Gdje se koriste ventili

Gdje se koriste ventili: svugdje!

8. studenog 2017. Napisao Greg Johnson

Ventile danas možete pronaći gotovo bilo gdje: u našim domovima, ispod ulice, u komercijalnim zgradama i na tisućama mjesta u elektranama i vodovodima, tvornicama papira, rafinerijama, kemijskim pogonima i drugim industrijskim i infrastrukturnim objektima.
Industrija ventila uistinu je širokih ramena, a segmenti se razlikuju od distribucije vode do nuklearne energije do nafte i plina uzvodno i nizvodno. Svaka od ovih industrija krajnjih korisnika koristi neke osnovne tipove ventila; međutim, detalji konstrukcije i materijala često su vrlo različiti. Evo uzorka:

VODA DJELUJE
U svijetu distribucije vode tlakovi su gotovo uvijek relativno niski, a temperature okoline. Te dvije činjenice o primjeni omogućuju brojne elemente dizajna ventila koji se ne bi mogli naći na zahtjevnijoj opremi, poput visokotemperaturnih parnih ventila. Temperatura okoliša u vodenom servisu omogućuje upotrebu elastomera i gumenih brtvi koje nisu prikladne drugdje. Ovi mekani materijali omogućuju opremu ventila za vodu koji čvrsto zatvaraju kapljice.

Sljedeća briga kod ventila za vodosnabdijevanje je izbor materijala za izradu. Lijevano i nodularno željezo široko se koristi u vodenim sustavima, posebno velikim linijama vanjskog promjera. Vrlo male linije mogu se prilično dobro nositi s brončanim materijalima za ventile.

Pritisci koje vidi većina ventila vodovoda obično su znatno ispod 200 psi. To znači da nisu potrebni konstrukcije s višim tlakom s debljim stijenkama. To je već rečeno, postoje slučajevi kada su ventili za vodu izgrađeni da podnose veće pritiske, do oko 300 psi. Te su primjene obično na dugim vodovodima blizu izvora tlaka. Ponekad se vodeni ventili višeg tlaka mogu naći i na mjestima najvišeg tlaka u visokoj brani.

Američko udruženje vodovoda (AWWA) izdalo je specifikacije koje pokrivaju mnoge različite tipove ventila i aktuatora koji se koriste u vodovodnim aplikacijama.

OTPADNE VODE
Preokret svježe pitke vode koja ulazi u objekt ili strukturu je otpadna voda ili kanalizacija. Ovi vodovi prikupljaju svu otpadnu tekućinu i krutine i usmjeravaju ih u postrojenje za pročišćavanje otpadnih voda. Ova postrojenja za pročišćavanje imaju puno cjevovoda i ventila za niski pritisak za obavljanje svog "prljavog posla". Zahtjevi za ventilima za otpadne vode u mnogim su slučajevima mnogo blaži od zahtjeva za uslugom čiste vode. Željezna vrata i nepovratni ventili najpopularniji su odabir za ovu vrstu usluge. Standardni ventili u ovoj usluzi izrađeni su u skladu sa AWWA specifikacijama.

ENERGETSKA INDUSTRIJA
Većina električne energije proizvedene u Sjedinjenim Državama proizvodi se u parnim postrojenjima pomoću fosilnih goriva i velikih brzina turbina. Zaguljivanjem poklopca moderne elektrane stvorit će se pogled na visokotlačne sustave cjevovoda s visokom temperaturom. Te su glavne linije najvažnije u procesu proizvodnje pare.

Ventili za zatvaranje i dalje su glavni izbor za primjene uključivanja i isključivanja elektrane, iako se nalaze i globusni ventili s Y-uzorkom s posebnom namjenom. Kuglični ventili visokih performansi s kritičnom uslugom stječu popularnost kod nekih dizajnera elektrana i probijaju se u ovom svijetu kojim su nekada dominirali linearni ventili.

Metalurgija je kritična za ventile u elektroenergetici, posebno za one koji rade u nadkritičnim ili ultra-kritičnim radnim rasponima tlaka i temperature. F91, F92, C12A, zajedno s nekoliko legura Inconel i nehrđajućeg čelika obično se koriste u današnjim elektranama. Klase tlaka uključuju 1500, 2500, a u nekim slučajevima i 4500. Prilagodljiva priroda vršnih elektrana (onih koje rade samo po potrebi) također stvara veliko opterećenje na ventilima i cjevovodima, zahtijevajući robusne dizajne koji će podnijeti ekstremnu kombinaciju ciklusa, temperature i pritisak.
Uz glavni parni ventil, elektrane su napunjene pomoćnim cjevovodima, naseljenim bezbrojem vrata, globusa, nepovratnih, leptirastih i kugličnih ventila.

