Kus kasutatakse ventiile

Kus ventiile kasutatakse: kõikjal!

8. november 2017 Kirjutanud Greg Johnson

Ventiilid on tänapäeval peaaegu kõikjal olemas: meie kodudes, tänava all, ärihoonetes ja tuhandetes kohtades elektri- ja veetehastes, paberivabrikutes, rafineerimistehastes, keemiatehastes ning muudes tööstus- ja infrastruktuurirajatistes.
Ventiilitööstus on tõeliselt laia õlgaga, segmendid varieeruvad veejaotusest tuumaenergiani kuni nafta ja gaasi ülesvoolu ja allavoolu. Kõigis nendes lõppkasutajates kasutatakse mõnda põhitüüpi ventiile; konstruktsiooni ja materjalide detailid on aga sageli väga erinevad. Siin on valim:

VETÖÖD
Veejaotuse maailmas on rõhud peaaegu alati suhteliselt madalad ja temperatuurid ümbritsevad. Need kaks rakendusteavet võimaldavad mitut ventiili konstruktsioonielementi, mida ei leiduks keerukamate seadmete puhul, nagu näiteks kõrge temperatuuriga aurukraanid. Veeteenuse ümbritsev temperatuur võimaldab kasutada mujal mittesobivaid elastomeere ja kummitihendeid. Need pehmed materjalid võimaldavad veeventiile varustada tilkade tihedaks sulgemiseks.

Teine kaalutlus veeteenindusklappide puhul on valik ehitusmaterjalides. Valu- ja kõrgtugevaid triike kasutatakse veesüsteemides laialdaselt, eriti suurte välisläbimõõduga joonte korral. Väga väikeste joontega saab pronksklapimaterjalidega üsna hästi hakkama.

Rõhk, mida enamik veevärgi klappe näeb, on tavaliselt tunduvalt alla 200 psi. See tähendab, et paksema seinaga kõrgema rõhu kujundusi pole vaja. Nagu öeldud, on juhtumeid, kus veeventiilid on ehitatud kõrgema rõhu, kuni umbes 300 psi, töötlemiseks. Need rakendused on tavaliselt rõhuallika lähedal asuvatel pikkadel akveduktidel. Mõnikord leidub kõrgema rõhuga veeklappe ka kõrge tammi kõrgeima rõhuga kohtades.

Ameerika veetööde assotsiatsioon (AWWA) on välja andnud spetsifikatsioonid, mis hõlmavad paljusid erinevaid veevärgi rakendustes kasutatavaid ventiile ja ajame.

Reovesi
Rajatistesse või rajatistesse suunduva värske joogivee tagakülg on reovee või kanalisatsiooni väljund. Need liinid koguvad kokku kõik jäätmevedelikud ja tahked ained ning suunavad need reoveepuhastisse. Nendel puhastusseadmetel on oma "musta töö" teostamiseks palju madalsurvetorustikke ja ventiile. Nõuded reoveeklappidele on paljudel juhtudel palju leebemad kui puhta vee teenuse nõuded. Raudväravad ja kontrollklapid on seda tüüpi teenuste jaoks kõige populaarsemad valikud. Selle teenuse standardventiilid on ehitatud vastavalt AWWA spetsifikatsioonidele.

VÕIMUTÖÖSTUS
Suurem osa Ameerika Ühendriikides toodetavast elektrienergiast toodetakse aurutehastes, kus kasutatakse fossiilkütuseid ja kiiret turbiini. Kaasaegse elektrijaama katte tagasitõmbamine annaks ülevaate kõrgsurve- ja kõrgtemperatuurilistest torustikesüsteemidest. Need põhiliinid on auruenergia tootmise protsessis kõige kriitilisemad.

Ventiilid jäävad elektrijaama sisse- ja väljalülitamise peamiseks valikuks, ehkki leidub ka eriotstarbelisi Y-mustriga maakera ventiile. Kõrgjõudlusega kriitilise teenindusega kuulventiilid on mõne elektrijaama projekteerija seas populaarsust kogumas ja teevad teed selles kunagise lineaarse ventiiliga domineeritud maailmas.

