Gdzie są używane zawory

Gdzie używa się zaworów: wszędzie!

08 listopada 2017 Napisane przez Grega Johnsona

Zawory można dziś znaleźć niemal wszędzie: w naszych domach, pod ulicą, w budynkach komercyjnych oraz w tysiącach miejsc w elektrowniach i wodociągach, papierniach, rafineriach, zakładach chemicznych i innych obiektach przemysłowych i infrastrukturalnych.
Branża zaworów ma naprawdę szerokie barki i obejmuje różne segmenty, od dystrybucji wody, przez energię jądrową, po ropę i gaz w górnym i dolnym biegu. W każdej z tych gałęzi przemysłu używa się pewnych podstawowych typów zaworów; jednakże szczegóły konstrukcyjne i materiały są często bardzo różne. Oto próbka:

PRACE WODNE
W świecie dystrybucji wody ciśnienie jest prawie zawsze stosunkowo niskie, a temperatura otoczenia. Te dwa fakty dotyczące zastosowań pozwalają na zastosowanie szeregu elementów konstrukcyjnych zaworów, których nie można znaleźć w bardziej wymagającym sprzęcie, takim jak wysokotemperaturowe zawory parowe. Temperatura otoczenia instalacji wodnej pozwala na stosowanie elastomerów i uszczelek gumowych, które nie są odpowiednie w innych miejscach. Te miękkie materiały pozwalają na wyposażenie zaworów wodnych w celu szczelnego uszczelnienia kropli.

Inną kwestią, którą należy wziąć pod uwagę przy zaworach wodnych, jest wybór materiałów konstrukcyjnych. Żeliwo sferoidalne i sferoidalne są szeroko stosowane w instalacjach wodnych, zwłaszcza w przewodach o dużej średnicy zewnętrznej. Bardzo małe linie można całkiem dobrze obchodzić się z materiałami zaworów z brązu.

Ciśnienia, które widzi większość zaworów wodociągowych, są zwykle znacznie poniżej 200 psi. Oznacza to, że grubościenne konstrukcje wysokociśnieniowe nie są potrzebne. To powiedziawszy, istnieją przypadki, w których zawory wodne są zbudowane tak, aby wytrzymywały wyższe ciśnienia, do około 300 psi. Te zastosowania są zwykle na długich akweduktach w pobliżu źródła ciśnienia. Czasami zawory wodne wysokiego ciśnienia znajdują się również w punktach najwyższego ciśnienia w wysokiej tamie.

American Water Works Association (AWWA) wydało specyfikacje obejmujące wiele różnych typów zaworów i siłowników stosowanych w wodociągach.

ŚCIEKÓW
Odwrotną stroną świeżej wody pitnej wpływającej do obiektu lub konstrukcji są ścieki lub ścieki. Linie te zbierają wszystkie odpady płynne i stałe i kierują je do oczyszczalni ścieków. Te oczyszczalnie są wyposażone w wiele niskociśnieniowych rurociągów i zaworów do wykonywania ich „brudnej pracy”. Wymagania dotyczące zaworów ściekowych w wielu przypadkach są znacznie łagodniejsze niż wymagania dotyczące obsługi czystej wody. Żelazne zasuwy i zawory zwrotne są najpopularniejszymi opcjami do tego typu usług. Standardowe zawory w tej usłudze są budowane zgodnie ze specyfikacjami AWWA.

PRZEMYSŁ ENERGETYCZNY
Większość energii elektrycznej wytwarzanej w Stanach Zjednoczonych jest wytwarzana w elektrowniach parowych wykorzystujących paliwa kopalne i turbiny o dużej prędkości. Oderwanie pokrywy nowoczesnej elektrowni dałoby widok na systemy rurociągów wysokociśnieniowych i wysokotemperaturowych. Te główne linie są najbardziej krytyczne w procesie wytwarzania energii parowej.

