Архив за год: 2019

Клапан представляет собой тип устройства, используемого для управления, изменения или остановки движущихся компонентов направления потока, давления и расхода в трубопроводной системе. Корпус клапана является основной частью клапана. Он изготавливается различными производственными процессами в зависимости от класса давления, такими как литье, ковка и т. Д. Корпус клапана с низким давлением обычно отливается, а корпус клапана со средним и высоким давлением изготавливается в процессе ковки.

Материалы для корпуса клапана
Обычно используемые материалы корпуса клапана: чугун, кованая сталь, углеродистая сталь, нержавеющая сталь, сплав на основе никеля, медь, титан, пластик и т. Д.

Углеродистая сталь
В нефтяной и газовой промышленности наиболее часто используемым материалом для корпуса клапана является ASTM A216 (для литья) и ASTM A105 (ковка). Для работы при низких температурах используются ASTM A352 LCB / LCB для литых и ASTM A350 LF2 / LF3 для кованых изделий.

Нержавеющая сталь
Когда предъявляются дополнительные требования к повышению температуры, давления или коррозии, становятся необходимыми корпуса из нержавеющей стали: ASTM A351 CF8 (SS304) и CF8M (SS316) для литых устройств, а также различные ASTM A182 F304, F316, F321, F347 для кованых типов. , Для особых применений используются специальные марки материалов, такие как дуплекс и суперстали (F51, F53, F55) и никелевые сплавы (Monel, Inconel, Incoloy, Hastelloy) для корпусов клапанов.

Цветной
Для более тяжелых применений для изготовления кузова могут использоваться цветные металлы или сплавы, такие как сплавы алюминия, меди, титана и других пластмасс, сплавы, комбинирующие керамические материалы.

Концевые соединения корпуса клапана
Корпус клапана может быть соединен с другими механическими устройствами и трубами различными способами. Основными типами торцов являются фланцевые и стыковые (для устройств выше дюймов 2), а также приварные или резьбовые / резьбовые (NPT или BSP) для устройств малого диаметра.

Фланцевый клапан
Фланцевые концы являются наиболее часто используемой формой соединения между клапанами и трубопроводами или оборудованием. Это разъемное соединение с фланцем, прокладкой, шпильками и гайками как группа уплотнительной конструкции.

Как указано в спецификации ASME B16.5, фланцевое соединение может применяться к различным клапанам большего диаметра и к клапанам номинального давления, но существуют определенные ограничения по температуре использования в условиях высокой температуры, поскольку болты фланцевого соединения легко скользят явление и причина утечки, вообще говоря, фланцевое соединение рекомендуется использовать при температуре ≤350 ℃.

Поверхность фланца может быть выпуклой (RF), плоской (FF), с кольцевым соединением, гребнем и пазом, охватываемой и охватывающей резьбой и иметь любую из доступных вариантов отделки (заготовка, зубчатая или гладкая).

Сварочный клапан
Сварным соединением между клапаном и трубопроводом может быть соединение для стыковой сварки (BW) и соединение для раструбной сварки (SW), используемое для трубопроводов высокого давления (раструбная сварка для меньших размеров, ниже дюймов 2 и стыковая сварка для больших диаметров). Эти сварные соединения более дороги в исполнении, чем фланцевые соединения, так как они требуют больше работы, но более надежны и менее подвержены утечкам в долгосрочной перспективе.

Клапаны со сварным швом ASME B16.11 или торцами с приварным швом ASME B16.25 приварены к соединительной трубе. Для стыковых сварных соединений требуется полная сварка скошенных концов двух частей, которые должны быть соединены, в то время как соединения с раструбными сварными швами выполнены угловыми сварными швами.

Клапан с резьбой
Это простое соединение и часто используется для клапанов низкого давления или небольших клапанов ниже 2 дюймов. Клапан соединен с трубой коническими резьбовыми концами, которые могут быть BSP или NPT. Резьбовые соединения дешевле и проще в установке, так как труба просто навинчивается на клапан, шпильки или сварочные работы без использования фланцев.

Клапаны являются одним из основных источников утечек в трубопроводной системе нефтехимической промышленности, поэтому крайне важно обеспечить утечку клапанов. Степень утечки в клапане фактически является уровнем уплотнения клапана, производительность уплотнения называется частями уплотнения клапана, чтобы предотвратить возможность утечки среды.

