石油和天然气的运输方式是管线运输。为了确保管线运输的高效和畅通，必须使用清管装置定期对管道进行清扫。传统的清管装置由发射（或接收）的筒体、阀门进出管线、放空及排放管线组成，整套装置需要专门设计和制造，投资和维护费用高，占地面积大，操作复杂。20世纪90年代初，国外一些公司相继研制开发了一种可以作为清管器发射的接收装置的新型阀门＿装弹机构（Pipe internal cartridge-PIC）阀门，这种阀式清管器发射接收装置简称清管阀。清管阀具备了传统的清管装置功能，以其占地面积小和操作简单等突出优点而得到广泛应用。能够替代传统使用的以清管器收发筒为核心复杂的清管发射和接收装置，使管输系统得到简化。

清管阀的主要用途有：1、新管线投产前，清除管内各种残留物使管线畅通无阻。2、新管线内壁除锈和防腐层涂敷。3、对已投产管线做定期的油管刮腊，气管除水，以便长期保持有效输送能力。4、同一管道内输送不同种类介质的隔离和置换。

工作原理

清管阀是在T型三通固定式球阀结构基础上改型和增加功能后设计而成的新型阀门。清扫管线时，将清管器置入清管阀的球体内腔，通过球体在相互垂直的三通阀体内，作90°旋转运动。当球体通道和管线通道在同一轴线时，清管器在管道内流体压力作用下，从一个清管阀发射，到另一个清管阀被挡条挡住并取出。清管阀的使用必须是成对的，其一发射，其二接收。

清管阀类型

  A型：

A型（PC型）清管阀是清扫管道用的标准型清管阀。它的球孔面积比通道面积大25%，以保证清管作业过程中输送介质持续流动。

B型：

B型（PB型）清管阀是一种带内旁通的清管阀，在球体上垂直于球孔方向开设两个通道，其通流面积约为管线面积的25%。这种结构保证在发射或接收清管器时清管阀也不会发生断流。B型清管阀不能当作截断阀使用。

C型：

C型（PS型）清管阀是隔离和按序输送介质用的清管阀。球孔面积比管线通流面积约大3%，并且在接收用清管阀的球孔内有一附加密封，保证清管器到达接收用清管阀时形成密封，获得理想的隔离效果。

　　　　图1　　清管阀类型

结构特点

清管阀的结构特征是在固定球阀结构原理基础上改型和增加功能后创新设计的新型阀门。继承了两位截断式球阀的性能的特点,通过球芯的90度回转实现阀门的启闭,便于设计成双阻与排放使阀门在全开的情况下都可以排放体腔内的介质,这种功能是清管阀所必须的。

阀体的侧面开设支管，该支管中心与管线中心垂直相交。支管上安装快开盲板和放空阀，使清管器能够方便送入清管阀或从清管阀中取出，球体通孔直径更大，通孔的一端设置能够阻碍清管器通过而又允许介质通过的挡条。

主要结构形式有三段式和上装式

1、          三段式

三段式清管阀（图2）阀体由主阀体和左右相同的两件端阀体组成，阀门沿阀杆中心线对称，结构紧凑，外形线条流畅美观，密封性能好，制造装配工艺性好，安装及调试方便。三段式阀体具有良好的抗外应力特性，可制造成高压力级、大口径。

2、          整体式

整体式清管阀（图3）阀体为整体铸（锻）造，其上部设有阀盖，球体、密封圈和阀座等，阀内件均从阀体顶部装入。阀门在检修和更换座时，不必将整台清管阀从管线上拆下，仅打开阀盖，将球体和阀座取出即可，可实现在管线上维修，这是整体式清管阀的优点。由于阀体为整体，阀体和阀盖体积大、质量大，难以制成大口径，阀门成本高。

