Десять распространенных типов условий эксплуатации клапанов

1

Специальные клапаны для установок гидрокрекинга и коксования на НПЗ

Установка замедленного коксования на НПЗ — это процесс глубокого термического крекинга вакуумного остатка с получением газа, легкого дистиллятного масла и кокса. Это важный способ для НПЗ увеличить выход легкого масла и произвести нефтяной кокс.

Процесс разделен на две части:

1. Коксование – непрерывное производство
2. Декоксование – прерывистое производство

Вход и выход нагревательной печи и коксового барабана соединены четырехходовым клапаном. Четырехходовой клапан является важным каналом для переключения нагревательной печи в коксовый барабан. Это специальный клапан, используемый при высоких температурах. Его качество напрямую влияет на производственную мощность установки. Как новые установки, так и старые установки в Китае в основном используют импортные четырехходовые пробковые клапаны, но они дороги.

Внутренние четырехходовые клапаны, как правило, имеют проблемы с нерациональной конструкцией, нестабильным качеством и частыми отказами.

Гидрокрекинг на НПЗ является одним из основных процессов переработки сырой нефти. Поскольку установка гидрокрекинга работает при высоких температурах и высоком давлении, среда представляет собой легковоспламеняющийся и взрывоопасный водород и углеводороды, а условия эксплуатации особые, поэтому герметичность должна быть надежной. Следовательно, предъявляются более высокие требования к конструкции и структуре клапана. В настоящее время в основном используются отечественные клиновые задвижки из нержавеющей стали задвижки и регулирующие клапаны постоянного тока.

2

Специальные клапаны для нефтегазовой отрасли

Для контроля потока нефти и газа специальный клапан для нефти и газа должен обладать следующими основными свойствами: герметичность, прочность на сжатие, безопасность, регулируемость, поток жидкости и гибкость переключения.

Для сред высокого давления, легковоспламеняющихся и взрывоопасных нефтегазовых сред, в первую очередь необходимо решить вопрос герметизации, а также учитывать особые условия эксплуатации специальных нефтегазовых клапанов:

1. Во влажном природном газе, содержащем сероводород и углекислый газ, предъявляются особые требования к материалу корпуса клапана.

2. В устройстве фонтанной арматуры и системе сбора и транспортировки присутствуют рассол, остаточная кислота и другие коррозионные среды, поэтому выбор материалов корпуса клапана и требования к антикоррозионной защите.

3. Пыль и твердые частицы ускоряют эрозию и износ запорных элементов клапана. Это приводит к быстрому выходу из строя уплотнительной пары.

4. На открытом воздухе на плато, в пустынях и высокогорных районах, низкотемпературное охрупчивание материалы клапанов, изгибная деформация и т.д.

5. Специальные клапаны для нефтегазовой отрасли, используемые в магистральных трубопроводах, требуют такого же срока службы, как и трубопровод, и не подлежат замене в течение десятилетий.

Все это показывает, что специальные нефтегазовые клапаны отличаются от обычных клапанов и обладают высокой надежностью  в суровых условиях, а также соответствуют требованиям высокой прочности и герметичности.

3

Хлорсодержащие рабочие среды

При выборе клапанов для условий эксплуатации с хлором следует руководствоваться документом “Система трубопроводов сухого хлора”, составленным Американским обществом хлорной промышленности.

Эксплуатация с хлором или жидким хлором является высококоррозионной, особенно если среда содержит воду. HCl (соляная кислота), образующаяся при смешивании хлора с водой, будет вызывать коррозию корпуса и внутренней арматуры клапана.

Из-за высокого коэффициента теплового расширения хлора, если жидкий хлор запечатан в полости клапана, давление в полости клапана будет быстро расти. Клапаны, используемые в таких условиях, должны иметь надежную функцию сброса давления из средней полости.

4

Условия работы при низких температурах (криогенные)

Хотя клапаны для криогенной среды основаны на ASME B16.34 и стандартов API, эти клапаны также имеют другие конструктивные особенности, обеспечивающие надежную работу в криогенных условиях. Такие клапаны могут также включать удлиненный корпус (бонет), который увеличивает расстояние от уплотнения штока и механизма привода до криогенных сред, тем самым позволяя уплотнению штока работать при более высокой температуре и гарантируя, что механизм привода клапана не замерзнет во время эксплуатации. Стандарт MISS SP-134 содержит некоторые детали, включая конструкцию удлиненного корпуса. .

