Missä venttiilejä käytetään

Missä venttiilejä käytetään: kaikkialla!

8. marraskuuta 2017, kirjoittanut Greg Johnson

Venttiilejä löytyy melkein mistä tahansa: kodeistamme, kadun alta, liikerakennuksista ja tuhansista paikoista voimalaitoksissa, paperitehtaissa, jalostamoissa, kemiantehdasissa ja muissa teollisuus- ja infrastruktuurilaitoksissa.
Venttiiliteollisuus on todella laajarintinen, ja segmentit vaihtelevat vedenjakelusta ydinvoimaan ylävirtaan ja loppupään öljyyn ja kaasuun. Kukin näistä loppukäyttäjäteollisuuksista käyttää joitain perustyyppisiä venttiilejä; rakentamisen yksityiskohdat ja materiaalit ovat kuitenkin usein hyvin erilaisia. Tässä on otos:

VESITYÖT
Veden jakautumisen maailmassa paineet ovat melkein aina suhteellisen alhaiset ja lämpötilat ympäröivät. Nämä kaksi sovellustietoa sallivat joukon venttiilien suunnitteluelementtejä, joita ei löydy haastavammista laitteista, kuten korkean lämpötilan höyryventtiileistä. Vesipalvelun ympäristön lämpötila sallii muualle sopimattomien elastomeerien ja kumitiivisteiden käytön. Nämä pehmeät materiaalit mahdollistavat vesiventtiilien varustamisen tiiviisti tippumisen estämiseksi.

Toinen näkökohta vesihuoltoventtiileissä on valinta rakennusmateriaaleissa. Valu- ja pallografiittirautoja käytetään laajasti vesijärjestelmissä, erityisesti suurissa ulkohalkaisijaltaan olevissa viivoissa. Hyvin pieniä viivoja voidaan käsitellä melko hyvin pronssiventtiilimateriaaleilla.

Paineet, jotka useimmat vesilaitoksen venttiilit näkevät, ovat yleensä selvästi alle 200 psi. Tämä tarkoittaa, että paksuseinämisiä korkeapainemalleja ei tarvita. Tästä huolimatta joissakin tapauksissa vesiventtiilit on rakennettu käsittelemään suurempia paineita, jopa noin 300 psi. Nämä sovellukset ovat yleensä pitkillä vesijohdoilla lähellä painelähdettä. Joskus korkeamman paineen vesiventtiilejä löytyy myös korkean paineen korkeimmista paineista.

American Water Works Association (AWWA) on julkaissut eritelmät, jotka kattavat monia erityyppisiä venttiilejä ja toimilaitteita, joita käytetään vesilaitossovelluksissa.

JÄTEVEDET
Laitokseen tai rakenteeseen menevän makean juomaveden kääntöpuoli on jätevesi tai viemäri. Nämä linjat keräävät kaikki jätevedet ja kiinteät aineet ja ohjaavat ne jätevedenpuhdistamoon. Näissä puhdistamoissa on paljon matalapaineputkistoja ja venttiilejä "lian työnsä" suorittamiseksi. Jäteveden venttiilejä koskevat vaatimukset ovat monissa tapauksissa paljon lievempiä kuin puhtaan veden palvelua koskevat vaatimukset. Rautaportti ja takaiskuventtiilit ovat suosituimpia valintoja tämän tyyppisessä palvelussa. Tämän palvelun vakioventtiilit on rakennettu AWWA-määritysten mukaisesti.

VOIMATEOLLISUUS
Suurin osa Yhdysvalloissa tuotetusta sähköstä tuotetaan höyrylaitoksissa, joissa käytetään fossiilisia polttoaineita ja nopeita turbiineja. Nykyaikaisen voimalaitoksen kannen irtoaminen antaisi kuvan korkeapaineisista ja korkean lämpötilan putkistoista. Nämä päälinjat ovat kriittisimmät höyryntuotantoprosessissa.

Luistiventtiilit ovat edelleen tärkein valinta voimalaitoksen on / off-sovelluksissa, vaikka löytyy myös erikoiskäyttöisiä Y-kuvion maapalloventtiilejä. Suorituskykyiset, kriittisen huollon omaavat palloventtiilit ovat saamassa suosiota joidenkin voimalaitossuunnittelijoiden keskuudessa ja etenevät tuolla aikoinaan lineaarisesti venttiilejä hallitsevalla maailmassa.

