Где се користе вентили

Где се користе вентили: свуда!

08. новембар 2017. Написао Грег Јохнсон

Вентиле данас можете наћи готово било где: у нашим домовима, испод улице, у комерцијалним зградама и на хиљадама места у електранама и водоводима, фабрикама папира, рафинеријама, хемијским постројењима и другим индустријским и инфраструктурним објектима.
Индустрија вентила је заиста широких рамена, а сегменти се разликују од дистрибуције воде до нуклеарне енергије до нафте и гаса узводно и низводно. Свака од ових индустрија крајњих корисника користи неке основне типове вентила; међутим, детаљи конструкције и материјала често су веома различити. Ево узорковања:

ВОДА РАДИ
У свету дистрибуције воде, притисци су готово увек релативно ниски и температуре околине. Те две чињенице о примени омогућавају бројне елементе дизајна вентила који се не би могли наћи на захтевнијој опреми као што су високотемпературни парни вентили. Температура околине водене службе омогућава употребу еластомера и гумених заптивача који нису погодни за било које друго место. Ови мекани материјали омогућавају да вентили за воду буду опремљени за чврсто затварање капљица.

Још једна брига код вентила за водоснабдевање је избор материјала за израду. Ливено и нодуларно гвожђе се широко користи у воденим системима, посебно великим линијама спољашњег пречника. Врло мале линије могу се сасвим добро носити са бронзаним материјалима за вентиле.

Притисци које већина вентила за водовод види су обично испод 200 пси. То значи да конструкције вишег притиска са дебљим зидовима нису потребне. То је већ речено, постоје случајеви када су вентили за воду изграђени да подносе веће притиске, до око 300 пси. Ове примене су обично на дугим водоводима близу извора притиска. Понекад се водени вентили вишег притиска могу наћи и на местима највишег притиска у високој брани.

Америчко удружење водовода (АВВА) издало је спецификације које покривају многе различите типове вентила и актуатора који се користе у водоводним апликацијама.

ОТПАДНЕ ВОДЕ
Преокрет свеже пијаће воде која улази у објекат или структуру је отпадна вода или канализација. Ови водови сакупљају сву отпадну течност и чврсте материје и усмеравају их у постројење за пречишћавање канализације. Ове постројења за пречишћавање имају пуно цевовода под ниским притиском и вентила за обављање свог „прљавог посла“. Захтјеви за вентилима за отпадне воде у многим случајевима су много блажи од захтјева за услугом чисте воде. Гвоздена капија и неповратни вентили су најпопуларнији избор за ову врсту услуге. Стандардни вентили у овој услузи израђени су у складу са АВВА спецификацијама.

ЕНЕРГЕТСКА ИНДУСТРИЈА
Већина електричне енергије произведене у Сједињеним Државама производи се у парним постројењима користећи фосилно гориво и велике брзине турбина. Ољуштавањем поклопца модерне електране створио би се поглед на цевоводе са високим притиском и високом температуром. Ове главне линије су најкритичније у процесу производње паре.

Запорни вентили остају главни избор за примену укључења / искључења електране, мада се такође налазе и глобусни вентили И-облика са посебном наменом. Куглични вентили високих перформанси, критичне услуге, стичу популарност код неких дизајнера електрана и продиру у овај свет некада доминираним линеарним вентилима.

Металургија је критична за вентиле у електроенергетским апликацијама, посебно оне који раде у надкритичним или ултра-надкритичним радним опсезима притиска и температуре. Ф91, Ф92, Ц12А, заједно са неколико легура Инцонел и нерђајућег челика обично се користе у данашњим електранама. Класе притиска укључују 1500, 2500, ау неким случајевима и 4500. Прилагодљива природа вршних електрана (оних које раде само по потреби) такође ствара велико оптерећење на вентилима и цјевоводима, захтијевајући робусне дизајне који подносе екстремну комбинацију бициклизма, температуре и притиска.
Поред главног вентила за пару, електране су напуњене помоћним цевоводима, насељеним безбројем запорних, глобусних, контролних, лептирастих и кугличних вентила.

Нуклеарне електране раде на истом принципу парне / брзе турбине. Примарна разлика је у томе што се у нуклеарној електрани пара ствара топлотом из процеса цепања. Вентили нуклеарне електране слични су њиховим рођацима са фосилним горивом, осим родовника и додатног захтева за апсолутном поузданошћу. Нуклеарни вентили су произведени по изузетно високим стандардима, а квалификациона и инспекцијска документација испуњава стотине страница.

imng

ПРОИЗВОДЊА УЉА И ПЛИНА
Нафтни и гасни бунари и производни погони су тешки корисници вентила, укључујући многе вентиле за велика оптерећења. Иако више није вероватно да ће доћи до изливања нафте који избацују стотине стопа у ваздух, слика илуструје потенцијални притисак подземне нафте и гаса. Због тога се главе бунара или јелке постављају на врх дугачког низа цеви. Ови склопови, са њиховом комбинацијом вентила и специјалних окова, дизајнирани су да поднесу притиске веће од 10.000 пси. Иако се ових дана ретко налази на бунарима ископаним на копну, екстремно високи притисци често се налазе на дубоким обалним бунарима.