5

Условия эксплуатации с плавиковой кислотой

Клапаны, используемые для работы с плавиковой кислотой, должны быть ограничены типами клапанов, которые были продемонстрированы в эксплуатации или испытаны для успешной работы с данной средой. Предпочтительными типами клапанов являются те, которые, как правило, не допускают накопления твердых веществ. Работы по обращению с плавиковой кислотой должны выполняться квалифицированными специалистами, которые строго контролируют клапаны на рынке. Требования к конструкции и материалам, а также детали внутренней геометрии для этих (типичных клапанов из углеродистой стали со специальными элементами из сплава Monel или цельнолитыми из Monel) очень подробны, и клапан должен быть спроектирован так, чтобы быть устойчивым к коррозии плавиковой кислотой. В среде, содержащей HF, контроль и испытания клапана должны быть более строгими, чем для обычных технологических клапанов.

6

Условия работы с водородом

Клапаны, используемые в данной среде, часто специфицируются как имеющие высокое качество литья по сравнению с обычными литыми изделиями. Поскольку водород является чрезвычайно проницаемой средой, клапаны с сварным соединением и номинальным давлением 600 psi и выше снижают потенциальные источники утечек в эксплуатации. API 941 охватывает выбор и использование материалов для работы с водородом.

7

Кислородная среда

Клапаны, используемые в среде, содержащей кислород, должны соответствовать стандарту Ассоциации сжатых газов CGA G4.4-2003 “Кислородные трубопроводные системы”, когда это применимо. Клапаны для данной среды должны быть полностью обезжирены, чистыми и установлены в чистых условиях, а также надлежащим образом упакованы и запечатаны, поскольку масла и смазки легко воспламеняются в присутствии кислорода. Руководство содержится в CGA G4.1 «Очистка оборудования для кислородной среды». Надлежащее обращение и хранение необходимы до установки. Корпуса и элементы из бронзы или сплава Monel, подходящие для работы с кислородом, часто используются для предотвращения искр и воспламенения от высокоэнергетических механических ударов. Существуют специально разработанные силиконовые смазки для использования в среде, содержащей кислород, поскольку стандартные углеводородные масла не должны использоваться в присутствии кислорода.

8

Пульсирующий или нестабильный поток

Обратные клапаны используемые при пульсирующих или нестабильных потоках, которые требуют особого внимания, например, при использовании в поршневых компрессорах, могут быстро открываться и закрываться при изменении потока, что может вызвать гидравлический удар и повреждение клапана. Могут существовать различные мнения относительно типов клапанов, используемых при пульсирующих и нестабильных потоках, но, как правило, для пульсирующих или нестабильных потоков рекомендуются обратные клапаны-бабочки, обратные клапаны с наклонной шайбой и обратные клапаны с осевым потоком.

9

Кислотная среда (влажное условие H2S)

Использование материалов клапанов в средах, содержащих кислоты, должно соответствовать стандарту NACE MR0103. Этот стандарт для нефтеперерабатывающей промышленности ограничивает твердость всех сталей; требует отжига аустенитных сталей в растворе; запрещает использование определенных материалов для деталей, удерживающих давление (включая штоки клапанов); и предлагает специальные требования для болтовых соединений, сварных клапанов и т. д. Требуется. Следует обратить внимание на ответственность пользователя, указанную в NACE MR0103, которая гласит, что пользователь должен указать, подвергаются ли болты воздействию сред, содержащих H2S. Если иное не указано пользователем, болты, которые не находятся внутри клапана, такие как болты крепления корпуса, часто подпадают под действие стандартов на продукцию, и условия, содержащие серу, не включены в такие стандарты. Болты корпуса-корпуса не должны соответствовать требованиям NACE, если материал, используемый для болтов, не подвергается прямому воздействию технологической среды. Если утечка серы из серосодержащих масел не может быть исключена или испарена (например, в запорных клапанах), то болтовое соединение должно соответствовать стандартам NACE. Если разрешенный материал NACE считается ненужным, то болтовому соединению следует уделить особое внимание. Это требование к твердости приведет к снижению прочности. Прочность болтов крепления корпуса снизится и может оказаться непригодной для тех же условий проектирования, что и стандартные материалы болтов.

10

Условия вязкости или отверждения

Клапаны, используемые в вязких средах или средах с отверждением, таких как жидкая сера или тяжелая нефть, часто требуют паровой рубашки или парового обогрева для поддержания адекватных рабочих температур для работоспособности клапана. Особое внимание следует уделить обратным клапанам, поскольку их гистерезисный отклик может вызвать проблемы в работе.