Високо-перформансни двојни ексцентрични вентили-пеперутки: Инженерска противпожарна безбедност и нула протекување во линии со сериозни процеси

Вовед

Во современата хемиска обработка, рафинирањето на нафта и гас и тешките индустриски цевководи, побарувачката за компактни, лесни изолациски вентили доведе до фундаментална промена во спецификацијата. Вратните вентили и топчестите вентили долго време беа стандарден избор за цврсто исклучување, но нивната тежина, големината на обвивката и трошоците за активирање при поголеми дијаметри претставуваат реални економски бариери. Одговорот на индустријата бешевисоко-перформансен вентил со пеперутка.

Меѓу нив,двоен ексцентричен вентил со пеперутка— исто така познат како двојно поместен вентил пеперутка — стана инженерски стандард за апликации што вклучуваат покачени притисоци, екстремни температури и испарливи медиуми. Кога се користи во опасни јаглеводороди, интегрирањето на проверлива технологија за запечатување без пожар не е опционално; тоа е мандат за усогласеност насочен кон заштита на персоналот и спречување на катастрофални инциденти во рафинеријата.

1. Геометријата на двојното поместување

Стандардните концентрични вентили со пеперутка - каде што вратилото поминува директно низ центарот на дискот и седиштето - страдаат од континуиран контакт со високо триење во текот на целата ротација од 90°. Ова доведува до брзо абење на седиштето, локализирано кинење и зголемен работен вртежен момент.

Двојниот ексцентричен вентил со пеперутка го решава овој проблем со триење преку две различни геометриски поместувања:

Прв офсетВратилото е поставено зад заптивната рамнина на седиштето на вентилот. Ова му овозможува на дискот континуирано да запечатува низ целата граница од 360°.

Втор офсетВратилото е поместено странично од централната линија на отворот на цевката.

Ефектот на камирање

Заедно, овие две поместувања создаваат она што инженерите го нарекуваат дејство слично на брегаста вала. Кога вентилот почнува да се отвора, дискот се крева од седиштето во првите 1° до 3° од ротацијата. За приближно 95% од движењето на вентилот, практично нема контакт помеѓу дискот и седиштето. Триењето е минимизирано, работниот вртежен момент е намален, а работниот век на меките еластомерни или полимерни лежишта - како што се PTFE и RTFE - е значително продолжен.

Теренските податоци покажуваат дека правилно одржуваните двојни ексцентрични вентили со пеперутка често достигнуваат од 15 до 20 години работен век во апликации со умерен притисок, при што некои дизајни надминуваат 1 милион работни циклуси. Намалувањето на триењето, исто така, се преведува и во помала фреквенција на одржување - животниот век на седиштето на вентилот е обично три до пет пати подолг од оној на дизајните со единечен ексцентричен.

2. Дизајн на седиште без пожар

Во рафинериите за нафта и хемиски производи, компонентите на цевките мора да го одржат интегритетот на запечатувањето дури и кога се зафатени од целосно развиен пожар во постројката. Постигнувањето вистински статус на противпожарна безбедност бара високо специјализирана конфигурација со двојно седиште.

Распоредот на седиштето безбедно од пожар вклучува два елементи за запечатување кои работат по ред:

Нормално работење (доминантно меко заптивка):

Под стандардни работни услови, еластично PTFE, RTFE или Devlon седиште служи како примарен елемент за запечатување, целосно зафаќајќи се со работ на дискот за да обезбеди цврсто затворање без меурчиња во согласност со барањата на API 598 или ISO 5208 Rate A. Во овој режим, вентилот постигнува перформанси без протекување.

Изложеност на пожар (метално заптивање):

Кога температурата на околината надминува приближно 540°C (1.000°F) за време на пожар во постројка, примарното меко седиште омекнува, се распаѓа и на крајот гори. Во овој момент, претходно натоварено секундарно метално седиште - обично изработено од Inconel 718 или 625 - се отклонува под притисок на линијата и се запечатува на работ на дискот, воспоставувајќи бариера метал-до-метал. Некои дизајни користат RPTFE примарно седиште со резервна копија Inconel 625, оценето според API 607 ​​6-то издание.

Оваа секундарна метал-метал бариера обезбедува усогласеност со строгите стандарди за тестирање на пожар, вклучувајќи ги API 607 ​​и ISO 10497 (порано BS 6755 Дел 2). API 607 ​​бара вентилот да биде цикличен (отворан и затворен) за време на тестот на пожар за да се потврди дека механизмот останува функционален додека е зафатен од пламен. Тестот го изложува вентилот на 750–1.000°C во тек на 30 минути, со ограничувања на истекување наведени и за фазите на изложеност на пожар и за фазите на ладење по пожарот.

Вреди да се напомене дека сертификацијата за противпожарна безбедност се однесува на дизајнот на вентилот, а не на поединечните вентили. Откако дизајнот ќе го помине тестот API 607, сите вентили од тоа семејство на дизајни се сертифицирани без поединечно тестирање против пожар.

3. Високо-перформансни наспроти стандардни концентрични вентили-пеперутка

Менаџерите за набавки кои ги оценуваат распоредите на комуналните услуги понекогаш се во искушение да специфицираат концентрични вентили-пеперутки кои се прифатливи за буџетот. Сепак, цевките со висок притисок и тешка употреба бараат механичка робусност на вентил-пеперутки со високи перформанси.