Metallurgia on kriittinen sähkösovellusten venttiileille, etenkin niille, jotka toimivat ylikriittisillä tai erittäin ylikriittisillä toiminta-alueilla paineessa ja lämpötilassa. F91, F92, C12A sekä useita Inconel- ja ruostumattomasta teräksestä valmistettuja seoksia käytetään yleisesti nykypäivän voimalaitoksissa. Paineluokitukseen kuuluvat 1500, 2500 ja joissakin tapauksissa 4500. Huippuvoimalaitosten (vain tarpeiden mukaan toimivien) moduloiva luonne asettaa myös valtavan rasituksen venttiileille ja putkistoille, mikä vaatii vankkoja rakenteita pyöräilyn, lämpötilan ja lämpötilan äärimmäisen yhdistelmän käsittelemiseksi. paine.
Päähöyryventtiilien lisäksi voimalaitoksissa on lisäputkistoja, joissa on lukemattomia portti-, maapallo-, tarkistus-, läppäventtiileitä ja palloventtiilejä.

Ydinvoimalaitokset toimivat samalla höyry / nopea turbiiniperiaatteella. Ensisijainen ero on se, että ydinvoimalassa höyry syntyy fissioprosessin lämmön avulla. Ydinvoimalaitoksen venttiilit ovat samanlaisia ​​kuin fossiilisilla serkkuillaan, lukuun ottamatta sukutaulua ja täydellistä luotettavuutta. Ydinventtiilejä valmistetaan erittäin korkeiden standardien mukaisesti, ja pätevöinti- ja tarkastusasiakirjat täyttävät satoja sivuja.

imng

ÖLJYN JA KAASUN TUOTANTO
Öljy- ja kaasukaivot ja tuotantolaitokset käyttävät paljon venttiilejä, mukaan lukien monet raskaat venttiilit. Vaikka satoja jalkoja ilmassa spewing-öljyä ei enää tapahdu, kuva havainnollistaa maanalaisen öljyn ja kaasun mahdollista painetta. Siksi kaivon päät tai joulukuusi asetetaan kaivon pitkän putkijonon yläosaan. Nämä kokoonpanot, niiden venttiilien ja erikoisliittimien yhdistelmällä, on suunniteltu käsittelemään yli 10000 psi: n paineita. Vaikka maalla kaivettuihin kaivoihin löytyy nykyään harvoin, äärimmäiset korkeat paineet löytyvät usein syvistä offshore-kaivoista.

Kaivopään laitteiden suunnittelu kuuluu API-spesifikaatioihin, kuten 6A, Wellhead- ja Christmas Tree Equipment -määritykset. Kohdassa 6A tarkoitetut venttiilit on suunniteltu erittäin korkeisiin paineisiin, mutta vaatimattomiin lämpötiloihin. Useimmissa joulukuissa on porttiventtiilejä ja erityisiä maapalloventtiilejä, joita kutsutaan kuristimiksi. Kuristimia käytetään säätämään virtausta kaivosta.

Kaivonpäiden lisäksi öljy- tai kaasukentällä on paljon lisälaitoksia. Prosessilaitteet öljyn tai kaasun esikäsittelyyn edellyttävät useita venttiilejä. Nämä venttiilit ovat yleensä hiiliterästä luokiteltu alemmille luokille.

Toisinaan raakaöljyvirrassa on erittäin syövyttävää nestettä - rikkivetyä. Tämä materiaali, jota kutsutaan myös hapan kaasuksi, voi olla tappavaa. Hapan kaasun haasteiden voittamiseksi on noudatettava NACE: n kansainvälisen spesifikaation MR0175 mukaisia ​​erikoismateriaaleja tai materiaalinkäsittelytekniikoita.

OFFSHORE-TEOLLISUUS
Offshore-öljynporauslauttojen ja tuotantolaitosten putkistojärjestelmät sisältävät lukuisia venttiilejä, jotka on rakennettu monille erilaisille spesifikaatioille käsittelemään erilaisia ​​virtauksen hallinnan haasteita. Nämä tilat sisältävät myös erilaisia ​​ohjausjärjestelmän silmukoita ja paineenrajoituslaitteita.

