Augstas veiktspējas dubultie ekscentriskie tauriņvārsti: ugunsdrošības un nulles noplūdes nodrošināšana sarežģītās procesa līnijās

Ievads

Mūsdienu ķīmiskajā pārstrādē, naftas un gāzes pārstrādē, kā arī smagās rūpniecības cauruļvadu tīklos pieprasījums pēc kompaktiem, viegliem izolācijas vārstiem ir izraisījis būtiskas izmaiņas specifikācijās. Vārtu vārsti un lodveida vārsti jau sen ir bijusi noklusējuma izvēle hermētiskai noslēgšanai, taču to svars, apvalka izmērs un aktivizēšanas izmaksas lielākos diametros rada reālus ekonomiskus šķēršļus. Nozares reakcija ir bijusiaugstas veiktspējas tauriņvārsts.

Starp tiem,dubults ekscentrisks tauriņvārsts— saukts arī par dubultās nobīdes tauriņvārstu — ir kļuvis par inženiertehnisko standartu lietojumos, kas saistīti ar paaugstinātu spiedienu, ekstremālām temperatūrām un gaistošiem materiāliem. Izmantojot to bīstamās ogļūdeņražu vidēs, pārbaudāmas ugunsdrošas blīvēšanas tehnoloģijas integrēšana nav izvēles iespēja; tā ir atbilstības prasība, kuras mērķis ir aizsargāt personālu un novērst katastrofālus negadījumus naftas pārstrādes rūpnīcās.

1. Dubultās nobīdes ģeometrija

Standarta koncentriskie tauriņvārsti, kuros vārpsta iet tieši caur diska un ligzdas centru, cieš no nepārtraukta, augstas berzes kontakta visā 90° rotācijas laikā. Tas noved pie ātra ligzdas nodiluma, lokāliem plīsumiem un palielināta darba griezes momenta.

Divkārši ekscentriskais tauriņvārsts risina šo berzes problēmu, izmantojot divas atšķirīgas ģeometriskas nobīdes:

Pirmā nobīdeVārpsta ir novietota aiz vārsta ligzdas blīvēšanas plaknes. Tas ļauj diskam nepārtraukti blīvēties visā 360° robežā.

Otrais nobīdeVārpsta ir nobīdīta sāniski no caurules urbuma centra līnijas.

Keminga efekts

Apvienojumā šīs divas nobīdes rada to, ko inženieri dēvē par izciļņa darbību. Kad vārsts sāk atvērties, disks paceļas no ligzdas pirmā 1° līdz 3° rotācijas laikā. Aptuveni 95% no vārsta gājiena starp disku un ligzdu praktiski nav saskares. Berze tiek samazināta līdz minimumam, darba griezes moments tiek samazināts un mīksto elastomēru vai polimēru ligzdu, piemēram, PTFE un RTFE, kalpošanas laiks tiek ievērojami pagarināts.

Lauka dati liecina, ka pareizi uzturēti dubultie ekscentriskie tauriņvārsti mērena spiediena pielietojumos bieži vien sasniedz 15 līdz 20 gadu kalpošanas laiku, dažiem modeļiem pārsniedzot 1 miljonu darba ciklu. Berzes samazināšanās nozīmē arī retāku apkopes biežumu — vārsta ligzdas kalpošanas laiks parasti ir trīs līdz piecas reizes ilgāks nekā viena ekscentra konstrukcijām.

2. Ugunsdrošs sēdekļu dizains

Naftas un ķīmiskās pārstrādes rūpnīcās cauruļvadu komponentiem ir jāsaglabā hermētiskums pat pilnībā izcēlušās rūpnīcas ugunsgrēka gadījumā. Lai sasniegtu patiesi ugunsdrošu statusu, ir nepieciešama augsti specializēta divu vārstu konfigurācija.

Ugunsdrošā vāka konstrukcijā ir iekļauti divi secīgi darbojošies blīvēšanas elementi:

Normāla darbība (dominējošais mīkstais blīvējums):

Standarta ekspluatācijas apstākļos elastīgs PTFE, RTFE vai Devlon ligzda kalpo kā galvenais blīvējuma elements, kas pilnībā saslēdzas ar diska malu, lai nodrošinātu hermētisku noslēgšanu saskaņā ar API 598 vai ISO 5208 A klases prasībām. Šajā režīmā vārsts sasniedz nulles noplūdes veiktspēju.