Основные уплотнительные части клапана включают: поверхность контакта между открывающей и закрывающей частями и седлом, фитинг сальника, шток и сальниковую коробку, соединение между корпусом клапана и крышками. Первый относится к внутренней утечке, которая напрямую влияет на способность клапана отсекать среду и нормальную работу оборудования. Последние два - это внешняя утечка, то есть утечка среды из внутреннего клапана. Потери и загрязнение окружающей среды, вызванные внешними утечками, часто являются более серьезными, чем вызванные внутренними утечками. Утечка в клапане не допускается, особенно в условиях высоких температур и давлений, легковоспламеняющихся, взрывоопасных, токсичных или агрессивных сред, поэтому клапан должен обеспечивать надежную герметизацию, чтобы соответствовать требованиям условий его использования в отношении утечки. В настоящее время в мире существует пять видов стандартов классификации уплотнений клапанов.

 

ISO 5208

Международная организация по стандартизации ISO 5208 определяет экзамены и тесты, которые производитель клапан должен действовать на для того, чтобы установить целостность границы давления промышленного металлического клапана и проверить степень закрытия клапана герметичность и структурная адекватность механизма закрытия ,

В ISO 10 указаны скорости утечки 5208: A, AA, A, B, C, CC, D, E, EE, F, G, а показатель A - самые высокие оценки. Существует слабо определенное соответствие между допустимыми значениями скорости утечки API 598 и величиной величины утечки A применительно к DN 50, скоростью CC-жидкости для обратных клапанов, кроме металлических, и для обратных клапанов, скоростью EE-газа и скоростью G- жидкость. Скорости A, B, C, D, F и G соответствуют значениям в EN 12266-1.

API 598

Стандарт API американского нефтяного института API 598 является наиболее часто используемым стандартом испытаний для американских стандартных клапанов. Он применим к следующим стандартным испытаниям герметичности клапанов API:

API 594 Обратные клапаны с фланцевыми, ушными, пластинчатыми и стыковыми сварными соединениями

API 599 Фланцевые, резьбовые и приварные металлические заглушки

API 602 Стальные задвижки и обратные клапаны DN 00 и ниже для нефтяной и газовой промышленности

API 603 Задвижки с фланцевым и приварным сварным швом из нержавеющей стали

API 608 Фланцевые, резьбовые и приварные металлические шаровые краны

API 609 Двухфланцевые, запорные и пластинчатые затворы

MSS SP61

Американская ассоциация по стандартизации производителей клапанов и фитингов MSS SP61 под давлением для металлических клапанов устанавливает следующие допустимые требования к утечке:

(1) В случае, если одна из уплотнительных поверхностей уплотнительного седла клапана изготовлена ​​из пластика или резины, в течение испытания на герметичность утечки не должно быть.

(2) Максимально допустимая утечка на каждой стороне в закрытом состоянии должна быть: жидкость должна иметь номинальный размер (DN) 0 на мм, 0 в час .4 мл; Газ - это номинальный размер (DN) на миллиметр, 120 мл в час.

(3) Утечка, допускаемая обратным клапаном, может быть увеличена в 4 раз.

Следует отметить, что MS SSP 61 часто используется для проверки «полностью открытых» и «полностью закрытых» стальных клапанов, но не для регулирующих клапанов. MSS SP61 обычно не используется для тестирования клапанов американского стандарта.

ANSI/FCI 70-2

Американские национальные стандарты / стандарты Американской ассоциации приборов ANSI / FCI 70-2 (ASME B16) .104) применимы к требованиям к классу уплотнения регулирующего клапана. Металлоупругое уплотнение или металлическое уплотнение следует выбирать в инженерном проектировании в соответствии с характеристиками среды и частотой открытия клапана. Металлический седельный клапан Марки печати должны быть оговорены в контракте на заказ, ставки I, Ⅱ, Ⅲ используются меньше из-за запроса более низкого уровня, обычно выбирают «минимум» и V или Ⅵ для более высоких требований.

EN 12266 - 1

EN 12266-1, Испытания промышленных клапанов, часть 12266, определяет испытания давлением, методы испытаний и критерии приемки - обязательные требования. EN 1-5208 соответствует требованиям ISO 5208 по классификации уплотнений, но не имеет оценок AA, CC и EE. В новой редакции ISO 598 добавлены шесть уровней AA, CC, E, EE, F и G и даны сравнения с несколькими уровнями герметичности API 12266 и EN XNUMX.

 

Следует отметить в техническом проекте, что API 600-2001 (ISO 10434–1998) указывает, что герметичность клапана проверяется в соответствии с ISO 5208, но утечка в таблицах 17 и 18 эквивалентна API 598–1996. , а не ISO 5208. Поэтому, когда API 600 и его стандарт испытаний на герметичность API 598 выбираются для инженерного проектирования, версия стандарта должна быть уточнена, чтобы обеспечить единообразие содержания стандарта.