Öljyntuotantolaitoksissa valtimon sydän on todellinen öljyn tai kaasun talteenottoputkisto. Vaikka ne eivät aina ole itse alustalla, monissa tuotantojärjestelmissä käytetään joulukuusi ja putkijärjestelmiä, jotka toimivat epämiellyttävissä 10000 jalan tai enemmän syvyydessä. Tämä tuotantolaite on rakennettu monien tiukkojen American Petroleum Institute (API) -standardien mukaan ja viitattu useisiin API-suositeltuihin käytäntöihin (RP).

Useimmissa suurissa öljyalustoissa lisätupoja käytetään kaivonpäästä tulevaan raaka-aineeseen. Näitä ovat veden erottaminen hiilivedyistä ja kaasun ja maakaasunesteiden erottaminen nestevirrasta. Nämä joulukuusi jälkeiset putkistojärjestelmät on yleensä rakennettu American Society of Mechanical Engineers B31.3 -putkikoodeille venttiileillä, jotka on suunniteltu API-venttiilimääritysten, kuten API 594, API 600, API 602, API 608 ja API 609, mukaisesti.

Jotkut näistä järjestelmistä saattavat sisältää myös API 6D -portti-, pallo- ja takaiskuventtiilejä. Koska lautan tai porausaluksen putkilinjat ovat laitoksen sisäisiä, API 6D -venttiilien käyttöä putkilinjoissa koskevia tiukkoja vaatimuksia ei sovelleta. Vaikka näissä putkistoissa käytetään useita venttiilityyppejä, venttiilityyppi on palloventtiili.

Putket
Vaikka suurin osa putkilinjoista on piilossa näkyvistä, niiden läsnäolo on yleensä ilmeistä. Pienet kyltit, joissa lukee "öljyputki", ovat yksi ilmeinen osoitus maanalaisten kuljetusputkien olemassaolosta. Nämä putkistot on varustettu monilla tärkeillä venttiileillä koko pituudeltaan. Putkilinjan hätäsulkuventtiilit löytyvät standardien, säännösten ja lakien määrittelemin välein. Nämä venttiilit palvelevat tärkeätä palvelua putkilinjan osan eristämisessä vuotojen tai huollon yhteydessä.

Putkilinjan varrella on myös hajallaan tiloja, joissa johto nousee maasta ja linja on käytettävissä. Nämä asemat ovat koti sika-laukaisulaitteille, jotka koostuvat putkistoon asetetuista laitteista joko linjan tarkastamiseksi tai puhdistamiseksi. Nämä sikojen laukaisuasemat sisältävät yleensä useita venttiilejä, joko portti- tai pallotyyppisiä. Kaikkien putkijärjestelmän venttiilien on oltava täysaukkoisia (täysin aukkoja) sikojen kulkemisen mahdollistamiseksi.

Putkilinjat tarvitsevat myös energiaa putkiston kitkan torjumiseksi ja putken paineen ja virtauksen ylläpitämiseksi. Käytetään kompressoria tai pumppaamoja, jotka näyttävät prosessilaitoksen pieniltä versioilta ilman korkeita murtumistorneja. Näillä asemilla on kymmeniä portti-, pallo- ja tarkistusputkiventtiilejä.
Putkilinjat itse suunnitellaan erilaisten standardien ja koodien mukaisesti, kun taas putkilinjan venttiilit seuraavat API 6D -putkiventtiilejä.
On myös pienempiä putkistoja, jotka syöttävät taloja ja liikerakennuksia. Nämä putket tuottavat vettä ja kaasua, ja niitä suojataan sulkuventtiileillä.
Suuret kunnat, erityisesti Yhdysvaltojen pohjoisosassa, tarjoavat höyryä kaupallisten asiakkaiden lämmitystarpeisiin. Nämä höyryn syöttölinjat on varustettu erilaisilla venttiileillä höyryn syötön ohjaamiseksi ja säätämiseksi. Vaikka neste on höyryä, paineet ja lämpötilat ovat alhaisemmat kuin voimalaitoksen höyryntuotannossa. Tässä palvelussa käytetään erilaisia ​​venttiilityyppejä, vaikka kunnioitettava tulppaventtiili on edelleen suosittu valinta.