Дизајн опреме за бушотине покривен је АПИ спецификацијама као што су 6А, Спецификација за бушотине и божићно дрвце. Вентили прекривени 6А дизајнирани су за изузетно високе притиске, али умерене температуре. Већина божићних стабала садржи засуне и посебне глобус вентиле који се називају пригушнице. Пригушнице се користе за регулисање протока из бунара.

Поред самих бунара, многи помоћни објекти насељавају нафтно или гасно поље. Процесна опрема за предобраду нафте или гаса захтева одређени број вентила. Ови вентили су обично угљенични челик намењен нижим класама.

Повремено је у току сирове нафте присутна високо корозивна течност - водоник-сулфид. Овај материјал, који се назива и кисели гас, може бити смртоносан. Да би се победили изазови киселог гаса, морају се следити посебни материјали или технике обраде материјала у складу са међународном класификацијом НАЦЕ МР0175.

ОФФСХОРЕ ИНДУСТРИЈА
Цевни системи за нафтне платформе на мору и производне погоне садрже мноштво вентила израђених по многим различитим спецификацијама за бављење широким спектром изазова у контроли протока. Ови објекти такође садрже разне петље система управљања и уређаје за растерећење притиска.

За постројења за производњу нафте, артеријско срце је стварни систем цевовода за опорабу нафте или гаса. Иако не увек на самој платформи, многи производни системи користе јелке и системе цевовода који раде у негостољубивим дубинама од 10.000 стопа или више. Ова производна опрема изграђена је према многим захтевим стандардима Америчког нафтног института (АПИ) и на њу се позива у неколико АПИ препоручених пракси (РП).

На већини великих нафтних платформи, додатни процеси се примењују на сирову течност која долази из ушћа бушотине. То укључује одвајање воде од угљоводоника и одвајање гаса и течности природног гаса од струје флуида. Ови цевоводни системи после божићног дрвца углавном се граде према кодовима цевовода Америчког друштва машинских инжењера Б31.3 са вентилима дизајнираним у складу са спецификацијама АПИ вентила као што су АПИ 594, АПИ 600, АПИ 602, АПИ 608 и АПИ 609.

Неки од ових система могу такође садржати АПИ 6Д запорне, кугличне и неповратне вентиле. Будући да су било који цевоводи на платформи или броду за бушење унутар објекта, строги захтеви за употребу АПИ 6Д вентила за цевоводе не важе. Иако се у овим системима цевовода користи више типова вентила, одабрани тип вентила је кугласти вентил.

ЦЕВОВОДИ
Иако је већина цевовода скривена од погледа, њихово присуство је обично евидентно. Мали натписи на којима стоји „нафтовод“ су један од очигледних показатеља присутности цевовода подземног транспорта. Ови цевоводи су опремљени многим важним вентилима дуж целе дужине. Зауставни вентили за случај нужде налазе се у интервалима како је одређено стандардима, кодексима и законима. Ови вентили служе виталној служби изолације дела цевовода у случају цурења или када је потребно одржавање.

Дуж трасе цевовода такође су раштркани објекти где линија излази из земље и доступан је приступ линији. Ове станице су дом опреме за лансирање „свиња“, која се састоји од уређаја уметнутих у цевоводе или за преглед или чишћење линије. Ове станице за лансирање свиња обично садрже неколико вентила, било врата или куглице. Сви вентили на систему цевовода морају имати пуни отвор (пун отвор) како би се омогућио пролаз свиња.

Цевоводима је такође потребна енергија за борбу против трења цевовода и одржавање притиска и протока линије. Користе се компресорске или црпне станице које изгледају као мале верзије процесног постројења без високих кула за пуцање. Ове станице су дом за десетине запорних, кугластих и неповратних вентила.
Сами цевоводи су пројектовани у складу са различитим стандардима и кодовима, док вентили цевовода следе АПИ 6Д цевоводне вентиле.
Постоје и мањи цевоводи који се уливају у куће и комерцијалне објекте. Ови водови пружају воду и гас и заштићени су запорним вентилима.
Велике општине, посебно у северном делу Сједињених Држава, обезбеђују пару за потребе грејања комерцијалних купаца. Ови водови за довод паре опремљени су разним вентилима за контролу и регулацију довода паре. Иако је течност пара, притисци и температуре су нижи од оних који се налазе у производњи паре у електранама. У овој услузи се користе разни типови вентила, иако је часни чеп вентил и даље популаран избор.