Nuklearne elektrane rade na istom principu parne / brze turbine. Primarna razlika je u tome što se u nuklearnoj elektrani para stvara toplinom iz procesa cijepanja. Ventili nuklearne elektrane slični su njihovim rođacima s fosilnim gorivom, osim rodovnika i dodatnog zahtjeva apsolutne pouzdanosti. Nuklearni ventili proizvedeni su po izuzetno visokim standardima, a kvalificirana i inspekcijska dokumentacija ispunjava stotine stranica.

imng

PROIZVODNJA ULJA I PLINA
Naftne i plinske bušotine i proizvodni pogoni teški su korisnici ventila, uključujući mnoge ventile za velika opterećenja. Iako više nije vjerojatno da će doći do izlivanja nafte koji izbacuju stotine metara u zrak, slika ilustrira potencijalni pritisak podzemne nafte i plina. Zbog toga se glave bunara ili božićna drvca postavljaju na vrh dugačkog niza cijevi. Ti su sklopovi, s njihovom kombinacijom ventila i posebnih okova, dizajnirani da podnose pritiske veće od 10.000 psi. Iako se ovih dana rijetko nalazi na bunarima iskopanim na kopnu, ekstremno visoki tlakovi često se nalaze na dubokim obalnim bušotinama.

Dizajn opreme za bušotine pokriven je API specifikacijama poput 6A, Specifikacija za bušotine i božićno drvce. Ventili prekriveni 6A dizajnirani su za izuzetno visoke pritiske, ali umjerene temperature. Većina božićnih drvca sadrži zasune i posebne globus ventile zvane prigušnice. Prigušnice se koriste za regulaciju protoka iz bunara.

Pored samih bunara, mnoga pomoćna postrojenja naseljavaju naftno ili plinsko polje. Procesna oprema za prethodnu obradu nafte ili plina zahtijeva niz ventila. Ti su ventili obično ugljični čelik namijenjen nižim klasama.

Povremeno je u struji sirove nafte prisutna jako korozivna tekućina - sumporovodik. Ovaj materijal, koji se naziva i kiseli plin, može biti smrtonosan. Da bi se pobijedili izazovi kiselog plina, moraju se slijediti posebni materijali ili tehnike obrade materijala u skladu s NACE međunarodnom specifikacijom MR0175.

TRGOVINSKA INDUSTRIJA
Sustavi cjevovoda za naftne platforme na moru i proizvodne pogone sadrže mnoštvo ventila izrađenih po raznim specifikacijama kako bi se mogli nositi sa širokim spektrom izazova upravljanja protokom. Ova postrojenja također sadrže razne petlje upravljačkog sustava i uređaje za rasterećenje tlaka.

Za postrojenja za proizvodnju nafte arterijsko srce je stvarni sustav cjevovoda za oporabu nafte ili plina. Iako nisu uvijek na samoj platformi, mnogi proizvodni sustavi koriste božićna drvca i sustave cijevi koji djeluju u negostoljubivim dubinama od 10.000 stopa ili više. Ova je proizvodna oprema izgrađena prema mnogim strogim standardima Američkog naftnog instituta (API) i na nju se poziva u nekoliko API preporučenih praksi (RP).

Na većini velikih naftnih platformi primjenjuju se dodatni postupci na sirovu tekućinu koja dolazi iz ušća bušotine. To uključuje odvajanje vode od ugljikovodika i odvajanje plina i tekućina prirodnog plina od struje fluida. Ovi sustavi cjevovoda nakon božićnog drvca uglavnom se grade prema kodovima cjevovoda American Society of Mechanical Engineers B31.3 s ventilima dizajniranim u skladu sa specifikacijama API ventila kao što su API 594, API 600, API 602, API 608 i API 609.

Neki od ovih sustava mogu sadržavati i API 6D zaporne, kuglaste i nepovratne ventile. Budući da su svi cjevovodi na platformi ili brodu za bušenje unutar objekta, ne primjenjuju se strogi zahtjevi za upotrebu API 6D ventila za cjevovode. Iako se u tim cjevovodnim sustavima koristi više tipova ventila, odabrani tip ventila je kuglasti ventil.