Jalostamot ja petrokemialliset
Jalostamoventtiilit käyttävät enemmän teollisuusventtiilejä kuin mikään muu venttiilisegmentti. Jalostamoissa on sekä syövyttäviä nesteitä että joissakin tapauksissa korkeita lämpötiloja.
Nämä tekijät määräävät, kuinka venttiilit rakennetaan API-venttiilien suunnittelumääritysten, kuten API 600 (sulkuventtiilit), API 608 (palloventtiilit) ja API 594 (takaiskuventtiilit) mukaisesti. Monien näiden venttiilien kovan huollon vuoksi tarvitaan usein ylimääräistä korroosiovaraa. Tämä päästö ilmenee suurempien seinäpaksuksien kautta, jotka on määritelty API-suunnitteluasiakirjoissa.

Lähes jokaista suurta venttiilityyppiä löytyy runsaasti tyypillisestä suuresta jalostamosta. Läsnä oleva porttiventtiili on edelleen suurimman väestön kukkulan kuningas, mutta neljänneskierrosventtiilit vievät yhä suuremman osan markkinaosuudestaan. Neljännesvuorokausituotteisiin, jotka ovat onnistuneet tunkeutumaan tälle teollisuudelle (jota hallitsivat myös kerran lineaariset tuotteet), ovat korkean suorituskyvyn kolminkertaiset offset-läppäventtiilit ja metalli-istukkaat palloventtiilit.

Vakio-portti-, maapallo- ja takaiskuventtiilejä löytyy edelleen massoittain, ja niiden suunnittelun ja valmistuksen taloudellisuuden vuoksi ne eivät häviä pian.
Jalostamoventtiilien paineluokat vaihtelevat luokasta 150 luokkaan 1500, suosituin luokka 300.
Tavalliset hiiliteräkset, kuten WCB (valettu) ja A-105 (taotut), ovat suosituimpia materiaaleja, jotka on määritelty ja käytetty venttiileissä jalostamon palveluja varten. Monet jalostusprosessisovellukset työntävät tavallisen hiiliteräksen yläraja-arvoja, ja korkeamman lämpötilan seokset on määritelty näihin sovelluksiin. Suosituimpia näistä ovat kromi / moly-teräkset, kuten 1-1 / 4% Cr, 2-1 / 4% Cr, 5% Cr ja 9% Cr. Ruostumattomia teräksiä ja korkea-nikkeliseoksia käytetään myös joissakin erityisen ankarissa jauhatusprosesseissa.

sdagag

KEMIALLISET
Kemianteollisuus on suuri kaikentyyppisten ja -materiaalisten venttiilien käyttäjä. Venttiilit ovat valtava osa kemiallisten prosessien putkistoja pienistä panoslaitoksista Persianlahden rannikolla sijaitseviin valtaviin petrokemian komplekseihin.

Useimmissa kemiallisten prosessien sovelluksissa paine on matalampi kuin monissa jalostusprosesseissa ja sähköntuotannossa. Kemian laitosventtiilien ja putkistojen suosituimmat paineluokat ovat luokat 150 ja 300. Kemian laitokset ovat myös olleet suurin veturi markkinaosuuden haltuunotossa, jonka palloventtiilit ovat painineet lineaarisista venttiileistä viimeisen 40 vuoden aikana. Joustavasti istuva palloventtiili, jossa ei ole vuotoja, sulkeutuu täydellisesti moniin kemianteollisuuden sovelluksiin. Palloventtiilin kompakti koko on myös suosittu ominaisuus.
On edelleen joitain kemiantehtaita ja laitosprosesseja, joissa lineaariset venttiilit ovat edullisia. Näissä tapauksissa suosittuja API 603 -suunniteltuja venttiilejä, ohuemmilla seinillä ja kevyemmillä painoilla, ovat yleensä valitsemasi portti- tai maaventtiili. Joitakin kemikaaleja hallitaan tehokkaasti myös kalvo- tai puristusventtiileillä.
Monien kemikaalien ja kemikaalien valmistusprosessien syövyttävän luonteen vuoksi materiaalin valinta on kriittinen. Defacto-materiaali on 316 / 316L-luokan austeniittista ruostumatonta terästä. Tämä materiaali toimii hyvin torjuakseen korroosiota joskus ilkeistä nesteistä.

