Jaki jest najbardziej niezawodny typ zaworu?

W rurociągach procesowych zajmujących się ropą naftową, gazem ziemnym, chemikaliami oraz rurociągami procesowymi wysoko-temperaturowymi i{1}}wysokociśnieniowymi niezawodność zaworów bezpośrednio określa częstotliwość nieplanowanych przestojów i poziom bezpieczeństwa instalacji.

Porównywanie wielowymiarowych-danych terenowych dotyczących zasuw, zaworów kulowych, przepustnic i zaworów kulowych zgodnie zAPI6DIISO14313, branża powszechnie uznajezawór kulowyjako najbardziej niezawodny typ zaworu.

Kiedy inżynierowie szukająnajbardziej niezawodny typ zaworu do zastosowań przemysłowychzawory kulowe montowane na czopie i całkowicie spawane zawory kulowe stają się pierwszym wyborem ze względu na ich wyjątkowo niski współczynnik przecieków wewnętrznych i wydłużony-bezobsługowy cykl serwisowy.

Niezawodność zaworów kulowych wynika z prostej zasady-obrotu-o 90 stopni. Powierzchnia kuli jest precyzyjnie docierana do chropowatości powierzchniRa Mniejszy lub równy 0,2 μm. W połączeniu z formowanymi, wypełnionymi gniazdami PTFE lub PEEK, osiąga dwukierunkowośćSzybkość ISO 5208 Azerowy wyciek.

Biorąc za przykład 8-calowy pływający zawór kulowy klasy 600, zgodnie z procedurą weryfikacjiASME B16.34, jego skuteczność uszczelniania nie wykazuje pogorszenia po 50 000 cyklach włączania-pełnej różnicy ciśnień. W tych samych warunkach testowych na około 25% gniazd konwencjonalnych zasuw z trzpieniem wznoszącym powstają zarysowania, a stopień nieszczelności wzrasta do 0,05%.

Badanie przeprowadzone w 2021 r. przezŚwiat Valvena terminalach naftowych i gazowych pokazuje, że średni czas międzyawaryjny (MTBF) zaworów kulowych przekracza 12 lat, czyli jest 2,3 razy dłuższy niż w przypadku zasuw.

Dlatego wiele rafinerii wyraźnie tego wymagazawory kulowe o wysokiej trwałościobejmujący-trzpień zapobiegający wydmuchowi, podwójne elastyczne siedzenia i-ognioodporną konstrukcję zgodną zAPI 607, wydanie 5.

Te szczegółowe projekty pomagają również użytkownikom w budowaniurozwiązania zaworów o zerowym wycieku, które są szczególnie odpowiednie dla stacji tankowania wodoru i warunków pracy w zakresie przechowywania i transportu LNG-w ultraniskich temperaturach.

Jeśli medium zawiera twarde cząstki stałe lub temperatura robocza przekracza 300 stopni, wymagane są metalowe zawory kulowe-z twardym gniazdem, z gniazdami-pokrytymi stellitem 21 i kulkami pokrytymi węglikiem wolframu. Ta konfiguracja może wytrzymać temperatury do 450 stopni. Przechodzi 100 000-krotną odporność na pył-zawierający testy zużycia zgodnie zMSS SP-134, przy wycieku wewnętrznym stale poniżej dopuszczalnej wartości określonej wAPI598.

Typowe problemy i rozwiązania

Problem 1: W warunkach częstego, szybkiego włączania-wyłączania (ponad 60 cykli na godzinę) pierścienie uszczelniające standardowych zaworów kulowych są podatne na odkształcenia zmęczeniowe, co skutkuje oczywistym spadkiem niezawodności. Jak rozwiązać ten problem?

Rozwiązanie: Zastosować gniazda tłoków obciążone sprężyną talerzową, aby utrzymać stałą siłę napięcia wstępnego uszczelnienia; w międzyczasie zmień materiał gniazda na wzmocniony PAI (poliamid-imidowy), którego współczynnik powrotu do zdrowia po odkształceniu przy ściskaniu wynosi ponad 95%. Testy laboratoryjne COVALVE pokazują, że struktura ta utrzymuje wewnątrz nieszczelnościSzybkość ISO 5208 Bnawet po 800 000 cykli.

Problem 2: W środowiskach użytkowych, w których występuje ryzyko pękania korozyjnego naprężeniowego mokrego H₂S, konwencjonalne metalowe korpusy zaworów kulowych mogą ulegać kruchemu pękaniu. Jak zagwarantować-niezawodne działanie w dłuższej perspektywie?

Rozwiązanie: Wybierz materiały zgodnie zNACE MR0175/ISO 15156, kontroluj twardość korpusu na poziomie mniejszym lub równym 22 HRC i przeprowadzaj 100% kontrolę twardości wszystkich części-poddawanych działaniu ciśnienia. Kulki i trzpienie zaworów wykonane są ze stali nierdzewnej utwardzanej wydzieleniowo (takiej jak 17-4PH, gatunek H1150D) lub stopów na bazie niklu, przy czym każdy element przechodzi jeden po drugim test pękania naprężeniowego siarczkowego. Tylko w ten sposób rzeczywista żywotność zaworów kulowych na kwaśnych polach naftowych i gazowych może osiągnąć ponad 15 lat.