Johdanto
Käänteinen voideltu tulppaventtiili on neljännes{0}}kierroserotusventtiili, jota käytetään teollisuusputkijärjestelmissä, joissa venttiilin on eristettävä prosessiväliaine määritetyissä paine- ja lämpötilaolosuhteissa. Sen rakenne yhdistää käänteisen tulppajärjestelyn voitelujärjestelmään, joka syöttää tiivisteainetta tulpan ja venttiilin rungon väliselle kosketusalueelle.
Toisin kuin perinteinen tulppaventtiilin kuvaus, joka keskittyy pääasiassa 90 astetta pyörivään tulppaan, käänteinen voideltu rakenne vaatii huomiota tulpan geometrian, tiivistyspintojen, sisäisen paineen ja voitelun väliseen suhteeseen. Nämä tekijät vaikuttavat käyttömomenttiin, tiivistyskäyttäytymiseen ja huoltovaatimuksiin.
Venttiilityyppiä harkitaan yleisesti öljy- ja kaasuputkissa, jalostamoissa, petrokemian laitoksissa ja muissa prosessiputkistosovelluksissa. API 599 kattaa erityisesti metallilla voideltuja ja ei--voitelevia tulppaventtiilejä, mukaan lukien vaatimukset, jotka liittyvät suunnitteluun, materiaaleihin, kasvojen -to-mittoihin, paineen-lämpötilaluokitukseen, tarkastukseen ja testaukseen. API 6D sisältää vaatimukset öljy- ja maakaasusovelluksissa käytettäville putkisto- ja putkiventtiileille ja sisältää tulppaventtiilit.
Hankintaryhmille venttiilin toimintaperiaatteen ymmärtäminen on vasta lähtökohta. Varsinaisen valinnan tulee perustua prosessiväliaineeseen, paineeseen, lämpötilaan, venttiilin kokoon, materiaaliin, päätyliitäntään, toimiin ja sovellettaviin projektistandardeihin.
Mikä on käänteinen voideltu tulppaventtiili?
Pistokeventtiilin rakenne
Tulppaventtiilissä käytetään pyörivää tulppaa, joka kulkee sen rungon läpi. Kun kanava on linjassa putkilinjan kanssa, venttiili on auki. Tulpan kääntäminen noin 90 astetta siirtää kiinteän osan virtausreitille ja eristää linjan.
Käänteinen voideltu tulppaventtiili käyttää tulpan ja tiivistysjärjestelmän käänteistä järjestelyä. Sen pääkomponentteja ovat tyypillisesti venttiilin runko, tulppa, kara, tiivistepinnat ja voitelun ruiskutusjärjestelmä.
Yksityiskohtainen rakenne voi vaihdella valmistajien ja venttiilikokojen välillä. API 599 kattaa useita yleisiä tulppaventtiilien suunnitteluryhmiä, eikä se edellytä kaikkien valmistajien käyttävän identtistä sisäistä konfiguraatiota.
Tämä on tärkeä seikka lainauksia verrattaessa. Kahta venttiiliä voidaan molempia kuvata voideltuiksi tulppaventtiileiksi, vaikka niillä on erilaiset tulppien geometriat, tiivistysjärjestelyt tai toimintamekanismit. Siksi teknisiä eritelmiä tulisi tarkastella uudelleen pelkän tuotteen nimen sijaan.
Kuinka käänteinen tulpan tiivisterakenne toimii
Käänteinen järjestely muuttaa tapaa, jolla tulppa on vuorovaikutuksessa tiivistysalueen kanssa sisäisen paineen alaisena.
DMLV:n julkaisemien tuotetietojen mukaan käänteinen asennus muuttaa tiivistyssuuntaa, jolloin tulppaan vaikuttava paine työntää sitä kohti istuinaluetta. Valmistaja tunnistaa myös voitelujärjestelmän ja kartiomaisen tulpan rakenteen osaksi venttiilirakennetta.