Metallurgia on kriitilise tähtsusega elektrirakenduste ventiilide jaoks, eriti nende jaoks, mis töötavad üli- ja üli-kriitilises rõhu ja temperatuuri vahemikus. F91, F92, C12A koos paljude Inconeli ja roostevabast terasest sulamitega kasutatakse tänapäevastes elektrijaamades tavaliselt. Surveklassid hõlmavad 1500, 2500 ja mõnel juhul 4500. Tippelektrijaamade moduleeriv olemus (need, mis töötavad ainult vastavalt vajadusele) paneb klappidele ja torustikele tohutu koormuse, mis nõuab tugevat konstruktsiooni, et tulla toime rattasõidu, temperatuuri ja surve.
Lisaks peamisele auruklappidele on elektrijaamad koormatud abitorustikega, mida asustavad lugematud värava-, gloobus-, kontroll-, liblik- ja kuulventiilid.

Tuumaelektrijaamad töötavad samal auru / kiireturbiini põhimõttel. Peamine erinevus seisneb selles, et tuumaelektrijaamas tekib aur lõhustumisprotsessi käigus tekkiva soojuse mõjul. Tuumaelektrijaama ventiilid on sarnased nende fossiilkütustega nõodele, välja arvatud nende sugupuu ja lisatud absoluutse usaldusväärsuse nõue. Tuumaventiilid on valmistatud äärmiselt kõrgetel standarditel, kusjuures kvalifitseerimis- ja kontrolldokumentatsioon täidab sadu lehekülgi.

imng

ÕLI JA GAASI TOOTMINE
Nafta- ja gaasikaevud ning tootmisrajatised on ventiilide, sealhulgas paljude raskeveokite ventiilide, suured kasutajad. Ehkki sadu jalgu õhus paiskavaid õliõhkujaid enam tõenäoliselt ei esine, illustreerib pilt maa-aluse nafta ja gaasi potentsiaalset survet. Sellepärast asetatakse kaevu pikad torujuhtme otsa kaevupead või jõulupuud. Need sõlmed koos klappide ja spetsiaalsete liitmike kombinatsioonidega on ette nähtud 10 000 psi rõhu ületamiseks. Ehkki tänapäeval on maale kaevatud kaevudest harva leitud, on äärmiselt kõrge rõhk sageli avamere sügavates kaevudes.

Kaevude seadmete disain on hõlmatud API spetsifikatsioonidega, näiteks 6A, kaevupea ja jõulupuu varustuse spetsifikatsioon. Punktiga 6A kaetud ventiilid on mõeldud ülitugeva rõhu, kuid tagasihoidliku temperatuuri jaoks. Enamik jõulupuid sisaldab väravaventiile ja spetsiaalseid maaklappe, mida nimetatakse drosseliteks. Drosse kasutatakse kaevu voolu reguleerimiseks.

Lisaks kaevupeadele endile asustavad nafta- või gaasivälja paljud abirajatised. Nafta või gaasi eeltöötlemiseks vajalikud seadmed vajavad mitut ventiili. Need ventiilid on tavaliselt madalamatele klassidele mõeldud süsinikterasest.

Mõnikord on toornafta voos väga söövitav vedelik - vesiniksulfiid. See materjal, mida nimetatakse ka hapuks gaasiks, võib olla surmav. Hapu gaasi väljakutsetele vastamiseks tuleb järgida spetsiaalseid materjale või materjalide töötlemise tehnikaid vastavalt NACE rahvusvahelisele spetsifikatsioonile MR0175.