Zasuwy pozostają głównym wyborem w zastosowaniach włączania / wyłączania elektrowni, chociaż można również znaleźć zawory kulowe o specjalnym przeznaczeniu. Wysokowydajne zawory kulowe o krytycznym znaczeniu zyskują popularność wśród niektórych projektantów elektrowni i wkraczają na ten niegdyś zdominowany przez zawory liniowe świat.

Metalurgia ma krytyczne znaczenie dla zaworów w zastosowaniach energetycznych, zwłaszcza tych pracujących w nadkrytycznych lub ultra nadkrytycznych zakresach roboczych ciśnienia i temperatury. F91, F92, C12A wraz z kilkoma stopami Inconelu i stali nierdzewnej są powszechnie stosowane w dzisiejszych elektrowniach. Klasy ciśnienia obejmują 1500, 2500, aw niektórych przypadkach 4500. Modulacyjny charakter elektrowni szczytowych (tych, które działają tylko w razie potrzeby) również stwarza ogromne obciążenie dla zaworów i rurociągów, wymagając solidnych konstrukcji, aby poradzić sobie z ekstremalną kombinacją cykli, temperatury i ciśnienie.
Oprócz głównych zaworów parowych, elektrownie są ładowane przez rurociągi pomocnicze, wypełnione niezliczonymi zaworami zasuwowymi, kulowymi, zwrotnymi, motylkowymi i kulowymi.

Elektrownie jądrowe działają na tej samej zasadzie parowej / szybkoobrotowej turbiny. Podstawowa różnica polega na tym, że w elektrowni jądrowej para jest wytwarzana przez ciepło z procesu rozszczepienia. Zawory elektrowni jądrowych są podobne do swoich kuzynów zasilanych paliwami kopalnymi, z wyjątkiem ich rodowodu i dodatkowego wymogu absolutnej niezawodności. Zawory jądrowe są produkowane zgodnie z bardzo wysokimi standardami, a dokumentacja kwalifikacyjna i kontrolna zajmuje setki stron.

imng

PRODUKCJA OLEJU I GAZU
Odwierty naftowe i gazowe oraz zakłady produkcyjne są dużymi użytkownikami zaworów, w tym wielu zaworów o dużej wytrzymałości. Chociaż nie ma już prawdopodobieństwa wystąpienia wytrysków ropy wyrzucających setki stóp w powietrze, obraz przedstawia potencjalne ciśnienie podziemnej ropy i gazu. Dlatego główki studni lub choinki są umieszczane na szczycie długiego ciągu rur. Te zespoły, z ich kombinacją zaworów i specjalnych łączników, są zaprojektowane do wytrzymywania ciśnień powyżej 10000 psi. Chociaż obecnie rzadko występuje w studniach wykopanych na lądzie, ekstremalnie wysokie ciśnienia często występują w głębokich studniach przybrzeżnych.

Projekt wyposażenia Wellhead jest objęty specyfikacjami API, takimi jak 6A, specyfikacja sprzętu Wellhead i Christmas Tree. Zawory pokryte 6A są zaprojektowane na ekstremalnie wysokie ciśnienia, ale umiarkowane temperatury. Większość choinek zawiera zasuwy i specjalne zawory kulowe zwane dławikami. Dławiki służą do regulacji przepływu ze studni.

Oprócz samych głowic, wiele urządzeń pomocniczych znajduje się na polach naftowych lub gazowych. Sprzęt procesowy do wstępnej obróbki ropy lub gazu wymaga wielu zaworów. Zawory te są zwykle wykonane ze stali węglowej przeznaczonej do niższych klas.

Niekiedy w strumieniu surowej ropy występuje silnie korozyjny płyn - siarkowodór. Ten materiał, zwany także kwaśnym gazem, może być śmiertelny. Aby sprostać wyzwaniom związanym z gazem kwaśnym, należy przestrzegać specjalnych materiałów lub technik przetwarzania materiałów zgodnie z międzynarodową specyfikacją NACE MR0175.