结构简图

图2　三段式清管阀

　　　　　　　　图3　整体式清管阀

标准规范

　　　基本设计规范　　ANSI　B16.34、　API6D

　　　结构长度　　　　Q/LX10-2005

　　　法兰标准　　　　GB9113　JB/T79　ANSI　B16.5

　　　材料　　　　　　ASTM　GB　

　　　检验与试验　　　JB/T9092　API6D　API598

材    料

    阀门针对油气输送工况主体材料采用碳钢和低温钢，并分为普通和抗硫系列。抗硫阀门符合NACE MRO1-75的规定。碳钢系列适用温度为

-29~121℃，低温钢系列适用温度为-46~121℃。

主要零件材料

型号说明

(K T N) PV B 3  4  7  F – 16  P  200

                              公称通径200mm

                                        阀体材料:P为不锈钢 C为碳钢(PN≤25不标)

                                        公称压力MPa的10倍值

                                        密封面材料:F为聚四氟乙烯,N为尼龙

                                        结构形式代号:7为固定球

                                        连接形式代号:4为法兰连接,6为对焊连接

                                        传动方式代号:3为蜗轮传动,6为气动,9为电动,手动略

                                        清管阀类型代号:分A B C 三类

                                        清管阀代号

                                        K为抗硫,不抗硫略  T为天然气类用阀，非天然气略  N为抗静电、防火类用阀，非抗静电、防火类阀略

安装使用与维护

一、        清管器必须与所选清管阀匹配,长度小于清管阀阀芯内腔长度,安装前尽可能检查一下清管器与阀芯的配合情况。

二、        清管阀打开到全开位置，查看阀芯(球体)的腔口,放置阀门时使接收与发射的两清管阀阀芯的腔口相向，保证清管器在两阀之间能够进出阀芯内腔。

三、        所清管路中不可有缩径的阀门或接管，以防清管器不能通过造成管路堵塞。

四、        管道对接焊时不要将焊渣从焊缝处漏至孔内壁，以防清管器通过时被拉坏表面。

五、        根据所选清管阀准备好相应规格的螺栓、螺母、垫片等，将阀门与管路连接。

五、发射或接收清管器时，按以下步骤进行（以三段式清管阀序号进行说明）：1、转动蜗轮头手轮（1），使阀门处于关闭状态。2、打开排空阀（9）泄放体腔介质（压力）; 3、取下内六角螺栓（5）和安全挡板（6）；4、稳住手柄（10），转动快开门手轮（3），使快开门后移至快开门挡板（6）（手轮感觉转不动为止，此时快开门上O型圈脱离密封位置），5、顺时针转动手柄（10）45°，使快开门挡板（4）的牙齿对准阀体齿间；，拉出快卸阀盖组件(装卸快卸阀盖如遇卡阻可晃动手柄调整位置)；并将快卸阀盖组件向右旋转；6、装入或取出清管器；7、与步骤2~6相反，将快开门装入后，用内六角螺栓定位安全挡板，关闭排空阀，然后方可旋转蜗轮手轮打开阀门发射清管器或恢复输送介质。

注意：取下安全挡板与打开阀盖之前必须打开排空阀且确定排放。

清管阀使用按如下图解过程进行

清管阀操作步骤图解

六、  根据密封情况，及时加注密封脂。

清管作业流程示意图

技术参数

　订货须知

1、注明公称压力，公称通径，使用介质和使用温度。

2、应注明是否采用抗硫型阀、天然气阀、防火抗静电阀。

3、应注明两端法兰连接标准，如未说明，本厂按GB9113-2000标准设计制造。

4、应注明采用何种操作方式（电动、蜗轮传动或手动）。

5、需注明主体材料。

6、结构长度和连接形式可以按用户要求设计制造。

清管器的选用

清管器是执行清管动作的动力执行元件，在管道内流体压力作用下，沿管线内孔轴线方向移动，利用自身外圈的弹力与管道内壁磨擦达到清管作用。主要有聚氨酯皮碗清管器和聚氨酯泡沬（炮弹式）清管器两大类，并可内装电子定位发射机，对长输管线实现无线电清管跟踪。炮弹式清管器一次作业距离达30KM～100KM，皮碗式清管器一次作业距离可达100KM以上。

部份清管器的应用与比较