AVAMERETÖÖSTUS
Avamere naftapuurplatvormide ja tootmisseadmete torustikusüsteemid sisaldavad paljusid erinevate spetsifikatsioonide järgi ehitatud ventiile, et tulla toime mitmesuguste vooluhulga juhtimisega seotud probleemidega. Need rajatised sisaldavad ka erinevaid juhtimissüsteemi silmusid ja rõhu vähendamise seadmeid.

Naftatootmisrajatiste puhul on arteriaalne süda tegelik nafta või gaasi taastamise torustikusüsteem. Ehkki mitte alati platvormil endal, kasutavad paljud tootmissüsteemid jõulupuid ja torustikusüsteeme, mis töötavad külalislahkes sügavuses 10 000 jalga või rohkem. See tootmisseade on ehitatud vastavalt paljudele Ameerika naftainstituudi (API) rangetele standarditele ja sellele on viidatud mitmetes API soovituslikes tavades (RP).

Enamikul suurtel naftaplatvormidel rakendatakse kaevupeast tulevale toorvedelikule täiendavaid protsesse. Nende hulka kuulub vee eraldamine süsivesinikest ning gaasi ja maagaasi vedelike eraldamine vedeliku voolust. Need jõulupuujärgsed torustikusüsteemid on tavaliselt ehitatud Ameerika Mehaanikainseneride Seltsi B31.3 torustikukoodidega, mille ventiilid on projekteeritud vastavalt API klapi spetsifikatsioonidele, nagu API 594, API 600, API 602, API 608 ja API 609.

Mõni neist süsteemidest võib sisaldada ka API 6D värava-, kuul- ja tagasilöögiklappe. Kuna platvormil või puurlaeval asuvad torujuhtmed on rajatisesisesed, ei kehti ranged nõuded API 6D ventiilide kasutamiseks torujuhtmetes. Kuigi nendes torustikesüsteemides kasutatakse mitut tüüpi ventiile, on valitud ventiili tüüp kuulventiil.

Torustikud
Kuigi enamik torujuhtmeid on pilgu eest varjatud, on nende olemasolu tavaliselt ilmne. Väikesed sildid, mis tähistavad „naftatorustikku”, on üks ilmne tunnus maa-aluste transporditorustike olemasolust. Need torujuhtmed on kogu pikkuses varustatud paljude oluliste ventiilidega. Torujuhtme hädaolukorra sulgemiskraanid leitakse standardite, koodeksite ja seadustega ette nähtud intervallidega. Need ventiilid on hädavajalikud torujuhtme sektsiooni eraldamiseks lekke korral või hoolduse vajaduse korral.

Torujuhtme trassil on hajutatud ka rajatised, kus liin väljub maapinnalt ja liinile on juurdepääs. Nendes jaamades on koduks sigade stardiseadmetele, mis koosnevad torujuhtmetesse sisestatud seadmetest, et kontrollida või puhastada liini. Nendes sigade veeskamise jaamades on tavaliselt mitu ventiili, kas värava- või kuulitüüpi. Sigade läbipääsu võimaldamiseks peavad torujuhtmesüsteemi kõik ventiilid olema täisava (täisavaga).

Torujuhtmed vajavad energiat ka torujuhtme hõõrdumise vastu võitlemiseks ning liini rõhu ja voolu hoidmiseks. Kasutatakse kompressoreid või pumbajaamu, mis näevad välja nagu protsessitehase väikesed versioonid ilma kõrgete pragunemistornideta. Nendes jaamades asuvad kümned värava-, kuul- ja kontrollventiilid.
Gaasijuhtmed ise on projekteeritud vastavalt erinevatele standarditele ja koodeksitele, samas kui torujuhtmete ventiilid järgivad API 6D torujuhtme ventiile.
Samuti on väiksemaid torujuhtmeid, mis toidavad maju ja äriehitisi. Need torud tagavad vee ja gaasi ning on kaitstud sulgventiilidega.
Suured omavalitsused, eriti Ameerika Ühendriikide põhjaosas, pakuvad äriklientide küttevajaduseks auru. Need aurutoiteliinid on varustatud mitmesuguste ventiilidega auruvarustuse juhtimiseks ja reguleerimiseks. Kuigi vedelik on aur, on rõhud ja temperatuurid madalamad kui elektrijaama auru tootmisel. Selles teenuses kasutatakse mitmesuguseid ventiilitüüpe, kuigi auväärne pistikventiil on endiselt populaarne valik.

