Ventiler kan hittas nästan var som helst idag: i våra hem, under gatan, i kommersiella byggnader och på tusentals platser inom kraft- och vattenverk, pappersbruk, raffinaderier, kemiska anläggningar och andra industri- och infrastrukturanläggningar.
Ventilindustrin är verkligen bredaxlad, med segment som varierar från vattendistribution till kärnkraft till uppströms och nedströms olja och gas.Var och en av dessa slutanvändarindustrier använder några grundläggande typer av ventiler;detaljerna i konstruktion och material är dock ofta väldigt olika.Här är ett axplock:
VATTEN FUNGERAR
I en värld av vattendistribution är trycken nästan alltid relativt låga och temperaturerna omgivande.Dessa två tillämpningsfakta tillåter ett antal ventildesignelement som inte skulle finnas på mer utmanade utrustningar som ångventiler för hög temperatur.Den omgivande temperaturen för vattenservice tillåter användning av elastomerer och gummitätningar som inte är lämpliga någon annanstans.Dessa mjuka material gör att vattenventiler kan utrustas för att tätt täta av droppar.
En annan faktor vid vattenserviceventiler är valet av konstruktionsmaterial.Gjutjärn och segjärn används i stor utsträckning i vattensystem, särskilt linjer med stor ytterdiameter.Mycket små ledningar kan hanteras ganska bra med bronsventilmaterial.
De tryck som de flesta vattenverksventiler ser är vanligtvis långt under 200 psi.Detta innebär att tjockare väggar med högre tryck inte behövs.Med det sagt finns det fall där vattenventiler är byggda för att klara högre tryck, upp till cirka 300 psi.Dessa applikationer är vanligtvis på långa akvedukter nära tryckkällan.Ibland finns vattenventiler med högre tryck också vid de högsta tryckpunkterna i en hög damm.
American Water Works Association (AWWA) har utfärdat specifikationer som täcker många olika typer av ventiler och ställdon som används i vattenverksapplikationer.
AVLOPPSVATTEN
Baksidan av färskt dricksvatten som går in i en anläggning eller struktur är avloppsvattnet eller avloppet.Dessa ledningar samlar upp all avfallsvätska och fasta ämnen och leder dem till ett avloppsreningsverk.Dessa reningsverk har många lågtrycksrör och ventiler för att utföra sitt "smutsiga arbete".Kraven på avloppsventiler är i många fall mycket mildare än kraven på rentvattenservice.Järnport och backventiler är de mest populära valen för denna typ av tjänster.Standardventiler i denna tjänst är byggda i enlighet med AWWA-specifikationer.
KRAFTINDUSTRI
Det mesta av den elektriska kraften som genereras i USA genereras i ånganläggningar som använder fossila bränslen och höghastighetsturbiner.Att dra tillbaka locket på ett modernt kraftverk skulle ge en bild av högtrycks- och högtemperaturrörsystem.Dessa huvudledningar är de mest kritiska i ångkraftgenereringsprocessen.
Grindventiler förblir ett huvudval för kraftverks på/av-applikationer, även om speciella Y-mönster klotventiler också finns.Högpresterande kulventiler med kritisk service vinner popularitet hos vissa kraftverksdesigners och gör intåg i denna en gång linjära ventildominerade värld.
Metallurgi är avgörande för ventiler i krafttillämpningar, särskilt de som arbetar i de superkritiska eller ultra-superkritiska arbetsområdena för tryck och temperatur.F91, F92, C12A, tillsammans med flera Inconel och rostfria legeringar, används ofta i dagens kraftverk.Tryckklasser inkluderar 1500, 2500 och i vissa fall 4500. Den modulerande karaktären hos toppkraftverk (de som endast fungerar efter behov) utsätter också för en enorm belastning på ventiler och rörledningar, vilket kräver robusta konstruktioner för att hantera den extrema kombinationen av cykling, temperatur och tryck.
Förutom den huvudsakliga ångventilen, är kraftverk laddade med tillhörande rörledningar, befolkade av en myriad av grind-, jordklot-, back-, fjärils- och kulventiler.
