用于石油和天然气应用中安全泄压的紧凑型双截止放气阀

>70%

组件体积

>与最小的减材设计相比，部件体积减少了70%>

内部渠道

仅35毫米长度的机身内集成了四个独立的内部通道

100+

产量

已生产、测试并售出100多台，并已通过DNV-ST-B203标准的过程认证

增材制造该方案支持易于改造的DB&B解决方案，在将全部功能集成到35毫米外壳中的同时，将组件体积缩减了70%以上，目前已部署在Vår Energi的一处海上资产上。

确保阀门腔室的安全、可控减压，仍是石油和天然气领域面临的一项关键运营挑战。对于已安装的系统（尤其是用于天然气输送的系统），改造方案必须满足空间、重量和安全方面的严格限制，同时无需耗资巨大的现有基础设施更换。

意大利定制阀门制造商Valland S.p.A. 通过开发PVT阀门解决了这一难题：这是一款紧凑型、增材制造双截止放气（DB&B）辅助阀门，专为在现有主阀门上进行改造安装而设计。

该部件由瓦兰德（Valland）旗下增材制造部门——Valland3D——生产，采用EOS M 290 系统进行金属增材制造，实现了传统制造工艺无法达到的功能集成度和紧凑性。

挑战

在双膨胀闸阀中，安全地对阀腔进行泄压既带来了操作上的挑战，也带来了安全上的挑战。

现有的系统缺乏DB&B配置，导致减压过程耗时较长、难以监控，并且由于存在烃类物质接触的风险，可能引发健康、安全与环境（HSE）隐患。

在气体应用中还出现了其他问题：如果通过标准排气口进行减压，可能会导致水合物形成，从而使整个工艺完全停滞。

从机械角度来看，这些限制同样严苛：

标准 DB&B 单元过于笨重，无法与现有的 ½ 英寸 NPT 螺纹连接配合使用，
从而增加螺纹损坏或失效的风险，
这使得它们不适合进行改造部署。

关键在于，传统的制造方法——如机加工、铸造或锻造——无法在要求的安装空间内实现兼具完整DB&B功能、紧凑尺寸和轻量化设计的产品。

因此，操作人员往往别无选择，只能更换整个主阀，这不仅成本高昂，还会导致较长的停机时间。

解决方案

为克服这些限制，Valland 开发了一种专为增材制造（AM）设计的解决方案：PVT 阀，该产品是从零开始专门为增材制造设计的。

Valland3D利用金属激光烧结技术，以EOS M 290 和超级双相钢F55材料为原料，设计出一种紧凑型辅助阀，能在极其有限的设计空间内实现完整的DB&B功能。该设计将第一道压力隔离区、排水通道、第二道隔离区和出口整合在一起，总长度仅为35毫米。

增材制造设计的一大优势在于其优化的质量分布，这使得重心更靠近主阀体。这不仅减轻了螺纹连接处的机械应力，还最大限度地降低了故障风险。

该制造工艺（包括打印及热处理参数）由Valland3D自主开发，并根据DNV-ST-B203标准通过了认证，确保该部件符合严苛工况下的严格行业要求。该部件已通过DNV框架下的AMC 2级认证，这表明其制造工艺和质量保证方法均满足安全与性能关键应用的相关要求。

在此背景下，PVT阀的功能设计起着至关重要的作用。该组件采用“双截止与排气”配置，既能实现安全隔离和受控排压，又能保持与现有系统的兼容性。

“增材制造使我们能够将部件体积缩减超过70%，相比之下，这是我们采用减材制造方法所能达到的最小设计尺寸。在仅35毫米的长度内，我们集成了四个独立的内部通道：第一道屏障、排水通道、第二道屏障和出口。这在任何传统工艺中都是完全无法实现的。”
Gianluca Acquistapace，Valland3D增材制造经理

成果

PVT阀的影响在实际运行条件下的表现最为显著。该解决方案在极其紧凑的结构中实现了完整的双截止与放气（DB&B）功能，从而解决了传统方法无法解决的、长期存在的现场难题。

从运营和安全角度来看，其优势十分显著。PVT阀可实现安全且受监控的腔体减压，从而大幅降低操作人员接触烃类物质的风险。同时，它还能消除减压过程中水合物形成等问题，这些问题可能会中断或延误工艺流程。因此，操作人员反馈称每次干预所需的时间大幅缩短，从而使现场作业更加高效且可预测。

除了这些运营方面的改进外，该解决方案还展现出了完全的工业就绪性。该制造工艺已通过DNV-ST-B203标准认证，目前已有超过100台设备完成生产、测试并投入现场使用。包括压力测试、无组织排放测试和防火安全测试在内的全面验证，证实了该组件适用于要求严苛的油气应用场景。在Vår Energi某海上资产上的现场部署，进一步验证了该解决方案在实际运行条件下的性能表现。

该解决方案的经济意义主要体现在其改造能力上。由于可安装在已投入使用的阀门上，PVT阀门避免了更换整套主阀所带来的高昂成本。这不仅降低了资本支出，还最大限度地减少了停机时间和运营中断。