Rafineerimine ja naftakeemia
Rafineerimistehaste ventiilid kasutavad tööstuslikke ventiile rohkem kui ükski teine ​​klapisegment. Rafineerimistehastes elavad nii söövitavad vedelikud kui ka kohati kõrged temperatuurid.
Need tegurid määravad, kuidas klapid ehitatakse vastavalt API klapi konstruktsioonispetsifikatsioonidele, nagu API 600 (väravaventiilid), API 608 (kuulventiilid) ja API 594 (kontrollklapid). Paljude nende ventiilide raskete hooldustööde tõttu on sageli vaja täiendavat korrosioonivarustust. See eraldis avaldub suuremate seinapaksuste kaudu, mis on määratletud API projekteerimisdokumentides.

Praktiliselt kõiki peamisi ventiilitüüpe võib tüüpilises suures rafineerimistehases ohtralt leida. Üldlevinud väravaventiil on endiselt suurima elanikkonnaga mäe kuningas, kuid veerandpöördega ventiilid võtavad üha suurema osa oma turuosast. Veerandpöördega tooted, mis teevad selles valdkonnas edukalt pealetungi (kus kunagi domineerisid ka lineaarsed tooted), hõlmavad suure jõudlusega kolmekordse nihkega libliklappe ja metallist pesaga kuulventile.

Standardseid värava-, gloobus- ja tagasilöögiklappe leidub endiselt massiliselt ning nende disaini südamlikkuse ja tootmise ökonoomsuse tõttu ei kao see niipea.
Rafineerimistehaste ventiilide rõhuhinnangud ulatuvad klassist 150 kuni klassini 1500, kõige populaarsem on klass 300.
Tavalised süsinikterased, näiteks WCB (valatud) ja A-105 (sepistatud), on kõige populaarsemad materjalid, mida rafineerimisteenuste ventiilides täpsustatakse ja kasutatakse. Paljud rafineerimisprotsesside rakendused suruvad tavaliste süsinikteraste ülemisi temperatuuripiire ja nende rakenduste jaoks on ette nähtud kõrgema temperatuuriga sulamid. Kõige populaarsemad neist on kroom- / molliterased, näiteks 1-1 / 4% Cr, 2-1 / 4% Cr, 5% Cr ja 9% Cr. Roostevaba terast ja kõrge nikli sulameid kasutatakse ka mõnes eriti karmis rafineerimisprotsessis.

sdagag

KEEMILINE
Keemiatööstus on suur igat tüüpi ja materjaliga ventiilide kasutaja. Alates väikestest partiitaimedest kuni Pärsia lahe rannikult leitud tohutute naftakeemiakompleksideni on klapid tohutu osa keemiliste protsesside torustikusüsteemidest.

Enamik keemiliste protsesside rakendusi on madalama rõhu all kui paljud rafineerimisprotsessid ja elektritootmine. Keemiatehaste ventiilide ja torustike kõige populaarsemad surveklassid on klassid 150 ja 300. Keemiatehased on olnud ka suurim turuosa ülevõtmise ajend, mille kuulventiilid on viimase 40 aasta jooksul maadelnud lineaarsetest ventiilidest. Elastse asetusega kuulventiil koos oma lekketa nulllülitiga sobib suurepäraselt paljudesse keemiatehaste rakendustesse. Ka kuulventiili kompaktne suurus on populaarne omadus.
Siiani on mõned keemiatehased ja tehaseprotsessid, kus eelistatakse lineaarseid ventiile. Nendel juhtudel on populaarne API 603 kujundatud õhemate seinte ja kergema kaaluga ventiil valitud väravaks või maakraaniks. Mõne kemikaali kontrollimine toimub tõhusalt ka membraan- või surumisventiilide abil.
Paljude kemikaalide söövitava olemuse ja kemikaalide valmistamise protsesside tõttu on materjalivalik kriitilise tähtsusega. Defacto materjal on 316 / 316L klassi austeniitne roostevaba teras. See materjal sobib hästi paljude kohutavate vedelike korrosiooni vastu võitlemiseks.