PRZEMYSŁ OFFSHORE
Systemy rurociągów dla morskich platform wiertniczych i zakładów produkcyjnych zawierają wiele zaworów zbudowanych według wielu różnych specyfikacji, aby sprostać różnorodnym wyzwaniom związanym z kontrolą przepływu. Obiekty te zawierają również różne pętle systemów sterowania i urządzenia obniżające ciśnienie.

W przypadku zakładów produkujących ropę serce tętnicy jest właściwym systemem rurociągów odzyskiwania ropy lub gazu. Chociaż nie zawsze na samej platformie, wiele systemów produkcyjnych wykorzystuje choinki i systemy rur, które działają na niegościnnych głębokościach 10 000 stóp lub więcej. To urządzenie produkcyjne zostało zbudowane zgodnie z wieloma rygorystycznymi normami American Petroleum Institute (API) i przywołane w kilku zalecanych praktykach API (RP).

Na większości dużych platform wiertniczych stosuje się dodatkowe procesy do surowego płynu pochodzącego z głowicy odwiertu. Obejmują one oddzielanie wody od węglowodorów oraz oddzielanie gazu i płynów gazu ziemnego ze strumienia płynu. Te systemy rurowe po choinkach są generalnie budowane zgodnie z kodami rurowymi B31.3 Amerykańskiego Stowarzyszenia Inżynierów Mechaników z zaworami zaprojektowanymi zgodnie ze specyfikacjami zaworów API, takimi jak API 594, API 600, API 602, API 608 i API 609.

Niektóre z tych systemów mogą również zawierać zasuwy, zawory kulowe i zwrotne API 6D. Ponieważ wszelkie rurociągi na platformie lub statku wiertniczym znajdują się wewnątrz obiektu, surowe wymagania dotyczące stosowania zaworów API 6D do rurociągów nie mają zastosowania. Chociaż w tych systemach rurowych stosuje się wiele typów zaworów, wybranym typem zaworu jest zawór kulowy.

RUROCIĄGI
Chociaż większość rurociągów jest niewidoczna, ich obecność jest zwykle widoczna. Niewielkie tabliczki z napisem „ropociąg” są jednym z oczywistych wskaźników obecności podziemnych rurociągów transportowych. Rurociągi te są wyposażone w wiele ważnych zaworów na całej swojej długości. Awaryjne zawory odcinające rurociągi znajdują się w odstępach czasu określonych przez normy, przepisy i przepisy. Zawory te pełnią podstawową funkcję izolowania odcinka rurociągu w przypadku wycieku lub gdy wymagana jest konserwacja.

Na trasie rurociągu rozrzucone są również obiekty, w których linia wychodzi z ziemi i jest do niej dostęp. Na tych stacjach znajduje się sprzęt do wodowania „tłokowego”, który składa się z urządzeń wprowadzanych do rurociągu w celu sprawdzenia lub oczyszczenia rurociągu. Te stacje wypuszczania świń zwykle zawierają kilka zaworów, zasuwowych lub kulowych. Wszystkie zawory w systemie rurociągów muszą być pełnoprzelotowe (całkowicie otwarte), aby umożliwić przejście świń.

Rurociągi również potrzebują energii do zwalczania tarcia w rurociągu oraz utrzymania ciśnienia i przepływu w rurociągu. Stosowane są kompresory lub przepompownie, które wyglądają jak małe wersje instalacji technologicznej bez wysokich wież krakowania. Na tych stacjach znajdują się dziesiątki zaworów zasuwowych, kulowych i zwrotnych rurociągów.
Same rurociągi są projektowane zgodnie z różnymi normami i przepisami, podczas gdy zawory rurociągów są zgodne z zaworami rurociągowymi API 6D.
Istnieją również mniejsze rurociągi, które zasilają domy i obiekty handlowe. Te linie dostarczają wodę i gaz i są chronione przez zawory odcinające.
Duże gminy, szczególnie w północnej części Stanów Zjednoczonych, zapewniają parę na potrzeby ogrzewania klientów komercyjnych. Te linie doprowadzające parę są wyposażone w różnorodne zawory do sterowania i regulacji dopływu pary. Chociaż płynem jest para, ciśnienia i temperatury są niższe niż te występujące podczas wytwarzania pary w elektrowni. W tej usłudze stosuje się różne typy zaworów, chociaż czcigodny zawór czopowy jest nadal popularnym wyborem.

