监控紧急切断的作用。 一、气液联动阀的基本结构
GOV阀主要由执行器驱动机构与干线球阀主轴相连，在执行器的驱动作用下，球阀主轴旋转，从而使阀芯旋转90°，实现阀门的开关。其结构主要由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，埋地球阀还设有埋地中腔放空管等。 1、执行器
执行器内的旋翼全部浸入液压油中，由气液罐来油推动旋翼旋转，旋翼带动与其相连的球阀转动，根据旋翼转方向的不同，实现球阀的开关操作。
2、气液罐
气液罐的下部盛有半罐的液压油，当GOV阀工作时，气液罐上部充满天然气，以气体压力作原动力作用于高粘度液压油上，以推动执行器传动机构（旋翼），实现GOV阀的开关。 3、储气罐
储气罐的主要作用是为执行机构提供储备动力源，当干线压力大于罐内气体压力时，干线内气体通过储气罐上单向阀内注气，当储气罐内大于出厂压力时的设定值时，通过罐顶的安全阀放气泄压，一旦出现紧急情况，干线内无足够的压力作动力源时，罐内所储气体可作为开关阀门的动力。
4、操作箱
操作箱内设有手动操作所需的手泵和气动操作所需的开关。
5、气源管
气源管直接从干线上引压，作为除了手动方式以外GOV阀的开关动力。
6、检测管
通过检测管将干线压力值和压力变化情况直接传给Lineguard控制箱内的压力传感器，作为自控功能的第一手资料。
7、Lineguard控制箱
Lineguard控制箱内设有压力传感器，可将检测管的气体压力传导给控制箱内的中央处理器，根据设定值与检测管采集到的压力值的比较结果，决定阀门的开关，实现自动控制，Lineguard控制箱内含的存储单元可记录900个事件，管道压力的异常情况以曲线图的形式被记录下来。
8、远传遥控装置（RTU）
远传遥控装置可以实现中央控制室对阀门的状态监测与开关操作的远传控制。
二、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作模式，以提高阀门的安全可靠性。手动方式，只需要更换不同挡位，压动手泵手柄，便可实现开关操作；气动方式，按“左开右关”方向拉动操作手柄，便可完成开关操作，若用笔记本计算机设定参数并启动自动功能，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。
三、气液联动球阀的工作原理
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。
四、气液联动阀的操作
1 、操作前检查
（1）驱动装置进气阀处于全开状态，观察气压表压力值，应达到规定要求。
（2）检查气路和油路管道及接头处有无泄漏。
（3）液压定向控制阀选择开或关后，用手泵检查执行机构的工作情况，阀门开关运行应平稳、无卡阻现象。
2 气动操作
（1）液压定向控制阀选择在自动(气动)位置，按下或拉出开关手柄，即实现阀门开或关。（2）阀门开关到位后，放松手柄，气压罐中气体将自动排放。
（3）调节可调式减压阀开度大小，可决定阀门开关速度。
3、压降速率超限保护
（1）调节膜片式导阀，使压降速率达到规定值．
（2）调节延时罐进气阀，使延时时间达到所需要值。
（3）液压定向控制阀选择在自动(气动)位置。
（4）当管线发生爆管时，压降速率在延时时间内连续超过所设定值，经控制系统调节，气液压罐进气，使阀门关闭。
4、手动操作及气液装置
（1）手动操作，当气源压力低于开阀所需压力值时，开(关)液压定向控制阀，而后摇动手泵即实现阀门开大。
（2）活塞拨叉式气液装置可做阀门开度调节；旋转叶片式气液装置只可做阀门全开、全关运动，适用于切断阀。
五、气液联动阀的日常维护
1、过滤器的清洗与更换
管输天然气虽然经过分离、净化等处理，但在气体中仍含有少量的泥沙等杂物，用其作为动力源，必须经过过滤后才能使用，因此应定期对过滤器进行清洗，防止泥沙等杂物进入气液罐内。
GOV阀共有两级过滤器，拆卸之前必须先关断气源管球阀，将阀内的气体按以下方法放空，当阀门处于开启状态时，拉动开的手柄将阀体内气体放空，当阀门处于关闭状态时，拉动关的手柄将阀体内气体放空。当阀体内的气体放空后，打开过滤器固定螺栓将过滤器取出，用煤油或汽油做清洗剂，清洗时应仔细检查过滤网，如有破损应及时更换。
2、气源管的检查与吹扫
天然气中的大块杂质或清洗液，密封脂都有可能堵塞气源管，当气源管被堵塞后，动力气源不能进入起气液罐，使气体操作不能进行，自控功能形同虚设，给安全运行留下隐患，所以必须定期检查气源管的通畅情况，如有问题应及时处理。
管路的吹扫是解决堵塞问题的有效手段，首先将阀体内的气体放空，然后打开任一级的过滤器固定螺栓取出过滤器，再将气源管上的球阀间歇性的开关几次，可将管路中的水和泥沙等杂物吹出，直到通畅为止。但是在进行管道吹扫时，气流出口方向不应有人，以免喷出的高压气流对人员造成伤害。
3、检测管的检查与吹扫