РАФИНЕРИЈА И ПЕТРОХЕМИЈА
Рафинеријски вентили чине индустријску употребу вентила више него било који други сегмент вентила. Рафинерије су дом и корозивним течностима, ау неким случајевима и високим температурама.
Ови фактори диктирају како се вентили граде у складу са спецификацијама дизајна АПИ вентила, као што су АПИ 600 (засуни), АПИ 608 (кугласти вентили) и АПИ 594 (неповратни вентили). Због оштре услуге коју имају многи од ових вентила, често је потребна додатна дозвола за корозију. Овај додатак се манифестује кроз веће дебљине зидова који су наведени у АПИ пројектним документима.

Практично сваки већи тип вентила може се наћи у изобиљу у типичној великој рафинерији. Свеприсутни запорни вентил и даље је краљ брда са највећом популацијом, али вентили са четвртим окретом узимају све већи удео на тржишту. Производи од четвртине окрета који се успешно пробијају у овој индустрији (којом су некада такође доминирали линеарни производи) укључују лептирне вентиле високих перформанси са троструким померањем и кугличне вентиле са металним седиштем.

Стандардни запорни вентили, глобус и неповратни вентили и даље се налазе масовно и због срчаности њиховог дизајна и економичности производње неће ускоро нестати.
Оцене притиска за рафинеријске вентиле крећу се од класе 150 до класе 1500, а класа 300 је најпопуларнија.
Обични угљенични челици, попут ВЦБ (ливени) и А-105 (ковани), најпопуларнији су материјали који су наведени и користе се у вентилима за рафинеријске услуге. Многе примене у процесима рафинирања померају горње температурне границе обичних угљеничних челика, а легуре више температуре су одређене за ове примене. Најпопуларнији од њих су хром / моли челици као што су 1-1 / 4% Цр, 2-1 / 4% Цр, 5% Цр и 9% Цр. Нерђајући челици и легуре са високим никлом такође се користе у неким посебно оштрим процесима рафинирања.

sdagag

ХЕМИЈСКИ
Хемијска индустрија је велики корисник вентила свих врста и материјала. Од малих шаржних постројења до огромних петрохемијских комплекса који се налазе на обали Мексичког залива, вентили су огроман део система цевовода за хемијске процесе.

Већина примена у хемијским процесима је нижег притиска од многих процеса прераде и производње електричне енергије. Најпопуларније класе притиска за вентиле и цевоводе хемијских постројења су класе 150 и 300. Хемијска постројења су такође највећи покретач преузимања удела на тржишту јер су се кугласти вентили рвали од линеарних вентила током последњих 40 година. Куглични вентил са еластичним седиштем, са својим затварањем без нуле, савршено одговара многим апликацијама хемијских постројења. Компактна величина кугличног вентила је такође популарна карактеристика.
Још увек постоје нека хемијска постројења и биљни процеси где се преферирају линеарни вентили. У тим случајевима су популарни вентили дизајнирани за АПИ 603, са тањим зидовима и мањим теговима, обично изабрани запорни или глобус вентил. Контрола неких хемикалија такође се ефикасно остварује помоћу мембранских или стезних вентила.
Због корозивне природе многих хемикалија и процеса производње хемикалија, избор материјала је пресудан. Дефацто материјал је аустенитни нерђајући челик 316 / 316Л. Овај материјал добро делује у борби против корозије из мноштва понекад гадних течности.

За неке тврђе корозивне примене потребна је већа заштита. У овим ситуацијама се често бирају друге врсте аустенитног нерђајућег челика високих перформанси, попут 317, 347 и 321. Остале легуре које се с времена на време користе за контролу хемијских течности укључују Монел, Легура 20, Инцонел и 17-4 ПХ.

ОДВОЈЕЊЕ ЛНГ-а И ГАСА
И течни природни гас (ЛНГ) и процеси потребни за одвајање гаса ослањају се на опсежне цјевоводе. За ове примене потребни су вентили који могу радити на врло ниским криогеним температурама. Индустрија ЛНГ-а, која брзо расте у Сједињеним Државама, непрекидно тражи надоградњу и побољшање процеса укапљивања гаса. У том циљу су цевоводи и вентили постали много већи и повећани су захтеви за притиском.

Ова ситуација је захтевала од произвођача вентила да развију дизајне који ће задовољити чвршће параметре. Четвртокретни куглични и лептир вентили су популарни за ЛНГ услуге, са најпопуларнијим материјалом од нерђајућег челика 316сс. АНСИ класа 600 је уобичајена горња тачка притиска за већину примена ЛНГ-а. Иако су производи са четвртим окретом најпопуларнији типови вентила, запорни, глобус и неповратни вентили могу се наћи и у погонима.