RAFINERIA I PETROCHEMIA
Zawory rafineryjne mają większe zastosowanie w przemyśle niż jakikolwiek inny segment zaworów. Rafinerie są domem zarówno dla płynów korozyjnych, jak iw niektórych przypadkach z wysokich temperatur.
Czynniki te decydują o budowie zaworów zgodnie ze specyfikacjami projektowymi zaworów API, takimi jak API 600 (zasuwy), API 608 (zawory kulowe) i API 594 (zawory zwrotne). Ze względu na trudną eksploatację wielu z tych zaworów często potrzebny jest dodatkowy naddatek na korozję. Naddatek ten przejawia się w większych grubościach ścian, które są określone w dokumentach projektowych API.

Praktycznie każdy główny typ zaworu można znaleźć w dużych ilościach w typowej dużej rafinerii. Wszechobecne zasuwy nadal są królem wzgórza o największej populacji, ale zawory ćwierćobrotowe zajmują coraz większy udział w rynku. Produkty ćwierćobrotowe odnoszące sukcesy w tej branży (która kiedyś była również zdominowana przez produkty liniowe) obejmują wysokowydajne zawory motylkowe z potrójnym przesunięciem i zawory kulowe z uszczelnieniem metalowym.

Standardowe zawory zasuwowe, kulowe i zwrotne nadal można znaleźć masowo, a ze względu na serdeczność ich konstrukcji i ekonomię produkcji nie znikną w najbliższym czasie.
Wartości znamionowe ciśnienia dla zaworów rafineryjnych mieszczą się w gamie od klasy 150 do klasy 1500, przy czym najpopularniejsza jest klasa 300.
Stale zwykłe węglowe, takie jak gatunek WCB (odlew) i A-105 (kute), są najpopularniejszymi materiałami wyszczególnionymi i stosowanymi w zaworach do obsługi rafinerii. Wiele zastosowań procesów rafinacji przesuwa górne granice temperatur zwykłych stali węglowych, a do tych zastosowań określa się stopy wysokotemperaturowe. Najpopularniejsze z nich to stale chromowo-molibdenowe takie jak 1-1 / 4% Cr, 2-1 / 4% Cr, 5% Cr i 9% Cr. Stale nierdzewne i stopy o wysokiej zawartości niklu są również używane w niektórych szczególnie trudnych procesach rafinacji.

sdagag

CHEMICZNY
Przemysł chemiczny jest dużym użytkownikiem zaworów wszelkiego rodzaju i materiałów. Od małych zakładów produkcyjnych do ogromnych kompleksów petrochemicznych znajdujących się na wybrzeżu Zatoki Perskiej, zawory są ogromną częścią systemów rurociągów procesów chemicznych.

W większości zastosowań w procesach chemicznych ciśnienie jest niższe niż w wielu procesach rafinacji i wytwarzaniu energii. Najpopularniejszymi klasami ciśnienia dla zaworów i rurociągów zakładów chemicznych są klasy 150 i 300. Zakłady chemiczne były również największym motorem przejmowania udziałów w rynku, które zawory kulowe walczyły z zaworami liniowymi w ciągu ostatnich 40 lat. Zawór kulowy ze sprężystym gniazdem i odcięciem z zerowym przeciekiem doskonale sprawdza się w wielu zastosowaniach w zakładach chemicznych. Popularną cechą jest również kompaktowy rozmiar zaworu kulowego.
Wciąż istnieją zakłady chemiczne i procesy zakładowe, w których preferowane są zawory liniowe. W takich przypadkach popularne zawory zaprojektowane zgodnie z API 603, o cieńszych ściankach i mniejszej wadze, są zwykle wybieranymi zaworami zasuwowymi lub kulowymi. Kontrola niektórych chemikaliów jest również skutecznie realizowana za pomocą zaworów membranowych lub zaciskowych.
Ze względu na korozyjny charakter wielu chemikaliów i procesów chemicznych, wybór materiału ma kluczowe znaczenie. Materiał defacto to gatunek austenitycznej stali nierdzewnej 316 / 316L. Ten materiał dobrze sprawdza się w walce z korozją powodowaną przez wiele czasami paskudnych płynów.