CJEVOVODI
Iako je većina cjevovoda skrivena od pogleda, njihova je prisutnost obično vidljiva. Mali natpisi s natpisom "naftovod" jedan su od očitih pokazatelja prisutnosti cjevovoda podzemnog transporta. Ti su cjevovodi opremljeni mnogim važnim ventilima duž cijele duljine. Zaustavni ventili za slučaj nužde nalaze se u intervalima kako je određeno standardima, kodeksima i zakonima. Ovi ventili služe vitalnoj službi izolacije dijela cjevovoda u slučaju curenja ili kada je potrebno održavanje.

Duž trase cjevovoda također su raštrkani objekti kod kojih vod izlazi iz zemlje i dostupan mu je pristup. Te su stanice dom za lansiranje opreme za svinju, koja se sastoji od uređaja umetnutih u cjevovode za inspekciju ili čišćenje linije. Te stanice za lansiranje svinja obično sadrže nekoliko ventila, bilo vrata ili kuglice. Svi ventili u sustavu cjevovoda moraju imati puni otvor (puni otvor) kako bi se omogućio prolaz svinja.

Cjevovodima je također potrebna energija za borbu protiv trenja cjevovoda i održavanje tlaka i protoka cijevi. Koriste se kompresorske ili crpne stanice koje izgledaju poput malih verzija procesnog postrojenja bez visokih tornjeva za pucanje. Te su stanice dom za desetke zapornih, kuglastih i nepovratnih ventila.
Sami cjevovodi projektirani su u skladu s raznim standardima i kodovima, dok ventili cjevovoda slijede API 6D cjevovodne ventile.
Postoje i manji cjevovodi koji se uvlače u kuće i komercijalne objekte. Ovi vodovi osiguravaju vodu i plin i zaštićeni su zapornim ventilima.
Velike općine, posebno u sjevernom dijelu Sjedinjenih Država, pružaju paru za potrebe grijanja komercijalnih kupaca. Ovi vodovi za dovod pare opremljeni su raznim ventilima za kontrolu i regulaciju dovoda pare. Iako je tekućina para, tlakovi i temperature niži su od onih koji se nalaze u proizvodnji pare u elektranama. U ovoj se usluzi koriste razni tipovi ventila, iako je časni čep ventil i dalje popularan izbor.

RAFINERIJA I PETROKEMIJA
Rafinerijski ventili čine više industrijske upotrebe ventila od bilo kojeg drugog segmenta ventila. Rafinerije su dom i korozivnim tekućinama, a u nekim slučajevima i visokim temperaturama.
Ovi čimbenici diktiraju kako se izrađuju ventili u skladu s projektnim specifikacijama API ventila, kao što su API 600 (zasuni), API 608 (kuglasti ventili) i API 594 (nepovratni ventili). Zbog teške usluge s kojom se susreću mnogi od ovih ventila, često je potrebna dodatna dozvola za koroziju. Ova dopuštenost očituje se kroz veće debljine stijenki koje su navedene u API projektnim dokumentima.

Gotovo svaki glavni tip ventila može se naći u izobilju u tipičnoj velikoj rafineriji. Sveprisutni zasun s vratima i dalje je kralj brda s najvećom populacijom, ali ventili s četvrtim okretajem uzimaju sve veći udio na tržištu. Proizvodi s četvrtim okretom koji se uspješno probijaju u ovoj industriji (kojom su također nekada dominirali linearni proizvodi) uključuju visokokvalitetne leptirne ventile s trostrukim pomicanjem i kuglaste ventile s metalnim sjedištem.

Standardna vrata, globus i nepovratni ventili i dalje se nalaze masovno, a zbog srčanosti njihovog dizajna i ekonomičnosti proizvodnje neće uskoro nestati.
Ocjene tlaka za rafinerijske ventile kreću se od klase 150 do klase 1500, a klasa 300 je najpopularnija.
Obični ugljični čelici, poput razreda WCB (lijevani) i A-105 (kovani) najpopularniji su materijali koji se navode i koriste u ventilima za rafinerijske usluge. Mnoge primjene u postupcima rafiniranja pomiču gornje temperaturne granice običnih ugljičnih čelika, a za te su primjene određene legure više temperature. Najpopularniji od njih su krom / moly čelici poput 1-1 / 4% Cr, 2-1 / 4% Cr, 5% Cr i 9% Cr. Nerđajući čelici i legure visokog nikla također se koriste u nekim posebno teškim postupcima rafiniranja.

sdagag

KEMIJSKI
Kemijska industrija veliki je korisnik ventila svih vrsta i materijala. Od malih šaržnih postrojenja do ogromnih petrokemijskih kompleksa koji se nalaze na obali Zaljeva, ventili su ogroman dio cjevovoda za kemijske procese.