Uguns iedarbība (metāla blīvējuma aizvēršanās):

Kad ugunsgrēka laikā apkārtējās vides temperatūra pārsniedz aptuveni 540 °C (1000 °F), primārais mīkstais blīvējums mīkstina, sadalās un galu galā izdeg. Šajā brīdī iepriekš noslogots sekundārais metāla blīvējums, kas parasti ir izgatavots no Inconel 718 vai 625 tērauda, ​​līnijas spiediena ietekmē deformējas un noblīvējas pret diska malu, izveidojot metāla-metāla barjeru. Dažās konstrukcijās tiek izmantots RPTFE primārais blīvējums ar Inconel 625 dublējumu, kas atbilst API 607 ​​6. izdevumam.

Šī sekundārā metāla-metāla barjera nodrošina atbilstību stingriem ugunsdrošības testēšanas standartiem, tostarp API 607 ​​un ISO 10497 (agrāk BS 6755 2. daļa). API 607 ​​pieprasa, lai ugunsdrošības testa laikā vārsts tiktu cikliski darbināts (atvērts un aizvērts), lai pārliecinātos, ka mehānisms paliek funkcionāls, atrodoties liesmās. Testa laikā vārsts tiek pakļauts 750–1000 °C temperatūrai 30 minūtes, un gan ugunsgrēka iedarbībai, gan atdzišanas fāzei pēc ugunsgrēka ir noteiktas noplūdes robežas.

Jāatzīmē, ka ugunsdrošības sertifikācija attiecas uz vārsta konstrukciju, nevis uz atsevišķiem vārstiem. Kad konstrukcija iztur API 607 ​​testu, visi šīs konstrukciju saimes vārsti tiek sertificēti bez individuālas ugunsdrošības pārbaudes.

3. Augstas veiktspējas un standarta koncentriskie tauriņvārsti

Iepirkumu vadītāji, kas novērtē komunālo pakalpojumu izkārtojumu, dažkārt rodas kārdinājums norādīt budžetam draudzīgus koncentriskus tauriņvārstus. Tomēr augstspiediena, intensīvas ekspluatācijas cauruļvadiem ir nepieciešama augstas veiktspējas tauriņvārsta mehāniskā izturība.

API 641, kas pirmo reizi tika publicēts 2016. gadā, regulē difūzo emisiju testēšanu ceturtdaļpagrieziena vārstiem, tostarp tauriņvārstiem, lodveida vārstiem un aizbāžņvārstiem. Tas paredz 610 mehāniskos ciklus un trīs termiskos ciklus, veicot gan dinamiskus, gan statiskus mērījumus.

4. Izpildmehānisma izmēri un izmaksu ietekme

Tā kā dubultās nobīdes ģeometrija novērš koncentriskām konstrukcijām raksturīgo berzes pretestību, tā būtiski maina vārsta griezes momenta profilu.

Divkāršā ekscentriskā tauriņvārstā maksimālais griezes moments rodas tikai pēdējos 5° aizvēršanās leņķos — to inženieri sauc parsēdekļa griezes momentsKustības griezes moments — spēks, kas nepieciešams, lai pārvietotu disku atlikušajā rotācijas laikā — ir ārkārtīgi zems.

Automatizētām cilpām šis griezes momenta profils sniedz ievērojamas ekonomiskas priekšrocības:

• Mazāki izpildmehānismiPneimatisko izpildmehānismu vai elektrisko daudzgriezienu motoru izmērus var samazināt par 20–35 % salīdzinājumā ar lodveida vārstu vai slikti specifikētu koncentrisko vārstu. Daži avoti ziņo, ka griezes momenta prasības ir par 30–50 % zemākas nekā viduslīnijas tauriņvārstiem.

•Samazināts pēdas nospiedumsMazāki izpildmehānismi tieši nozīmē vieglāku balstu svaru un zemākas cauruļu statņu konstrukcijas atbalsta izmaksas.

•Zemāks enerģijas patēriņšPneimatiskajiem atsperes atgriešanas izpildmehānismiem ir nepieciešams mazāks vadības gaisa apjoms, tādējādi samazinot kopējo slodzi kompresoru stacijās.