W przypadku niektórych trudniejszych zastosowań korozyjnych wymagana jest większa ochrona. W takich sytuacjach często wybiera się inne wysokowydajne gatunki austenitycznej stali nierdzewnej, takie jak 317, 347 i 321. Inne stopy używane od czasu do czasu do kontrolowania płynów chemicznych to Monel, Alloy 20, Inconel i 17-4 PH.

SEPARACJA LNG I GAZU
Zarówno skroplony gaz ziemny (LNG), jak i procesy wymagane do ich separacji opierają się na rozległych rurociągach. Aplikacje te wymagają zaworów, które mogą działać w bardzo niskich temperaturach kriogenicznych. Branża LNG, która szybko się rozwija w Stanach Zjednoczonych, nieustannie poszukuje możliwości unowocześnienia i usprawnienia procesu skraplania gazu. W tym celu rurociągi i zawory stały się znacznie większe, a wymagania dotyczące ciśnienia wzrosły.

Sytuacja ta zmusiła producentów zaworów do opracowania projektów spełniających surowsze parametry. Zawory kulowe ćwierćobrotowe i motylkowe są popularne w branży LNG, a najpopularniejszym materiałem jest 316ss [stal nierdzewna]. ANSI Class 600 to typowy sufit ciśnieniowy dla większości zastosowań LNG. Chociaż produkty ćwierćobrotowe są najpopularniejszymi typami zaworów, w zakładach można również znaleźć zawory zasuwowe, kulowe i zwrotne.

Usługa separacji gazów polega na podzieleniu gazu na poszczególne jego podstawowe elementy. Na przykład metody separacji powietrza dają azot, tlen, hel i inne gazy śladowe. Bardzo niskotemperaturowy charakter procesu oznacza, że ​​wymaganych jest wiele zaworów kriogenicznych.

Obie instalacje do rozdzielania LNG i gazu mają zawory niskotemperaturowe, które muszą pozostać sprawne w tych warunkach kriogenicznych. Oznacza to, że układ uszczelnienia zaworu musi być podniesiony z dala od płynu o niskiej temperaturze za pomocą kolumny gazowej lub kondensacyjnej. Ta kolumna gazowa zapobiega tworzeniu się przez płyn lodowej kuli wokół obszaru uszczelnienia, co zapobiegałoby obracaniu się lub podnoszeniu trzpienia zaworu.

dsfsg

NIERUCHOMOŚCI KOMERCYJNE
Otaczają nas budynki komercyjne, ale jeśli nie zwrócimy szczególnej uwagi podczas ich budowy, nie mamy pojęcia, jak wiele płynnych arterii jest ukrytych w ich ścianach z muru, szkła i metalu.

Wspólnym mianownikiem praktycznie w każdym budynku jest woda. Wszystkie te konstrukcje zawierają różnorodne systemy rurociągów przenoszące wiele kombinacji związków wodoru / tlenu w postaci płynów pitnych, ścieków, wody gorącej, wody szarej i ochrony przeciwpożarowej.