Услуга одвајања гаса подразумева поделу гаса на његове појединачне основне елементе. На пример, методе одвајања ваздуха дају азот, кисеоник, хелијум и друге гасове у траговима. Природа процеса на врло ниским температурама значи да је потребно много криогених вентила.

Постројења за одвајање ЛНГ-а и гаса имају вентиле са ниском температуром који морају да остану у функцији у овим криогеним условима. То значи да систем паковања вентила мора бити подигнут даље од нискотемпературне течности употребом гаса или кондензационе колоне. Овај стуб гаса спречава да течност формира ледену куглу око места паковања, што би спречило окретање или подизање стабла вентила.

dsfsg

ПОСЛОВНЕ ЗГРАДЕ
Комерцијалне зграде нас окружују, али уколико не будемо помно пазили док су изграђене, немамо појма о мноштву флуидних артерија скривених унутар њихових зидова од зиданих, стаклених и металних.

Заједнички именитељ у готово свакој згради је вода. Све ове структуре садрже низ цевовода који носе многе комбинације једињења водоник / кисеоник у облику течности за пиће, отпадне воде, топле воде, сиве воде и заштите од пожара.

Са становишта опстанка зграде, противпожарни системи су најкритичнији. Заштита од пожара у зградама се готово универзално напаја и пуни чистом водом. Да би системи противпожарне воде били ефикасни, морају бити поуздани, имати довољан притисак и бити на погодном месту у целој структури. Ови системи су дизајнирани за аутоматско напајање у случају пожара.
Високе зграде захтевају исти сервис притиска воде на горњим спратовима као и доњи, па пумпе високог притиска и цевоводи морају да се користе да би се вода подигла према горе. Цевни системи су обично класе 300 или 600, у зависности од висине зграде. Све врсте вентила се користе у овим применама; међутим, дизајн вентила мора одобрити Ундервритерс Лабораториес или Фацтори Мутуал за главну ватрогасну службу.

Исте класе и типови вентила који се користе за протупожарне вентиле користе се за дистрибуцију питке воде, иако поступак одобравања није тако строг.
Комерцијални клима уређаји који се налазе у великим пословним структурама, попут пословних зграда, хотела и болница, обично су централизовани. Имају велику расхладну јединицу или котао за хлађење или загревање течности која се користи за пренос хладне или високе температуре. Ови системи често морају руковати расхладним средствима као што је Р-134а, хидро-флуороугљеник или, у случају већих система грејања, паром. Због компактне величине лептирастих и кугличних вентила, ови типови су постали популарни у системима за хлађење и грејање.

На парној страни, неки четвороокретни вентили су се пробили у употребу, али се многи водоводни инжењери и даље ослањају на линеарне запорне и глобусне вентиле, посебно ако цевоводи захтевају крајеве за заваривање. За ове умерене примене паре, челик је заузео место ливеног гвожђа због заварљивости челика.

Неки системи грејања користе топлу воду уместо паре као течност за пренос. Ови системи се добро служе бронзаним или гвозденим вентилима. Куглични и лептир вентили са четвртокретним еластичним седиштем веома су популарни, мада се и даље користе неки линеарни дизајни.

ЗАКЉУЧАК
Иако докази о примени вентила који се помињу у овом чланку можда неће бити видљиви током путовања у Старбуцкс или код баке, неки врло важни вентили су увек у близини. Постоје чак и вентили у мотору аутомобила који се користе за долазак на она места попут оних у карбуратору која контролишу проток горива у мотор и оних у мотору који контролишу проток бензина у клипове и поново. А ако ти вентили нису довољно близу нашем свакодневном животу, размотрите реалност да наша срца редовно куцају кроз четири витална уређаја за контролу протока.

Ово је само још један пример стварности која каже: вентили су заиста свуда. ВМ
Део ИИ овог чланка покрива додатне индустрије у којима се користе вентили. Идите на ввв.валвемагазине.цом да бисте прочитали о целулози и папиру, поморским апликацијама, бранама и хидроелектричној енергији, соларној енергији, гвожђу и челику, ваздухопловству, геотермалној индустрији и пиварској индустрији и дестилацији.

ГРЕГ ЈОХНСОН је председник Унитед Валве-а (ввв.унитедвалве.цом) у Хјустону. Уредник је часописа ВАЛВЕ Магазин, бивши председник Савета за поправку вентила и тренутни члан одбора ВРЦ. Такође је члан ВМА-овог Одбора за образовање и обуку, потпредседник је ВМА-овог Одбора за комуникације и бивши је председник удружења произвођача за стандардизацију. 


Време објављивања: 29. септембар 2020

Апликација

Underground pipeline

Подземни цевовод

Irrigation System

Систем за наводњавање

Water Supply System

Систем водоснабдевања

Equipment supplies

Опрема за опрему