Kärnkraftverk arbetar på samma ång-/höghastighetsturbinprincip.Den primära skillnaden är att i ett kärnkraftverk skapas ångan av värme från fissionsprocessen.Kärnkraftverksventiler liknar deras fossildrivna kusiner, förutom deras härstamning och det extra kravet på absolut tillförlitlighet.Kärnventiler tillverkas enligt extremt höga standarder, med kvalificerings- och inspektionsdokumentationen som fyller hundratals sidor.
OLJE- OCH GASPRODUKTION
Olje- och gaskällor och produktionsanläggningar är stora användare av ventiler, inklusive många tunga ventiler.Även om det inte längre är sannolikt att det kommer strömmar av olja som spyr hundratals fot i luften, illustrerar bilden det potentiella trycket av underjordisk olja och gas.Det är därför brunnshuvuden eller julgranar placeras överst på en brunns långa rörsträng.Dessa enheter, med sin kombination av ventiler och specialkopplingar, är designade för att hantera tryck uppåt på 10 000 psi.Även om det sällan finns på brunnar som grävs på land nuförtiden, finns de extrema höga trycken ofta på djupa offshore-brunnar.
Utformning av brunnhuvudsutrustning täcks av API-specifikationer som 6A, specifikation för brunnshuvud och julgransutrustning.Ventilerna täckta med 6A är konstruerade för extremt höga tryck men måttliga temperaturer.De flesta julgranar innehåller grindventiler och speciella klotventiler som kallas chokes.Stryperna används för att reglera flödet från brunnen.
Förutom själva brunnshuvudena, befolkar många hjälpanläggningar ett olje- eller gasfält.Processutrustning för att förbehandla oljan eller gasen kräver ett antal ventiler.Dessa ventiler är vanligtvis kolstål klassade för lägre klasser.
Ibland förekommer en mycket frätande vätska - svavelväte - i den råa petroleumströmmen.Detta material, även kallat sur gas, kan vara dödligt.För att klara utmaningarna med sur gas måste speciella material eller materialbearbetningstekniker i enlighet med NACE International-specifikationen MR0175 följas.
OFFSHORE INDUSTRI
Rörsystemen för oljeriggar och produktionsanläggningar till havs innehåller en mängd ventiler byggda enligt många olika specifikationer för att hantera det stora utbudet av flödeskontrollutmaningar.Dessa anläggningar innehåller också olika styrsystemslingor och tryckavlastningsanordningar.
För oljeproduktionsanläggningar är artärhjärtat själva olje- eller gasåtervinningsrörsystemet.Även om det inte alltid är på själva plattformen, använder många produktionssystem julgranar och rörsystem som fungerar på ogästvänliga djup på 10 000 fot eller mer.Denna produktionsutrustning är byggd enligt många krävande American Petroleum Institute (API) standarder och refereras till i flera API Recommended Practices (RPs).
På de flesta stora oljeplattformar tillämpas ytterligare processer på råvätskan som kommer från brunnshuvudet.Dessa inkluderar separering av vatten från kolvätena och separering av gas och naturgasvätskor från fluidströmmen.Dessa rörsystem efter julgran är i allmänhet byggda enligt American Society of Mechanical Engineers B31.3 rörledningskoder med ventilerna designade i enlighet med API-ventilspecifikationer som API 594, API 600, API 602, API 608 och API 609.
Vissa av dessa system kan även innehålla API 6D gate-, kul- och backventiler.Eftersom eventuella rörledningar på plattformen eller borrfartyget är interna i anläggningen, gäller inte de strikta kraven för att använda API 6D-ventiler för rörledningar.Även om flera ventiltyper används i dessa rörsystem, är den valda ventiltypen kulventilen.