Joissakin kovemmissa syövyttävissä sovelluksissa tarvitaan enemmän suojaa. Muut austeniittisen ruostumattoman teräksen korkealaatuiset lajit, kuten 317, 347 ja 321, valitaan usein näissä tilanteissa. Muita seoksia, joita käytetään ajoittain kemiallisten nesteiden hallintaan, ovat Monel, Alloy 20, Inconel ja 17-4 PH.

Nesteytetyn maakaasun ja kaasun erottaminen
Sekä nestemäinen maakaasu (LNG) että kaasujen erottamiseen tarvittavat prosessit perustuvat laajaan putkistoon. Nämä sovellukset edellyttävät venttiilejä, jotka voivat toimia hyvin matalissa kryogeenisissa lämpötiloissa. Yhdysvalloissa nopeasti kasvava LNG-teollisuus pyrkii jatkuvasti päivittämään ja parantamaan kaasun nesteyttämisprosessia. Tätä tarkoitusta varten putkistoista ja venttiileistä on tullut paljon suurempia ja painevaatimuksia on nostettu.

Tämä tilanne on vaatinut venttiilien valmistajia kehittämään suunnitelmia vastaamaan tiukempia parametreja. Neljännesvuoropuolen pallo- ja läppäventtiilit ovat suosittuja LNG-palveluissa, suosituin materiaali on 316ss [ruostumaton teräs]. ANSI-luokka 600 on tavallinen painekatto useimmille LNG-sovelluksille. Vaikka neljänneskierrostuotteet ovat suosituimpia venttiilityyppejä, myös laitoksista löytyy portti-, maapallo- ja takaiskuventtiilejä.

Kaasun erottamispalvelu sisältää kaasun jakamisen sen yksittäisiin perusosiin. Esimerkiksi ilmanerotusmenetelmillä saadaan typpeä, happea, heliumia ja muita hivekaasuja. Prosessin hyvin matalalämpötilainen luonne tarkoittaa, että tarvitaan monia kryogeenisiä venttiilejä.

Sekä LNG- että kaasunerotuslaitoksissa on matalan lämpötilan venttiilit, joiden on pysyttävä toiminnassa näissä kryogeenisissä olosuhteissa. Tämä tarkoittaa, että venttiilin tiivistysjärjestelmä on nostettava pois matalalämpötilaisesta nesteestä käyttämällä kaasu- tai lauhdutuspylvästä. Tämä kaasupylväs estää nestettä muodostamasta jääpalloa tiivistysalueen ympärille, mikä estää venttiilin varren kääntymästä tai nousemasta.

dsfsg

LIIKETOIMINNAT
Liikerakennukset ympäröivät meitä, mutta ellemme kiinnitä tarkkaa huomiota niiden rakentamisen yhteydessä, meillä ei ole juurikaan aavistustakaan niiden muuraus-, lasi- ja metalliseinien sisään piilotetuista valtimoista.

Lähes jokaisessa rakennuksessa yhteinen nimittäjä on vesi. Kaikki nämä rakenteet sisältävät erilaisia ​​putkistojärjestelmiä, jotka kuljettavat monia vety / happiyhdistelmän yhdistelmiä juotavien nesteiden, jäteveden, kuuman veden, harmaan veden ja palontorjunnan muodossa.

Rakennuksen selviytymisen kannalta palojärjestelmät ovat kriittisimmät. Rakennusten palosuojaus on lähes yleisesti syötetty ja täytetty puhtaalla vedellä. Jotta palojärjestelmät olisivat tehokkaita, niiden on oltava luotettavia, niillä on oltava riittävä paine ja niiden on oltava kätevästi koko rakennuksessa. Nämä järjestelmät on suunniteltu käynnistymään automaattisesti tulipalon sattuessa.
Korkeatasoiset rakennukset edellyttävät samaa vedenpainepalvelua ylimmissä kerroksissa kuin alakerrat, joten veden saamiseksi ylöspäin on käytettävä korkeapainepumppuja ja putkistoja. Putkijärjestelmät ovat yleensä luokkaa 300 tai 600 rakennuksen korkeudesta riippuen. Kaikissa venttiilityypeissä käytetään näitä sovelluksia; Underwriters Laboratoriesin tai Factory Mutualin on kuitenkin hyväksyttävä venttiilimallit palon pääpalvelua varten.