Većina primjena u kemijskim procesima ima niži tlak od mnogih procesa rafiniranja i proizvodnje električne energije. Najpopularnije klase tlaka za ventile i cjevovode kemijskih postrojenja su klase 150 i 300. Kemijska postrojenja također su najveći pokretač preuzimanja tržišnog udjela jer su se kuglasti ventili hrvali od linearnih ventila u posljednjih 40 godina. Kuglični ventil s elastičnim sjedištem, sa svojim zatvaranjem bez propuštanja, savršeno odgovara mnogim primjenama u kemijskim postrojenjima. Kompaktna veličina kuglastog ventila također je popularna karakteristika.
Još uvijek postoje neka kemijska postrojenja i biljni postupci u kojima se preferiraju linearni ventili. U tim su slučajevima popularni ventili dizajnirani za API 603, s tanjim stijenkama i manjim težinama, obično odabrani zaporni ili globus ventil. Kontrola nekih kemikalija također se učinkovito ostvaruje pomoću membranskih ili steznih ventila.
Zbog korozivne prirode mnogih kemikalija i procesa izrade kemikalija, odabir materijala je presudan. Defacto materijal je austenitni nehrđajući čelik 316 / 316L. Ovaj materijal dobro djeluje u borbi protiv korozije iz mnoštva ponekad gadnih tekućina.

Za neke tvrđe korozivne primjene potrebna je veća zaštita. U tim se situacijama često biraju druge vrste visokokvalitetnih austenitnih nehrđajućih čelika, poput 317, 347 i 321. Ostale legure koje se s vremena na vrijeme koriste za kontrolu kemijskih tekućina uključuju Monel, Alloy 20, Inconel i 17-4 PH.

ODVOJENJE LNG-a I PLINA
Tekući prirodni plin (LNG) i procesi potrebni za odvajanje plina oslanjaju se na opsežne cjevovode. Ove primjene zahtijevaju ventile koji mogu raditi na vrlo niskim kriogenim temperaturama. LNG industrija, koja ubrzano raste u Sjedinjenim Državama, kontinuirano nastoji nadograditi i poboljšati postupak ukapljivanja plina. U tu svrhu cjevovodi i ventili postali su mnogo veći i povećani su zahtjevi za tlakom.

Ova situacija zahtijevala je od proizvođača ventila da razviju dizajne koji udovoljavaju strožim parametrima. Kuglični i leptir ventili sa četvrt okretaja popularni su za LNG uslugu, a najpopularniji materijal od nehrđajućeg čelika 316ss. ANSI klasa 600 uobičajena je gornja granica tlaka za većinu primjena LNG-a. Iako su proizvodi s četvrtim okretom najpopularniji tipovi ventila, vrata, globus i nepovratni ventili mogu se naći i u pogonima.

Usluga odvajanja plina uključuje podjelu plina na njegove pojedinačne osnovne elemente. Na primjer, metode odvajanja zraka daju dušik, kisik, helij i druge plinove u tragovima. Priroda postupka s vrlo niskim temperaturama znači da su potrebni mnogi kriogeni ventili.

Postrojenja za odvajanje LNG-a i plina imaju ventile s niskom temperaturom koji moraju ostati u pogonu u tim kriogenim uvjetima. To znači da sustav pakiranja ventila mora biti podignut dalje od tekućine s niskom temperaturom korištenjem plina ili kondenzacijskog stupa. Ovaj plinski stupac sprečava da tekućina stvara ledenu kuglu oko područja pakiranja, što bi spriječilo okretanje ili podizanje stabla ventila.

dsfsg

POSLOVNE ZGRADE
Komercijalne zgrade okružuju nas, ali ako ne budemo pomno pazili dok su izgrađene, nemamo pojma o mnoštvu fluidnih arterija skrivenih unutar njihovih zidova od zida, stakla i metala.