Z punktu widzenia przetrwania budynku systemy przeciwpożarowe są najbardziej krytyczne. Ochrona przeciwpożarowa w budynkach jest prawie powszechnie zasilana i napełniana czystą wodą. Aby systemy wody gaśniczej były skuteczne, muszą być niezawodne, mieć wystarczające ciśnienie i być dogodnie rozmieszczone w całej konstrukcji. Systemy te są zaprojektowane tak, aby automatycznie uruchamiały się w przypadku pożaru.
Wysokie budynki wymagają tego samego ciśnienia wody na najwyższych kondygnacjach, co na dolnych kondygnacjach, dlatego należy użyć pomp wysokociśnieniowych i rurociągów, aby skierować wodę w górę. Systemy rur są zwykle klasy 300 lub 600, w zależności od wysokości budynku. W tych zastosowaniach stosowane są wszystkie typy zaworów; jednakże projekty zaworów muszą być zatwierdzone przez Underwriters Laboratories lub Factory Mutual dla głównych służb przeciwpożarowych.

Te same klasy i typy zaworów, które są używane w zaworach przeciwpożarowych, są używane do dystrybucji wody pitnej, chociaż proces zatwierdzania nie jest tak rygorystyczny.
Komercyjne systemy klimatyzacji występujące w dużych strukturach biznesowych, takich jak budynki biurowe, hotele i szpitale, są zwykle scentralizowane. Posiadają duży agregat chłodniczy lub kocioł do chłodzenia lub ogrzewania płynu używanego do przenoszenia zimna lub wysokiej temperatury. Systemy te często muszą obsługiwać czynniki chłodnicze, takie jak R-134a, węglowodór węglowodorowy lub, w przypadku głównych systemów grzewczych, para. Ze względu na niewielkie rozmiary zaworów motylkowych i kulowych, te typy stały się popularne w systemach chłodniczych HVAC.

Po stronie pary niektóre zawory ćwierćobrotowe znalazły zastosowanie w użyciu, jednak wielu inżynierów hydraulików nadal polega na zaworach liniowych i zaworach grzybkowych, zwłaszcza jeśli rurociągi wymagają końcówek spawanych doczołowo. W tych zastosowaniach z umiarkowaną parą stal zajęła miejsce żeliwa ze względu na spawalność stali.

Niektóre systemy grzewcze wykorzystują gorącą wodę zamiast pary jako płynu przenoszącego. Systemy te są dobrze obsługiwane przez zawory z brązu lub żelaza. Ćwierćobrotowe sprężynujące zawory kulowe i motylkowe są bardzo popularne, chociaż niektóre konstrukcje liniowe są nadal używane.

WNIOSEK
Chociaż dowody na zastosowania zaworów wymienione w tym artykule mogą nie być widoczne podczas wycieczki do Starbucks lub do domu babci, niektóre bardzo ważne zawory są zawsze w pobliżu. W silniku samochodu znajdują się nawet zawory, którymi można dostać się do takich miejsc, jak te w gaźniku, które kontrolują dopływ paliwa do silnika oraz te w silniku, które kontrolują przepływ benzyny do tłoków iz powrotem. A jeśli te zawory nie są wystarczająco blisko naszego codziennego życia, weź pod uwagę fakt, że nasze serca regularnie biją przez cztery ważne urządzenia kontrolujące przepływ.

To tylko kolejny przykład rzeczywistości: zawory są naprawdę wszędzie. VM
Część II tego artykułu obejmuje dodatkowe branże, w których stosowane są zawory. Wejdź na www.valvemagazine.com, aby przeczytać o masie celulozowej i papierze, zastosowaniach morskich, tamach i elektrowniach wodnych, energii słonecznej, żelaznej i stalowej, lotnictwie, geotermii oraz browarnictwie i destylacji rzemieślniczej.

GREG JOHNSON jest prezesem United Valve (www.unitedvalve.com) w Houston. Jest redaktorem współpracującym z VALVE Magazine, byłym przewodniczącym Valve Repair Council i obecnym członkiem zarządu VRC. Zasiada również w Komitecie ds. Edukacji i Szkoleń VMA, jest wiceprzewodniczącym Komitetu ds. Komunikacji VMA i byłym prezesem Towarzystwa Normalizacji Producentów. 


Czas postu: wrzesień-29-2020

Podanie

Underground pipeline

Rurociąg podziemny

Irrigation System

System irygacyjny

Water Supply System

Sieć wodociągowa

Equipment supplies

Dostawy sprzętu