Mõne karmima söövitava rakenduse jaoks on vaja suuremat kaitset. Sellistes olukordades valitakse sageli muud austeniitse roostevabast terasest kõrgefektiivsed klassid, näiteks 317, 347 ja 321. Teiste sulamite hulka, mida aeg-ajalt kasutatakse keemiliste vedelike kontrollimiseks, kuuluvad Monel, Alloy 20, Inconel ja 17-4 PH.

Veeldatud maagaasi ja gaaside eraldamine
Nii vedel maagaas (LNG) kui ka gaaside eraldamiseks vajalikud protsessid toetuvad ulatuslikele torustikele. Nende rakenduste jaoks on vaja klappe, mis võivad töötada väga madalatel krüogeensetel temperatuuridel. Ameerika Ühendriikides kiiresti kasvav veeldatud maagaasi tööstus soovib pidevalt gaasi veeldamise protsessi täiustada. Selleks on torustik ja ventiilid muutunud palju suuremaks ja rõhunõuded on tõusnud.

See olukord on nõudnud klappide tootjatelt rangemate parameetrite täitmiseks disainilahenduste väljatöötamist. LNG-teenuse jaoks on populaarsed veerandpöördega kuul- ja liblikventiilid, kõige populaarsem materjal on 316ss [roostevaba teras]. ANSI klass 600 on tavaline rõhulagi enamuse veeldatud maagaasi rakenduste jaoks. Ehkki veerandpöördsed tooted on kõige populaarsemad ventiilitüübid, võib värava-, gloobus- ja tagasilöögiklappe leida ka taimedest.

Gaasi eraldamise teenus hõlmab gaasi jagamist selle põhielementideks. Näiteks eraldavad õhu eraldamise meetodid lämmastikku, hapnikku, heeliumi ja muid jäljendgaase. Protsessi väga madalatemperatuuriline olemus tähendab, et on vaja palju krüogeenseid ventiile.

Nii veeldatud maagaasi kui ka gaasieraldusjaamades on madalatemperatuurilised ventiilid, mis peavad nendes krüogeensetes tingimustes toimima. See tähendab, et ventiili tihendussüsteem tuleb gaasi- või kondenseerimiskolonni abil madalast temperatuurist vedelikust eemale tõsta. See gaasikolonn hoiab ära vedeliku jääpalli moodustamise pakkimisala ümber, mis hoiaks ära ventiili varre pööramise või tõusu.

dsfsg

ÄRIHooned
Ärihooned ümbritsevad meid, kuid kui me ei pööra nende ehitamisel erilist tähelepanu, pole meil vähimatki aimu nende müüritise, klaasi ja metalli sisse peidetud vedelate arterite rohkuse kohta.

Praktiliselt igas hoones on ühiseks nimetajaks vesi. Kõik need struktuurid sisaldavad mitmesuguseid torustikke, mis kannavad palju vesiniku / hapnikuühendi kombinatsioone joogivedelike, reovee, kuuma vee, halli vee ja tulekaitsena.

