Жоғары өнімді қос эксцентрлік көбелек клапандары: күрделі технологиялық желілерде өрт қауіпсіздігін қамтамасыз ету және нөлдік ағып кету

Кіріспе

Қазіргі заманғы химиялық өңдеу, мұнай мен газды өңдеу және ауыр өнеркәсіптік құбыр желілерінде ықшам, жеңіл оқшаулағыш клапандарға деген сұраныс сипаттамалардың түбегейлі өзгеруіне әкелді. Қақпалы клапандар мен шарлы клапандар ұзақ уақыт бойы тығыз жабу үшін әдепкі таңдау болып келді, бірақ олардың салмағы, қабық өлшемі және үлкен диаметрлердегі іске қосу шығындары нақты экономикалық кедергілерді тудырады. Саланың жауабы ... болды.жоғары өнімді көбелек клапаны.

Олардың ішінде,қос эксцентрикалық көбелек клапаны—сонымен қатар қос ығысулы көбелек клапаны деп те аталады — жоғары қысым, экстремалды температура және ұшпа ортаны қамтитын қолданбалар үшін инженерлік стандартқа айналды. Қауіпті көмірсутек орталарында қолданылған кезде, тексерілетін өртке қарсы герметикалық технологияны енгізу міндетті емес; бұл персоналды қорғауға және апатты мұнай өңдеу зауыттарындағы оқиғалардың алдын алуға бағытталған сәйкестік мандаты.

1. Қос ығысу геометриясы

Стандартты концентрлі көбелек клапандары — білік диск пен орындықтың ортасынан тікелей өтетін жерде — бүкіл 90° айналу кезінде үздіксіз, жоғары үйкеліс жанасуынан зардап шегеді. Бұл орындықтың тез тозуына, жергілікті жыртылуына және жұмыс моментінің жоғарылауына әкеледі.

Қос эксцентрикалық көбелек клапаны бұл үйкеліс мәселесін екі түрлі геометриялық ығысу арқылы шешеді:

Бірінші офсетБілік клапан орындығының тығыздағыш жазықтығының артында орналасқан. Бұл дискінің 360° шекарасы бойымен үздіксіз тығыздалуына мүмкіндік береді.

Екінші офсетБілік құбыр тесігінің ортаңғы сызығынан бүйірге қарай ығысқан.

Камминг әсері

Бұл екі ығысу инженерлер жұдырық тәрізді әрекет деп атайтын әрекетті жасайды. Клапан ашыла бастағанда, диск айналудың алғашқы 1°-тан 3°-қа дейінгі бөлігінде орындықтан көтеріледі. Клапанның шамамен 95%-ында диск пен орындық арасында іс жүзінде ешқандай жанасу болмайды. Үйкеліс азаяды, жұмыс моменті азаяды және PTFE және RTFE сияқты жұмсақ эластомерлік немесе полимерлік орындықтардың қызмет ету мерзімі айтарлықтай ұзарады.

Далалық деректер дұрыс күтілген қос эксцентрикалық көбелек клапандарының орташа қысымды қолданбаларда 15-20 жыл қызмет ету мерзіміне жететінін көрсетеді, кейбір конструкциялар 1 миллион жұмыс циклінен асады. Үйкелістің азаюы техникалық қызмет көрсету жиілігінің төмендеуіне де әкеледі — клапан орындығының қызмет ету мерзімі әдетте бір эксцентрикалық конструкцияларға қарағанда үш-бес есе ұзағырақ.

2. Өртке қарсы орындық дизайны

Мұнай және химиялық өңдеу зауыттарында құбыр компоненттері толық дамыған зауыт өртінде өртенген кезде де тығыздағыштың тұтастығын сақтауы керек. Нағыз өрт қауіпсіздігіне қол жеткізу үшін жоғары мамандандырылған қос орындықты конфигурация қажет.

Өртке төзімді орындық құрылымы екі тығыздағыш элементті қамтиды, олар кезекпен жұмыс істейді:

Қалыпты жұмыс (жұмсақ тығыздағыш басым):

Стандартты жұмыс жағдайларында, серпімді PTFE, RTFE немесе Devlon орындығы негізгі тығыздағыш элемент ретінде қызмет етеді, API 598 немесе ISO 5208 A деңгейі талаптарына сәйкес көпіршікті тығыз жабылуды қамтамасыз ету үшін диск жиегімен толық жабысады. Бұл режимде клапан нөлдік ағып кету өнімділігіне қол жеткізеді.