Zajednički nazivnik u gotovo svakoj zgradi je voda. Sve ove strukture sadrže razne cijevne sustave koji nose mnoge kombinacije spoja vodik / kisik u obliku tekućina za piće, otpadnih voda, tople vode, sive vode i zaštite od požara.

Sa stanovišta preživljavanja zgrade, požarni sustavi su najkritičniji. Zaštita od požara u zgradama gotovo se univerzalno napaja i puni čistom vodom. Da bi sustavi s vatrogasnom vodom bili učinkoviti, moraju biti pouzdani, imati dovoljan pritisak i biti prikladno smješteni u cijeloj strukturi. Ovi su sustavi dizajnirani za automatsko napajanje u slučaju požara.
Visoke zgrade zahtijevaju istu uslugu tlaka vode na gornjim katovima kao i donje etaže pa se pumpe i cjevovodi visokog tlaka moraju koristiti za podizanje vode prema gore. Sustavi cjevovoda obično su klase 300 ili 600, ovisno o visini zgrade. U tim se primjenama koriste sve vrste ventila; međutim, projekti ventila moraju biti odobreni od strane Underwriters Laboratories ili Factory Mutual za glavnu vatrogasnu službu.

Iste klase i tipovi ventila koji se koriste za protupožarne ventile koriste se za distribuciju pitke vode, iako postupak odobrenja nije toliko strog.
Komercijalni klimatizacijski sustavi koji se nalaze u velikim poslovnim strukturama poput uredskih zgrada, hotela i bolnica obično su centralizirani. Imaju veliku rashladnu jedinicu ili kotao za hlađenje ili zagrijavanje tekućine koja se koristi za prijenos hladne ili visoke temperature. Ovi sustavi često moraju rukovati rashladnim sredstvima poput R-134a, hidro-fluorokarbona ili u slučaju glavnih sustava grijanja parom. Zbog kompaktne veličine leptir i kugličnih ventila, ove su vrste postale popularne u sustavima rashladnih uređaja HVAC.

Na parnoj strani neki su se četverookretni ventili probili u upotrebu, no mnogi se vodoinstalateri i dalje oslanjaju na linearne zasune i globusne ventile, posebno ako cjevovodi zahtijevaju krajeve za zavarivanje. Za ove umjerene primjene na pari čelik je zauzeo mjesto lijevanog željeza zbog zavarljivosti čelika.

Neki sustavi grijanja koriste toplu vodu umjesto pare kao tekućinu za prijenos. Ovi se sustavi dobro služe brončanim ili željeznim ventilima. Kuglični i leptir ventili s četverookretnim elastičnim sjedištem vrlo su popularni, iako se još uvijek koriste neki linearni dizajni.

ZAKLJUČAK
Iako se dokazi o primjeni ventila koji se spominju u ovom članku možda neće moći vidjeti tijekom putovanja do Starbucksa ili do bake, uvijek su u blizini neki vrlo važni ventili. Postoje čak i ventili u motoru automobila koji se koriste za dolazak na ona mjesta poput onih u rasplinjaču koji kontroliraju protok goriva u motor i onih u motoru koji kontroliraju protok benzina u klipove i ponovno izlaze. A ako ti ventili nisu dovoljno blizu našoj svakodnevici, razmotrite stvarnost da naša srca redovito kucaju kroz četiri vitalna uređaja za kontrolu protoka.

Ovo je samo još jedan primjer stvarnosti koja kaže: ventili su uistinu posvuda. VM
Dio II ovog članka obuhvaća dodatne industrije u kojima se koriste ventili. Posjetite www.valvemagazine.com da biste pročitali o celulozi i papiru, pomorskim primjenama, branama i hidroelektričnoj energiji, suncu, željezu i čeliku, zrakoplovstvu, geotermalnoj industriji i zavarivanju i destilaciji zanata.

GREG JOHNSON predsjednik je United Valvea (www.unitedvalve.com) u Houstonu. Urednik je časopisa VALVE, bivši predsjednik Vijeća za popravak ventila i trenutni član uprave VRC-a. Također je član VMA-ovog Odbora za obrazovanje i osposobljavanje, potpredsjednik je VMA-ovog Odbora za komunikacije i bivši je predsjednik udruženja proizvođača za standardizaciju. 


Vrijeme objavljivanja: rujan-29-2020

Primjena

Underground pipeline

Podzemni cjevovod

Irrigation System

Sustav navodnjavanja

Water Supply System

Sustav vodoopskrbe

Equipment supplies

Oprema za opremu