Ehitise ellujäämise seisukohalt on tuletõrjesüsteemid kõige kriitilisemad. Hoonete tulekaitse on peaaegu universaalselt toidetud ja täidetud puhta veega. Tuletõrjesüsteemide tõhususe tagamiseks peavad need olema töökindlad, piisava rõhuga ja mugavalt kogu konstruktsioonis. Need süsteemid on loodud tulekahju korral automaatselt pingestama.
Kõrghooned vajavad ülemistel korrustel sama veesurveteenust nagu alumised korrused, mistõttu vee ülespoole saamiseks tuleb kasutada kõrgsurvepumpasid ja torustikke. Torustikusüsteemid on tavaliselt klassi 300 või 600, sõltuvalt hoone kõrgusest. Nendes rakendustes kasutatakse igat tüüpi ventiile; tuletõrjeteenuse osutamiseks peavad klapikonstruktsioonid siiski heaks kiitma Underwriters Laboratories või Factory Mutual.

Joogivee jaotamiseks kasutatakse tuletõrjeklappide jaoks samu klasside ja tüüpi ventiile, kuigi heakskiitmisprotsess pole nii range.
Ärikliimasüsteemid, mida leidub suurtes äristruktuurides, nagu büroohooned, hotellid ja haiglad, on tavaliselt tsentraliseeritud. Neil on suur jahutusseade või boiler külma või kõrge temperatuuri ülekandmiseks kasutatava vedeliku jahutamiseks või soojendamiseks. Need süsteemid peavad sageli käsitsema selliseid külmutusagense nagu R-134a, vesinikfluorosüsinik või suuremate küttesüsteemide korral auru. Liblikate ja kuulventiilide kompaktse suuruse tõttu on need tüübid HVAC jahutussüsteemides populaarseks saanud.

Aurupoolel on mõned veerandpöördega ventiilid kasutusele jõudnud, kuid paljud sanitaartehnilised insenerid toetuvad endiselt lineaarsetele värava- ja gloobklappidele, eriti kui torustik vajab keevisõmblusi. Nende mõõdukate aururakenduste jaoks on teras keevitatavuse tõttu malmist asendunud.

Mõnes küttesüsteemis kasutatakse ülekandevedelikuna auru asemel kuuma vett. Neid süsteeme teenivad hästi pronksist või rauast ventiilid. Kvartalipöördega elastsete istmetega kuul- ja libliklapid on väga populaarsed, kuigi endiselt kasutatakse mõnda lineaarset konstruktsiooni.

JÄRELDUS
Ehkki tõendeid käesolevas artiklis nimetatud ventiilirakenduste kohta ei pruugi Starbucksi või vanaema juurde mineku ajal vaadata, on mõned väga olulised ventiilid alati lähedal. Sõiduauto mootoris on isegi klapid, mida kasutatakse nendesse kohtadesse jõudmiseks, näiteks karburaatoris olevad, mis kontrollivad kütuse voolu mootorisse, ja mootoris olevad klapid, mis reguleerivad bensiini voolu kolbidesse ja välja. Ja kui need ventiilid pole piisavalt lähedal meie igapäevaelule, võtke arvesse reaalsust, mida meie süda regulaarselt läbi lööb läbi nelja elutähtsa voolu juhtimisseadme.

See on vaid üks näide reaalsusest, et klapid on tõesti kõikjal. VM
Selle artikli II osa hõlmab täiendavaid tööstusharusid, kus kasutatakse ventiile. Minge saidile www.valvemagazine.com, et lugeda tselluloosi ja paberit, meresõidukeid, tamme ja hüdroelektrienergiat, päikest, rauda ja terast, lennundust, kosmosetehnoloogiat ning käsitööpruulimist ja destilleerimist.

GREG JOHNSON on Houstoni United Valve'i (www.unitedvalve.com) president. Ta on ajakirja VALVE kaastöötoimetaja, endine Valve Repair Councili esimees ja praegune VRC juhatuse liige. Ta töötab ka VMA haridus- ja koolituskomitees, on VMA kommunikatsioonikomitee aseesimees ja endine Tootjate Standardiseerimisühingu president. 


Postituse aeg: 29. september-2020

Rakendus

Underground pipeline

Maa-alune torujuhe

Irrigation System

Niisutussüsteem

Water Supply System

Veevarustussüsteem

Equipment supplies

Varustustarvikud