Өртке ұшырау (металл тығыздағыш ілінеді):

Зауыт өрті кезінде қоршаған орта температурасы шамамен 540°C (1000°F) асқанда, бастапқы жұмсақ орындық жұмсарады, ыдырайды және ақырында жанып кетеді. Бұл кезде, әдетте Inconel 718 немесе 625-тен жасалған алдын ала жүктелген екінші реттік металл орындық желілік қысымның әсерінен ауытқып, дискінің шетіне тығыздалып, металл мен металл арасындағы тосқауыл жасайды. Кейбір конструкцияларда API 607 ​​6-шы басылымына сәйкес келетін Inconel 625 резервтік көшірмесі бар RPTFE бастапқы орындығы қолданылады.

Бұл екінші реттік металл-металл тосқауылы API 607 ​​және ISO 10497 (бұрынғы BS 6755 2-бөлім) сияқты қатаң өрт сынау стандарттарына сәйкестігін қамтамасыз етеді. API 607 ​​стандарты жалынға оранған кезде механизмнің жұмыс істеп тұрғанын тексеру үшін өрт сынағы кезінде клапанды циклдік түрде (ашып-жабу) пайдалануды талап етеді. Сынақ клапанды 30 минут бойы 750–1000°C температураға ұшыратады, ал ағып кету шегі өрттің әсер ету және өрттен кейінгі салқындату фазалары үшін көрсетілген.

Өрт қауіпсіздігі сертификаты жеке клапандарға емес, клапан конструкциясына қолданылатынын атап өткен жөн. Конструкция API 607 ​​сынағынан өткеннен кейін, сол конструкция тұқымдасының барлық клапандары жеке өрт сынағынсыз сертификатталады.

3. Жоғары өнімділіктегі стандартты концентрлі көбелек клапандарымен салыстырғанда

Коммуналдық қызметтердің орналасуын бағалайтын сатып алу менеджерлері кейде бюджетке қолайлы концентрлік көбелек клапандарын көрсетуге азғырылады. Дегенмен, жоғары қысымды, күрделі қызмет көрсететін құбырлар жоғары өнімді көбелек клапанының механикалық беріктігін талап етеді.

API 641 алғаш рет 2016 жылы жарияланған, көбелек, шар және тығын түрлерін қоса алғанда, ширек бұрылысты клапандар үшін ұшпа шығарындыларды сынауды реттейді. Онда динамикалық және статикалық өлшеулермен 610 механикалық цикл және үш термиялық цикл белгіленген.

4. Жетектің өлшемдері және шығындардың салдары

Қос ығысу геометриясы концентрлік конструкцияларға тән сүйреу үйкелісін жоятындықтан, клапанның айналу моментінің профилін түбегейлі өзгертеді.

Қос эксцентрикалық көбелек клапанында шың моменті тек соңғы 5° жабылу кезінде ғана пайда болады - инженерлер мұны ... деп атайдыотыру моментіАйналу моменті – дискіні айналудың қалған бөлігінде жылжыту үшін қажетті күш – өте төмен.

Автоматтандырылған циклдар үшін бұл айналу моменті профилі айтарлықтай экономикалық артықшылықтар береді:

• Кішірек жетектерШар клапанымен немесе нашар көрсетілген концентрлік клапанмен салыстырғанда пневматикалық жетектерді немесе электрлік көп айналымды қозғалтқыштарды 20%-дан 35%-ға дейін кішірейтуге болады. Кейбір дереккөздер момент талаптарының ортаңғы сызықты көбелек клапандарына қарағанда 30%-дан 50%-ға дейін төмен екенін хабарлайды.

•Іздің азаюыКішірек жетектер құбыр сөрелерінің жеңіл сырғанау салмағына және құрылымдық тірек шығындарының төмендеуіне тікелей әсер етеді.

•Төмен энергия тұтынуПневматикалық серіппелі қайтарылатын жетектерге басқару ауасының көлемі аз қажет, бұл компрессорлық станцияларға түсетін жалпы пайдалы жүктемені азайтады.