API 641, првпат објавен во 2016 година, го регулира тестирањето на фугитивни емисии за вентили со четврт-вртење, вклучувајќи вентили со пеперутка, топчести и со приклучок. Пропишува 610 механички циклуси и три термички циклуси, со динамички и статички мерења.

4. Димензионирање на актуаторот и импликации врз трошоците

Бидејќи геометријата со двојно поместување го елиминира триењето предизвикано од отпор својствено на концентричните дизајни, таа фундаментално го менува профилот на вртежниот момент на вентилот.

Кај двоен ексцентричен вентил со пеперутка, врвниот вртежен момент се јавува само за време на последните 5° од затворањето - она ​​што инженерите го нарекуваатвртежен момент на седењеВртежниот момент при движење - силата потребна за движење на дискот низ остатокот од ротацијата - е исклучително ниска.

За автоматизирани јамки, овој профил на вртежен момент дава значителни економски предности:

• Помали актуаториМожете да ги намалите пневматските актуатори или електричните повеќевртежни мотори за 20% до 35% во споредба со топчест вентил или лошо специфициран концентричен вентил. Некои извори известуваат дека барањата за вртежен момент се од 30% до 50% пониски од вентилите со пеперутка на средната линија.

•Намален отпечатокПомалите актуатори директно се преведуваат во полесна тежина на лизгалката и пониски трошоци за структурна поддршка за цевководните рамки.

•Помала потрошувачка на енергијаПневматските актуатори со пружина за враќање бараат помал волумен на воздух за контрола, со што се намалува вкупното оптоварување на компресорските станици.

Практичен водич за избор на актуатор: ако вентилот има потребен вртежен момент од 80 Nm, актуаторот треба да биде димензиониран на 100 Nm или поголем, со примена на фактор на безбедност. Карактеристиките на низок вртежен момент на дизајните со двојно ексцентрично дејство значат дека овој фактор на безбедност често може да се примени на помала основна линија отколку што би била потребна за концентричен вентил.

5. Избор на материјал и размислувања за примена

Разновидноста на двојниот ексцентричен вентил со пеперутка се протега низ широк спектар на работни услови, под услов материјалите да се избрани соодветно.

Материјали на телото:

Вообичаените опции вклучуваат лактозно железо, леан челик (WCB) и не'рѓосувачки челик (CF8M). За агресивни хемиски услуги и услуги со морска вода, достапни се супердуплекс и легури на база на никел.

Опции за седишта:

Меките седишта (PTFE, RTFE, Devlon) овозможуваат непропустливо затворање на меурчиња за општи процесни апликации. Металните седишта (Inconel, Stellite) го продолжуваат капацитетот за температура до 600°C и се по природа безбедни од пожар.

Материјали за дискот:

Опциите се движат од дуктилно железо со епоксидна обвивка до SS304, SS316 и дуплекс челик.

За работа со абразивна кашеста маса - како што се рударски јаловина, летечка пепел или боксит - двојните ексцентрични дизајни нудат предност во однос на концентричните вентили бидејќи дејството на брегастата оска на дискот го влече медиумот подалеку од заптивната површина, намалувајќи го заробувањето на честичките и оштетувањето на седиштето. За криогени апликации на течен природен гас (LNG), специјално третираните материјали и процесите на длабоко ладење овозможуваат сигурно работење до -196°C.

Партнерство со Нов Јужен Велс: Инженерска доверба

Без разлика дали дизајнирате петрохемиска рафинерија, платформа за дупчење на море или критична единица за хемиска обработка, изборот на правилна спецификација на вентилот го одредува долгорочното работење на постројката и безбедносните перформанси.

Во NSW VALVE COMPANY (nswvalve.com), произведуваме API 607 ​​сертифицирани, противпожарни, двојно ексцентрични вентили пеперутка, проектирани за најсложените услови на фабриката. Нашите производствени капацитети што се во согласност со ISO користат ригорозна позитивна идентификација на материјалите (PMI), недеструктивно испитување (NDE) и прецизна CNC обработка за да испорачаат вентили со перформанси без протекување, минимизиран работен вртежен момент и целосна металуршка следливост.

Нудиме низа конфигурации на седишта - со меко седиште за непречено затворање, противпожарна заштита за сервис со јаглеводороди и со метално седиште за апликации на високи температури - сите достапни со рачно, запчаник, пневматско или електрично активирање.

Контактирајте го нашиот инженерски тим наnswvalve.comденес за да ги доставите вашите технички листови, да разговарате за прилагодени конфигурации на легури (како што се Super Duplex или Monel) или да побарате наши официјални извештаи од тестовите API 607.

Технички референци

•API 607Тест на пожар за вентили со четврт-вртење и вентили опремени со неметални седишта

•API 609Вентили пеперутка: Двојно прирабнички, со завртки и плочести

•API 641Тестирање на фугитивни емисии за вентили со четврт-вртење

•ISO 10497Барања за тестирање на тип на пожар за вентили

•ISO 15848-1Индустриски вентили - Постапки за мерење, тестирање и квалификација на фугитивни емисии

•ASME B16.34Вентили - со прирабница, со навој и со заварен крај