Другие сложные условия эксплуатации

Более сложные и распространенные условия эксплуатации

Кратко проанализируем другие типы клапанов в 10 распространенных условиях эксплуатации.

Специальные клапаны для установок гидрокрекинга и коксования на НПЗ

Коксовые печи – это установки, на которых производится кокс, искусственное твердое топливо, получаемое из каменного угля и используемое в основном в металлургической промышленности. Производственный процесс, называемый коксованием, основан на термическом разложении угля путем нагрева до температуры свыше 1000 °C в отсутствие воздуха (пиролиз или сухая дистилляция): в этих условиях образуется горючий газ (называемый коксовым газом) и твердый остаток – кокс.

Гидрогенизационный крекинг, или крекинг в присутствии водорода, или гидрокрекинг (HCC) – это разновидность каталитического крекинга, обычно проводимая при средне-высоких давлениях и температурах (порядка 10 МПа и 300 °C) в присутствии водорода.

Поскольку установка гидрокрекинга работает при высокой температуре и высоком давлении, среда представляет собой легковоспламеняющийся и взрывоопасный водород и углеводороды, а условия работы особые, поэтому герметичность должна быть надежной.

Следовательно, предъявляются более высокие требования как к конструкции, так и к изготовлению клапана.

В этих случаях отечественная нержавеющая сталь клиновая задвижки и шаровые краны с СС широко используются.

Специальные клапаны для нефтегазовой отрасли

Эти клапаны, созданные для регулирования потока нефти и газа, обладают следующими основными свойствами: герметичность, прочность на сжатие, безопасность, регулируемость, гибкость потока и переключения. Если средами являются высокое давление нефти и газа, которые являются легковоспламеняющимися и взрывоопасными, следует учитывать следующие моменты, основанные на различных рабочих условиях клапанов:

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

2. Если в устройстве фонтанной арматуры, а также в системе сбора и транспортировки присутствуют остатки кислоты и других коррозионных сред, необходимо выбирать антикоррозионные материалы корпуса клапана.

3. Пыль и твердые частицы ускоряют эрозию и износ запорных частей клапана, поэтому необходимо учитывать, что удерживающий момент быстро разрушается.

4. На открытом воздухе на плато, в пустынях и высокогорных районах низкая температура делает материалы клапанов хрупкими и более подверженными различным деформациям.

5. Специальные нефтегазовые клапаны, используемые в магистральных трубопроводах дальнего транспортирования, требуют такого же срока службы, как и сами трубопроводы, поскольку они не будут заменяться десятилетиями.

Специальные нефтегазовые клапаны отличаются от обычных клапанов тем, что они обеспечивают высокую надежность в суровых условиях эксплуатации условия, обеспечивающие высокую прочность и герметичность!

Хлорсодержащие рабочие среды

При таких рабочих условиях выбор клапанов должен основываться на руководстве “Система трубопроводов сухого хлора”, составленном Американским обществом хлора. Газообразный или жидкий хлор обладает высокой коррозионной активностью, особенно если среда содержит воду, поскольку HCl (соляная кислота), образующаяся при смешивании хлора с водой, вызывает коррозию корпуса и седельно-уплотнительной пары клапана. Из-за высокого коэффициента теплового расширения хлора, если жидкий хлор находится в полости клапана, давление в ней будет быстро расти. Клапаны, используемые в таких условиях, должны иметь надежную функцию сброса давления из средней полости.

Низкотемпературные и криогенные рабочие условия

Хотя клапаны для криогенных сред разработаны в соответствии с ASME B16.34 и стандартов API, они также имеют другие конструктивные особенности, обеспечивающие надежную работу в криогенных условиях.

Такие клапаны могут также включать конструкцию с удлиненным корпусом (боннетом), которая увеличивает расстояние от криогенных сред до уплотнения штока и приводного механизма, позволяя уплотнению штока работать при более высокой температуре и гарантируя, что приводной механизм клапана не замерзнет во время эксплуатации. Стандарт MISS SP-134 содержит некоторые детали, включая конструкцию с удлиненным корпусом.

Условия эксплуатации с плавиковой кислотой

Клапаны, используемые для работы с плавиковой кислотой, должны быть ограничены типами клапанов, которые были продемонстрированы в эксплуатации или успешно испытаны для данной среды. " ".

Предпочтение следует отдавать клапанам, которые не способствуют накоплению твердых веществ. Важно помнить, что различные операции по работе с плавиковой кислотой должны выполняться квалифицированными специалистами, которые тщательно проверяют клапаны на рынке, и, кроме того, требования к конструкции, материалам и деталям внутренней геометрии для этих клапанов очень подробны и строги. Инспекция и испытания этих клапанов должны проводиться чаще, чем для обычных клапанов.

Рабочие условия с водородом

Клапаны, используемые в данной среде, часто имеют высокое качество литья по сравнению с обычными литыми изделиями, поскольку водород является чрезвычайно проницаемой средой, а клапаны, соединенные сваркой, с Номинальные давления более 600 фунтов на квадратный дюйм, снижают потенциальные потери в процессе эксплуатации. API 941 охватывает выбор и использование материалов для работы с водородом.

Кислородная среда

Клапаны, используемые в средах, содержащих кислород, должны соответствовать стандарту CGA G4.4-2003 Ассоциации сжатых газов “Кислородные трубопроводные системы”, где это применимо. Клапаны для этой среды должны быть полностью обезжирены, очищены и установлены в контролируемых условиях, а также должны быть надлежащим образом упакованы и запечатаны, поскольку масла и смазки легко воспламеняются в присутствии кислорода. Руководящие принципы приведены в CGA G4.1 “Оборудование для очистки кислородных сред”.

Материалы корпуса и оболочки из бронзы или Monel, подходящие для сред, содержащих кислород, часто используются для предотвращения искр и воспламенения от высокоэнергетических механических ударов. Существуют силиконовые смазки, специально разработанные для использования в средах, содержащих кислород, поскольку стандартные углеводородные масла не следует использовать в присутствии кислорода.

Пульсирующий или нестабильный поток

Обратные клапаны, используемые при пульсирующем или нестабильном потоке, требуют особого внимания и часто применяются в поршневых компрессорах.

Они могут быстро открываться и закрываться при изменении потока, что может вызвать гидравлические удары и повреждение клапана.

Существуют различные мнения относительно типов клапанов, которые следует использовать при пульсирующем и нестабильном потоке, но, как правило, рекомендуются обратные клапаны-бабочки, обратные клапаны с наклонной шайбой и осевые обратные клапаны.

Кислотная среда (влажное условие H2S)

Использование материалов клапанов в условиях кислотных сред должно соответствовать стандарту NACE MR0103, который ограничивает:

• твердость всех сталей
• требует растворения аустенитных сталей
• запрещает использование определенных материалов для деталей, работающих под давлением (включая штоки клапанов)
• предлагает специальные требования к фланцевым соединениям, сварным клапанам и т. д.

Следует обратить внимание на ответственность пользователя в соответствии с NACE MR0103, который гласит, что пользователь должен указать, подвергаются ли болты воздействию сред, содержащих H2S. Если пользователь не указал иное, болты, не находящиеся внутри клапана, такие как болты, соединяющие крышку, часто подпадают под действие стандартов на продукцию, и условия, содержащие серу, не включены в эти стандарты. Болты крышки-корпуса не должны соответствовать

требованиям NACE, если материал, используемый для болтов, не контактирует непосредственно с технологической средой. 

Если невозможно исключить или испарить любое пролитие серы из серосодержащих масел (например, запорные клапаны), болтовое соединение должно соответствовать стандартам NACE.

Условия вязкости или полимеризации

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