Соответствующие руководящие принципы API 6D (ISO 14313) для утечки клапана: «Клапаны с мягким седлом и пробковые клапаны с масляным уплотнением не должны превышать ISO 5208 A (без видимой утечки), клапаны с металлическим седлом не должны превышать ISO 5208 (1993) D, если иначе указано ». Примечание в стандарте: «В особых случаях может потребоваться утечка меньше, чем класс D по ISO 5208 (1993). Следовательно, в контракте на заказ должны быть указаны более высокие требования к утечкам, чем стандартные.

 

DBB (двойной блокирующий и выпускной клапан) и DIB (двойной изолирующий и выпускной клапан) представляют собой два вида обычно используемых уплотняющих конструкций седла для шаровых кранов, установленных на цапфе. Согласно API 6D, шаровой клапан DBB представляет собой один клапан с двумя герметичными вспомогательными элементами, закрытое положение которого обеспечивает герметичное уплотнение на обоих концах клапана посредством выпуска воздуха из полости корпуса между двумя поверхностями уплотнения, если первое уплотнение утечки, второй не будет герметизировать в том же направлении. Шаровой клапан DIB представляет собой один клапан с двумя посадочными поверхностями, каждая из этих седел уплотнения обеспечивает единственный источник уплотнения под давлением в закрытом положении, выпуская камеру клапана между седлами уплотнения.

 

Испытание под давлением клапана DBB:

Клапан частично открывается, так что экспериментальный поток полностью впрыскивается в клапанную камеру, а затем клапан закрывается, так что прокачка корпуса клапана открыта и избыточная среда может вытекать из испытательного соединения камеры клапана. Давление следует прикладывать одновременно с обоих концов клапана, чтобы контролировать герметичность седла через перелив в испытательном соединении камеры клапана. На рисунке ниже показан типичный Шаровой кран DBB конфигурации.

Когда клапан закрыт, и испытательный порт камеры клапана открыт, и оба конца клапана находятся под давлением (или находятся под давлением отдельно), порт камеры клапана обнаруживает утечку с каждого конца в камеру клапана. Теоретически, клапан DBB не может обеспечить положительную двойную изоляцию, когда только одна сторона находится под давлением, клапан не обеспечивает положительную двойную изоляцию, когда только одна сторона находится под давлением.

 

Опрессовка DIB-1(Два двунаправленных уплотнительных сиденья)

Каждое седло должно быть испытано в обоих направлениях, а установленный клапан сброса давления в полости должен быть удален. Клапан должен быть полуоткрыт, чтобы в клапан и камеру клапана вводили испытуемую среду до тех пор, пока испытательная жидкость не проливалась через испытательное отверстие камеры клапана. Закройте клапан, чтобы предотвратить утечку из камеры в направлении испытательного седла, испытательное давление должно быть последовательно приложено к каждому концу клапана, чтобы проверить утечку каждого седла вверх по течению в отдельности, а затем проверить каждое седло в качестве седла ниже по потоку. , Откройте оба конца клапана, чтобы заполнить полость средой, а затем создайте давление, наблюдая утечку каждого седла на обоих концах клапана.

Поскольку давление в полости клапана DIB-1 не может сбрасываться автоматически, когда температура клапана ненормально повышается, объем среды в полости клапана соответственно увеличивается, что вынуждает давление в полости автоматически увеличиваться. Когда давление достигнет определенного уровня, это будет очень опасно, поэтому полость клапана DIB-1 должна быть установлена ​​с предохранительным клапаном.

 

Опрессовка DIB-2(Одно двунаправленное и одно однонаправленное уплотняющее седло)

Одно из мест Клапан DIB-2 может выдерживать давление в камере или на конце клапана в любом направлении без утечки. Другое седло может выдерживать давление только с конца клапана. Когда клапан закрыт, и интерфейс проверки камеры клапана открыт, и оба конца клапана находятся под давлением (или находятся под давлением отдельно), интерфейс проверки камеры клапана может определить, имеется ли утечка с каждого конца в камеру клапана. При двухстороннем испытании седла следует герметизировать клапанную камеру, а клапан выше по потоку наблюдать, не течет ли клапан по течению.

Преимущество клапана заключается в жесткой защите клапана: клапан закрыт после того, как среда никогда не войдет в трубопровод ниже по потоку, в то же время, когда ненормальное повышение давления в полости может автоматически сбросить давление до входа в клапан. Обратите внимание, что требования к направлению установки клапана, противоположное направление совпадает с DBB.

 

Клапаны DBB и DIB имеют свое уникальное применение и среду, а также различные экологические проблемы, где необходима критическая изоляция для предотвращения утечки, такие как СПГ, нефтехимия, транспортировка и хранение, промышленные процессы на природном газе, магистральные и коллекторные клапаны в жидкостных трубопроводах. и линии передачи продуктов переработки.