Жетекті таңдау бойынша практикалық нұсқаулық: егер клапан қажетті моменттің 80 Нм-ін өлшесе, жетек қауіпсіздік коэффициентін қолдана отырып, 100 Нм немесе одан жоғары өлшемде болуы керек. Қос эксцентрикалық конструкциялардың төмен моменттік сипаттамалары бұл қауіпсіздік коэффициентін концентрлік клапан үшін қажет болатыннан гөрі кішірек базалық сызыққа жиі қолдануға болатынын білдіреді.

5. Материалды таңдау және қолдану мәселелері

Қос эксцентрикалық көбелек клапанының әмбебаптығы, егер материалдар тиісті түрде таңдалған болса, қызмет көрсетудің кең ауқымын қамтиды.

Корпус материалдары:

Жалпы нұсқаларға созылғыш шойын, шойын болат (WCB) және тот баспайтын болат (CF8M) жатады. Агрессивті химиялық және теңіз суы қызметтері үшін супердуплексті және никель негізіндегі қорытпалар қолжетімді.

Орындық нұсқалары:

Жұмсақ орындықтар (PTFE, RTFE, Devlon) жалпы технологиялық қолданбалар үшін көпіршікті тығыз жабылуды қамтамасыз етеді. Металл орындықтар (Inconel, Stellite) температураны 600°C дейін арттырады және өрт қауіпсіздігіне ие.

Диск материалдары:

Эпоксидті жабыны бар иілгіш темірден бастап SS304, SS316 және дуплексті болатқа дейінгі нұсқалар бар.

Абразивті шлам қызметі үшін — мысалы, тау-кен қалдықтары, ұшатын күл немесе боксит үшін — қос эксцентрикалық конструкциялар концентрлік клапандарға қарағанда артықшылық береді, себебі дискінің камералық әрекеті ортаны тығыздау интерфейсінен алыстатады, бөлшектердің тұрып қалуын және орындықтың зақымдануын азайтады. Криогенді сұйытылған табиғи газды қолдану үшін арнайы өңделген материалдар мен терең салқындату процестері −196°C дейін сенімді жұмыс істеуге мүмкіндік береді.

Жаңа Оңтүстік Уэльспен серіктестік: Инженерлік сенім

Мұнай-химия зауытын, теңіз бұрғылау платформасын немесе маңызды химиялық өңдеу қондырғысын жобалап жатсаңыз да, дұрыс клапан сипаттамасын таңдау зауыттың ұзақ мерзімді жұмыс істеу уақытын және қауіпсіздік көрсеткіштерін анықтайды.

NSW VALVE COMPANY компаниясында (nswvalve.com), біз API 607 ​​сертификатталған, өртке қауіпсіз, қос эксцентрикалық көбелек клапандарын ең қиын зауыт жағдайларына арналған етіп шығарамыз. Біздің ISO стандартына сәйкес өндірістік нысандарымыз нөлдік ағып кету өнімділігімен, жұмыс моментін азайтылған және толық металлургиялық бақылау мүмкіндігімен клапандарды жеткізу үшін қатаң оң материалды анықтау (PMI), бұзбайтын тексеру (NDE) және дәл CNC өңдеуді қолданады.

Біз қолмен, беріліс қорабымен, пневматикалық немесе электрлік басқарумен қолжетімді орындықтардың кең ауқымын ұсынамыз — көпіршікті тығыз жабу үшін жұмсақ орындықтар, көмірсутектерге қызмет көрсету үшін өртке қарсы қауіпсіз және жоғары температурада қолдануға арналған металл орындықтар.

Біздің инженерлік топқа мына мекенжай бойынша хабарласыңыз:nswvalve.comбүгін деректер кестелерін жіберу, қорытпаның теңшелетін конфигурацияларын (мысалы, Super Duplex немесе Monel) талқылау немесе біздің ресми API 607 ​​сынақ есептерін сұрау үшін хабарласыңыз.

Техникалық сілтемелер

•API 607Ширек айналымды клапандар мен металл емес орындықтармен жабдықталған клапандардың өрт сынағы

•API 609Көбелек тәрізді клапандар: қос фланецті, ілмекті және пластиналы

•API 641Ширек бұрылысты клапандарға арналған ұшпа шығарындыларды сынау

•ISO 10497Клапандарға арналған өрт түрін сынау талаптары

•ISO 15848-1Өнеркәсіптік клапандар — ұшып кететін шығарындыларды өлшеу, сынау және біліктілік рәсімдері

•ASME B16.34Клапандар — фланецті, бұрандалы және дәнекерлеу ұшы