Juomaveden jakeluun käytetään samoja luokkia ja tyyppisiä venttiilejä, joita käytetään paloventtiileissä, vaikka hyväksyntämenettely ei ole yhtä tiukka.
Suurissa yritysrakenteissa, kuten toimistorakennuksissa, hotelleissa ja sairaaloissa, olevat kaupalliset ilmastointijärjestelmät ovat yleensä keskitettyjä. Heillä on suuri jäähdytysyksikkö tai kattila kylmän tai korkean lämpötilan siirtämiseen käytettävän nesteen jäähdyttämiseen tai lämmittämiseen. Näiden järjestelmien on usein käsiteltävä kylmäaineita, kuten R-134a, hydrofluorihiilivety tai suurten lämmitysjärjestelmien tapauksessa höyry. Perhos- ja palloventtiilien kompaktin koon vuoksi nämä tyypit ovat tulleet suosituiksi LVI-jäähdytysjärjestelmissä.

Höyrypuolella jotkut neljänneskierrosventtiilit ovat tunkeutuneet käyttöön, mutta monet LVI-insinöörit luottavat edelleen lineaarisiin hila- ja palloventtiileihin, varsinkin jos putkisto vaatii hitsauspäitä. Näissä kohtuullisissa höyrysovelluksissa teräs on siirtynyt valuraudalle teräksen hitsattavuuden vuoksi.

Jotkut lämmitysjärjestelmät käyttävät siirtonesteenä kuumaa vettä höyryn sijaan. Näitä järjestelmiä palvelevat hyvin pronssi- tai rautaventtiilit. Neljännesvuorossa joustavasti istuvat pallo- ja läppäventtiilit ovat erittäin suosittuja, vaikka joitain lineaarisia malleja käytetään edelleen.

PÄÄTELMÄT
Vaikka todisteita tässä artikkelissa mainituista venttiilisovelluksista ei välttämättä ole nähtävissä matkan aikana Starbucksiin tai mummon taloon, jotkut erittäin tärkeät venttiilit ovat aina lähellä. Auton moottorissa on jopa venttiilejä, joita käytetään pääsemään niihin paikkoihin, kuten kaasuttimen paikkoihin, jotka ohjaavat polttoaineen virtausta moottoriin, ja moottorissa olevat, jotka ohjaavat bensiinin virtausta mäntiin ja ulos. Ja jos nämä venttiilit eivät ole tarpeeksi lähellä jokapäiväistä elämäämme, ota huomioon todellisuus, jota sydämemme sykkivät säännöllisesti neljän elintärkeän virtauksen säätölaitteen kautta.

Tämä on vain yksi esimerkki todellisuudesta: venttiilit ovat todella kaikkialla. VM
Tämän artikkelin osa II kattaa muut teollisuudenalat, joissa käytetään venttiilejä. Mene osoitteesta www.valvemagazine.com lukemaan massaa ja paperia, merenkulun sovelluksia, patoja ja vesivoimaa, aurinkoa, rautaa ja terästä, ilmailu-, avaruus-, maalämpö- ja käsiteollisuutta sekä tislausta.

GREG JOHNSON on United Valve -yhtiön (www.unitedvalve.com) presidentti Houstonissa. Hän on VALVE Magazinen avustava toimittaja, entinen venttiilien korjausneuvoston puheenjohtaja ja nykyinen VRC: n hallituksen jäsen. Hän toimii myös VMA: n koulutus- ja koulutustoimikunnassa, on VMA: n viestintäkomitean varapuheenjohtaja ja entinen Manufacturers Standardization Societyn puheenjohtaja. 


Lähetysaika: 29.-20.2020

Sovellus

Underground pipeline

Maanalainen putki

Irrigation System

Sadetusjärjestelmä

Water Supply System

Vesihuoltojärjestelmä

Equipment supplies

Laitetarvikkeet