取压点的压力值与压力变化情况是通过检测管传给Lineguard控制箱的。每8s自动检查压力一次，如果检测管被堵，压力信号就不能及时地传给Lineguard传感器。假如被堵管段的接口处有微量漏气，会使管段内的压力逐渐降低，当压力低于所设定的关阀下限压力值时，就会造成GOV阀的误关闭，从而给管道运行造成很多不安全因素。因此，在检测管进行吹扫时，先关断自控功能，再关断检测管上的球阀，切断干线来气，然后将Lineguard箱传感器与检测管上的小球阀连接处打开，对球阀进行几次开和关，并吹扫检测管路，直到气流通畅为止。
4、气液罐内液压油及有油位的检查
干线来气虽然经过过滤网后在进入气液罐，但在罐中仍会有泥沙和水等杂质沉积下来，必须定期对其进行清理维护，方法如下。
（1）先关断气源管球阀，放空阀体后，将连接在气液罐顶部短接上管路卸下，然后将短接拧下，用扳手将罐底部的排污螺栓拧开几扣，这时会有水、泥沙、油混合物排出，直到流出纯净的液压油为止，然后拧紧排污螺栓。
（2）按厂家规定，油位必须保持在罐深的1／2左右，不可过低也不可过高，否则将影响到阀的正常开关操作。完成液压油排污后，将防爆测量标尺从气液罐的上部插入罐中，到达底部后抽出，检查油位是否合格。如果油位过高，应从罐底部的排污口排放到合格为止；如果油位过低时，则从油罐上部添加同一类的液压油，直到油位符合要求为止。
5、电池电压的检查
Lineguard控制箱内装有一块电池，主要为自动控制、数据采集、内部时钟、通信功能等提供能源，使用寿命约为18个月。电池引出线共有三根，分别为红、黑、白三，其两两间的电压值出厂时设定为黑~红为7.35V，黑~白为25.64V，红~白为18.20V。
打开Lineguard控制箱的箱盖，可看见从电池上引出的三根线接到电路板上的一个三项插座，将插座按
下，采用万能表两两测量，即可得到准确数值。如果发现电池的电压严重不足，则应立即更换电池，否则控制箱的各项功能将不能正常启动，检查完毕后，重新插好电源插座，由于此段时间电池停止供电，存储器内的信息会全部消失，所以必须将系统时钟重新设定，并将系统中存储的事件复位。
大厦扇6、内部时钟的设定与存储事件的管理
为了使存储的数据具有实际价值，必须要有准确的日期和时间，两者的读取、修改及存储可以通过厂家附送的软件（Lineguard2000）来完成。
在管道运行中，干线内压力难免会产生一定范围内的波动，当Lineguard检测到的压力值或压降速率超出所设定的正常范围时，虽然没有必要执行关阀操作，但这种异常情况会被以曲线图的形式记录下来，以供技术人员查阅。当阀在运行一段时间后，存储的事件越来越多，存满时可达900个。
按实际生产情况需调整设定的参数时，应先将存储的事件读出，并保存到软盘或笔记本电脑的硬盘中，供以后分析和研究使用。当完成参数的修改后需对时钟和事件复位，复位后应重新设定准确时钟，以前存储的所有事件会被清除，使新设定的参数开始启动生效。
在冬季来临之前，对GOV阀各部件的检查维护应从严从细，特别是对管路的吹扫、液压油的排污、过滤器的清洗，避免由于冰堵原因造成阀门的异常关断和开关操作不灵活。
五、气液联动阀常见故障及处理方法
1.驱动器不能驱动阀门
处理方法：
(1).气源压力不足
(2).管路及连头漏气、漏油、堵塞
(3).液压定向控制阀选择不正确
(4).活塞或旋转叶片密封失效
(5).阀门受卡，扭距过大
(6).驱动器机械转动装置卡死或脱落
2.气动操作缓慢迟滞
处理方法：
(1).截止、节流止回阀开度调得过小
(2).过滤器堵塞
(3).开关控制阀泄漏标准车当量数
安全绳网(4).油缸内混有气体
(5).注压油变质
3.压降速率超限、防护误动作
处理方法：
(1.压降速率、延时时间调整不当
(2.蓄压阀(参比罐、泄压阀)漏
(3.信号采集气源误关断，关断点到信号采集点气路有泄漏
4.压降速率超限、防护不动作
处理方法：
(1).压降速率、延时时间调整不当
(2).注压定向控制阀选择不正确
(3).蓄能器无气压(误排放)
(4).油路、气路堵塞
5.手泵扳不动
处理方法：
(1).液压定向控制阀选择不正确
结构光三维扫描仪(2).油路堵塞
(3).卡阀或开关已到位
六、球阀设计缺陷与改进方法
某干线输气管道因收发球筒球阀存在内漏问题，严重影响了周期性清管作业。为消除隐患，决定更换球阀。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。
镁钙砖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。菱镁材料
七、结束语
这次球阀的成功更换的关键在于合理使用了导压管，因为现场的气液联动球阀都没有安装导压管。为此，对于今后安装（更换）这类球阀，特别是埋地或半埋地式球阀，应先直接在起源管及球阀阀腔放空管之间焊接导压管，以解决因放空球阀中腔内压力造成球阀很难开
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