RÖRLEDNINGAR
Även om de flesta rörledningar är dolda, är deras närvaro vanligtvis uppenbar.Små skyltar som anger "petroleumpipeline" är en uppenbar indikator på förekomsten av underjordiska transportrör.Dessa rörledningar är utrustade med många viktiga ventiler längs hela sin längd.Nödledningsavstängningsventiler finns med intervaller som specificeras av standarder, koder och lagar.Dessa ventiler tjänar den viktiga tjänsten att isolera en del av en rörledning i händelse av en läcka eller när underhåll krävs.
Utspridda längs en rörledningssträcka finns också anläggningar där ledningen kommer ut från marken och tillgång till ledningen är tillgänglig.Dessa stationer är hemmet för utskjutningsutrustning för "gris", som består av enheter som sätts in i rörledningarna för att antingen inspektera eller rengöra ledningen.Dessa grisutsättningsstationer innehåller vanligtvis flera ventiler, antingen grind- eller kultyper.Alla ventiler på ett rörledningssystem måste ha full-port (full öppning) för att tillåta passage av grisar.
Rörledningar behöver också energi för att bekämpa rörledningens friktion och upprätthålla ledningens tryck och flöde.Kompressor- eller pumpstationer som ser ut som små versioner av en processanläggning utan de höga spricktornen används.Dessa stationer är hem för dussintals grind-, kul- och kontrollventiler.
Själva rörledningarna är designade i enlighet med olika standarder och koder, medan rörledningsventiler följer API 6D rörledningsventiler.
Det finns också mindre rörledningar som matas in i hus och kommersiella strukturer.Dessa ledningar tillhandahåller vatten och gas och skyddas av avstängningsventiler.
Stora kommuner, särskilt i den norra delen av USA, tillhandahåller ånga för kommersiella kunders uppvärmningsbehov.Dessa ångtillförselledningar är utrustade med en mängd olika ventiler för att styra och reglera ångtillförseln.Även om vätskan är ånga, är trycken och temperaturen lägre än de som finns i kraftverksånggenerering.En mängd olika ventiltyper används i denna tjänst, även om den ärevördiga pluggventilen fortfarande är ett populärt val.
REFINADERI OCH PETROKEMISKA
Raffinaderiventiler står för mer industriell ventilanvändning än något annat ventilsegment.Raffinaderier är hemvist för både frätande vätskor och i vissa fall höga temperaturer.
Dessa faktorer dikterar hur ventiler byggs i enlighet med API-ventildesignspecifikationer som API 600 (slussventiler), API 608 (kulventiler) och API 594 (backventiler).På grund av den hårda service som många av dessa ventiler möter, behövs ofta extra korrosionstillägg.Denna tillåtelse manifesteras genom större väggtjocklekar som specificeras i API-designdokumenten.
Praktiskt taget alla större ventiltyper kan hittas i överflöd i ett typiskt stort raffinaderi.Den allestädes närvarande slussventilen är fortfarande kungen på kullen med den största befolkningen, men kvartsvarvsventiler tar en allt större del av sin marknadsandel.De kvartsvarvsprodukter som gör framgångsrika inbrytningar i denna industri (som också en gång dominerades av linjära produkter) inkluderar högpresterande trippelförskjutna fjärilsventiler och metalltätade kulventiler.
Standardport-, jordklot- och backventiler finns fortfarande i massor, och på grund av deras design och tillverkningsekonomi kommer de inte att försvinna inom kort.
Tryckklasser för raffinaderiventiler sträcker sig från klass 150 till klass 1500, med klass 300 den mest populära.
Vanligt kolstål, såsom kvalitet WCB (gjuten) och A-105 (smidd) är de mest populära materialen som specificeras och används i ventiler för raffinaderiservice.Många raffineringsprocessapplikationer pressar de övre temperaturgränserna för vanligt kolstål, och legeringar med högre temperatur specificeras för dessa applikationer.De mest populära av dessa är krom/molystålen som 1-1/4% Cr, 2-1/4% Cr, 5% Cr och 9% Cr.Rostfria stål och högnickellegeringar används också i vissa särskilt hårda raffineringsprocesser.
Posttid: 10 juli 2020