Praktiska vadlīnija izpildmehānisma izvēlei: ja vārsta nepieciešamais griezes moments ir 80 Nm, izpildmehānisma izmēri jāizvēlas 100 Nm vai lielāki, piemērojot drošības koeficientu. Divkārši ekscentrisku konstrukciju zemā griezes momenta raksturlielumi nozīmē, ka šo drošības koeficientu bieži var piemērot mazākai bāzes līnijai, nekā tas būtu nepieciešams koncentriskam vārstam.

5. Materiālu izvēles un pielietojuma apsvērumi

Dubultā ekscentriskā tauriņvārsta daudzpusība aptver plašu ekspluatācijas apstākļu klāstu, ja vien materiāli ir izvēlēti atbilstoši.

Korpusa materiāli:

Izplatītākās iespējas ir kaļamais čuguns, lietais tērauds (WCB) un nerūsējošais tērauds (CF8M). Agresīvām ķīmiskām vielām un jūras ūdens apstrādei ir pieejami superdupleksa un niķeļa sakausējumi.

Sēdvietu iespējas:

Mīkstie ligzdas (PTFE, RTFE, Devlon) nodrošina hermētisku noslēgšanu vispārējiem procesiem. Metāla ligzdas (Inconel, Stellite) paplašina temperatūras izturību līdz 600 °C un ir ugunsdrošas.

Disku materiāli:

Iespējas ir dažādas, sākot no epoksīda pārklājuma kaļamā čuguna līdz SS304, SS316 un dupleksa tēraudam.

Abrazīvu suspensiju, piemēram, kalnrūpniecības atkritumu, pelnu vai boksīta, apstrādei dubulti ekscentriski vārsti piedāvā priekšrocības salīdzinājumā ar koncentriskiem vārstiem, jo ​​diska sadales vārpstas darbība aizslauka vielu prom no blīvējuma saskarnes, samazinot daļiņu iesprūšanu un ligzdas bojājumus. Kriogēnas sašķidrinātās dabasgāzes (LNG) pielietojumos īpaši apstrādāti materiāli un dziļās dzesēšanas procesi nodrošina drošu darbību līdz −196 °C.

Sadarbība ar Jaundienvidvelsu: Inženierzinātņu pārliecība

Neatkarīgi no tā, vai projektējat naftas ķīmijas pārstrādes rūpnīcu, naftas urbšanas platformu jūrā vai kritisku ķīmiskās pārstrādes iekārtu, pareizās vārsta specifikācijas izvēle nosaka iekārtas ilgtermiņa darbības laiku un drošības veiktspēju.

Uzņēmumā NSW VALVE COMPANY (nswvalve.com), mēs ražojam API 607 ​​sertificētus, ugunsdrošus, dubultos ekscentriskos tauriņvārstus, kas izstrādāti vissarežģītākajiem rūpnīcas apstākļiem. Mūsu ISO standartiem atbilstošās ražotnēs tiek izmantota stingra pozitīva materiāla identifikācija (PMI), nesagraujošā pārbaude (NDE) un precīza CNC apstrāde, lai piegādātu vārstus ar nulles noplūdes veiktspēju, samazinātu darba griezes momentu un pilnīgu metalurģisko izsekojamību.

Mēs piedāvājam dažādas sēdekļu konfigurācijas — ar mīkstu sēdekli hermētiskai noslēgšanai, ugunsdrošu ogļūdeņražu apkalpošanai un ar metāla sēdekli augstas temperatūras pielietojumiem — visas ir pieejamas ar manuālu, zobratu, pneimatisko vai elektrisko piedziņu.

Sazinieties ar mūsu inženieru komandu, izmantojotnswvalve.comjau šodien, lai iesniegtu savas datu lapas, apspriestu pielāgotas sakausējumu konfigurācijas (piemēram, Super Duplex vai Monel) vai pieprasītu mūsu oficiālos API 607 ​​testa pārskatus.

Tehniskās atsauces

•API 607Ceturtdaļpagrieziena vārstu un vārstu, kas aprīkoti ar nemetāliskiem ligzdām, ugunsdrošības pārbaude

•API 609Tauriņvārsti: ar dubultatloku, ar uzgali un plāksnīšu tipa

•API 641Difūzo emisiju testēšana ceturtdaļpagrieziena vārstiem

•ISO 10497Vārstu ugunsdrošības tipa testēšanas prasības

•ISO 15848-1Rūpnieciskie vārsti — difūzo emisiju mērīšanas, testēšanas un kvalificēšanas procedūras

•ASME B16.34Vārsti — atloka, vītņoti un metināmi