管線（管道）閥門的發展歷史
1914年第一條9公里長的輸油管線在美國中部建成，從此拉開管道工業發展的序幕。用管線來輸送液體或氣體，
其成本是鐵路運輸的1/3，海上運輸的2/3，所以近一百年來獲得了迅速的發展。長距離輸送管道稱之謂長輸管
線，長輸管線上使用的閥門稱之謂管線閥門，有球閥、閘閥、止回閥、旋塞閥，是一種滿足管道運輸的特殊要
求，具備特殊功能的專用閥門。對于球閥則稱之謂管線球閥。規范管線球閥的技術標準是美國石油協會頒發的
API規范6D《石油天然氣工業－管道輸送－管線閥門》，，以及國際標準ISO14313。
實際上管道工業的迅速發展是二十世紀五十年代的事，根據《Pipeline》雜志2000年統計，全世界已建成管線
260萬公里，其中輸油管線80萬公里，輸氣管線140萬公里，其他石油化工產品輸送管線40萬公里。輸油輸氣
管線是一條能源供應線，是一條生命線，已遍布全球，并且每年仍以3萬公里的速度遞增。管線閥門的最高壓
力級PN42.0Mpa（Class2500），閥門最大通徑60英寸（DN1500）。
世界上著名的長輸管線如美國阿拉斯加到大西洋東海岸長島的原油輸送管線，穿過北極圈凍土層和美國五大湖
的沼澤地；俄羅斯橫貫西伯利亞的輸油管線；地中海地區從阿爾及利亞經摩洛哥至西班牙的輸氣管線，全長2000
公里，穿過沙漠，阿特拉斯山脈和直布羅陀海峽；在東南亞從菲律賓經馬來西亞、爪哇、蘇門答臘，至泰國全
長6276公里輸氣管線，其中1094公里海底輸氣管線，等等。
球閥的結構可追溯到1904年，已有人申請了結構專利，但一直未獲得商品化，它的發展也是20世紀50年代的事，
這是由于1943年美國杜邦公司聚四氟乙烯塑料的發明，這種材料具有一定的彈性，自潤滑性，優良的耐腐蝕性，
十分適宜于作為閥門的密封材料。以及車球機、磨球機的進步。由于這種閥門是全通徑、低流阻，十分適宜作為
長輸管線用閥，所以管線球閥已逐步取代管線閘閥、旋塞閥，是一種近50年來發展最快的一個閥門新品種。 長
輸管線是全球性的，是一條能源供給線，從北極圈到赤道，從高山到海底，從高原到沙漠，其間穿過地震帶、沼
澤地、凍土層、江河、湖泊、山坡。有架設的，有直埋地下，在野外操作，維修困難，要求30年使用壽命。一般
輸送原油、天然氣，雖經處理但含硫，含鐵銹及金屬顆粒，且要求零級密封，實際的使用環境惡劣和能源供給線
的重要性，對管線球閥提出了嚴格的技術要求。
1、 強度和韌性 ：閥門除了承受內部介質壓力之外，尚需承受地基承載，由于環境溫度變化而引起的軸向拉力和
壓力，考慮滑坡，地面沉降，洪水而引起的外部載荷，在寒帶及冰凍地區尚需考慮材料低溫沖擊韌性，防止低溫
脆性斷裂。對于全焊接閥體球閥，焊縫及熱影響區，需要按照斷裂力學理論，考慮其斷裂韌性（CTOD）。
2、零級的密封要求。閥門要求零級密封，以確保對下游端管線的有效截斷，考慮介質中金屬顆粒對零級密封的影
響，金屬對金屬密封作為初級密封,PTFE/橡膠對金屬作為次級密封,以及一旦密封失效時應采取緊急密封措施。
3、具備失火安全和防靜電功能：管線球閥設計需考慮失火安全（fire safe）,一旦失火，閥門的外漏和內漏不能超
過API607規定的泄漏標準；球體被非金屬材料夾持，可能產生靜電必須與閥體導通，在24VDC下電阻值<10歐姆。
4、DBB功能（Double Brock & Bleed）：在閥腔排泄時，上游端閥座和下游端閥座應同時自動切斷，以確保排放
時的安全。
5、防止閥腔壓力的夾持：無論閥門處于開啟或關閉位置，均應防止介質在閥腔中被夾持，如果介質可能夾持，則
對于氣體介質或液體介質均要確保自動泄放閥腔內的壓力，閥腔壓力泄放的最大值不超過閥壓力額定值的1.33倍，
外部壓力泄放閥的口徑為DN15或更大。
6、排泄：閥腔的介質可以排泄；并通過此排泄孔對閥門進行在線密封檢測。
7、位置指示 ：無論手動或動力驅動，要有明顯的閥位指示表明閥門處于開啟位置或關閉位置；
8、傳動鏈：傳動鏈的設計扭矩至少應為球閥最大扭矩的2倍。
9、硫化工況 ：承壓部件及螺栓材料應具有抗應力裂化的能力，符合NACE,MR 0175要求。10、緊急切斷功能 ：長
距離管道輸送系統采用衛星監控系統當管線壓降速率或持續時間達到某一設定值閥門應緊急切斷；
11、考慮地下水的電位腐蝕和應力腐蝕采用全焊閥體結構，管道陰極接地和外表面防腐來防止電位腐蝕和應力腐蝕。
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