Todellinen tiivistyskäyttäytyminen riippuu täydellisestä mekaanisesta suunnittelusta, mukaan lukien tulpan geometria, pinnan viimeistely, materiaaliyhdistelmä ja paine{0}}lämpötilaolosuhteet.
Tästä syystä termiä "paineavusteinen{0}}tiivistys" ei pitäisi käsitellä erillisenä suorituskykyspesifikaationa. Ostajien tulee vahvistaa valmistajan paineluokitus, vuotojen testausmenettely ja sovellettava standardi tietylle venttiilikokoonpanolle.
Voitelun rooli
Voitelu on kiinteä osa voideltua tulppaventtiiliä.
Venttiili sisältää sisäiset voitelukanavat, joiden kautta tiivistettä voidaan viedä tulpan -rungon kosketusalueelle. Voiteluaine vähentää kitkaa kosketuspintojen välillä ja voi auttaa ylläpitämään tiivistysrajapintaa venttiilin käytön aikana.
API 599 sisältää erityisesti vaatimukset sisäisille voitelujärjestelmille, joita käytetään voideltuissa tulppaventtiileissä.
Myös voiteluaineen valinnalla on merkitystä. Sen tulee olla yhteensopiva prosessiväliaineen, venttiilimateriaalien ja käyttölämpötilan kanssa. Voitelujärjestelmää on siksi pidettävä osana täydellistä venttiilispesifikaatiota eikä itsenäisenä huoltovarusteena.
Tärkeimmät suunnitteluominaisuudet ja tekniset tiedot
Metalli---metallitiiviste
Monissa voideltuissa tulppaventtiileissä on metalliset kosketuspinnat tulpan ja rungon välillä. Tiivistyspinnat on koneistettu niin, että ne muodostavat tarvittavan kontaktin, kun tulppa saavuttaa kiinni-asennon.
Voiteluainetta syötetään sisäisten kanavien kautta ja se saavuttaa asianmukaisia tiivistysalueita. Kitkan vähentämisen lisäksi tiivisteaine voi täyttää pieniä pinnan epätasaisuuksia kosketuksissa olevien komponenttien välillä.
Tuloksena olevaan tiivistyskäyttäytymiseen vaikuttavat koneistustarkkuus, tulpan geometria, materiaalivalinta ja käyttöpaine. Tästä syystä metalli---metallitiivisteen kuvaus ei yksinään määrittele venttiilin sallittuja käyttöolosuhteita.
API 599 käsittelee paineen{1}}lämpötilaluokituksia osana metallisia tulppaventtiileitä koskevia vaatimuksiaan.
Voitelun ruiskutusjärjestelmä
Tyypillinen voitelun ruiskutusjärjestelmä sisältää ulkoisen ruiskutusliittimen, joka on liitetty venttiilin sisäisiin kanaviin.
Järjestely mahdollistaa voiteluaineen pääsyn tiivistepinnoille ilman, että venttiiliä irrotetaan putkistosta. DMLV tunnistaa voitelukanavan ja tiivistysaineen ruiskutusliittimen julkaistussa mallissaan.
Hankintaa varten ostajien tulee vahvistaa valmistajan suositteleman voiteluaineen tai tiivisteen tyyppi, sen soveltuva lämpötila-alue, yhteensopivuus prosessiväliaineen kanssa ja suositeltu huoltoväli.
Jos venttiili asennetaan prosessissa, jossa säännöllinen pääsy on vaikeaa, myös ruiskutusliittimen sijainti tulee harkita putkiston suunnitteluvaiheessa.
Käyttömomentti
Tulpan pyöriminen synnyttää vääntömomentin, koska tulppa on vuorovaikutuksessa tiivistepintojen kanssa, kun sisäinen paine vaikuttaa venttiiliin.
Voitelujärjestelmä voi vähentää kitkaa tulpan liikkeen aikana. DMLV tunnistaa pienentyneen käyttömomentin yhdeksi käänteisen voidellun rakenteensa ominaisuuksista.
Käsikäyttöisissä venttiileissä vääntömomentti vaikuttaa vaadittavaan käyttövoimaan. Automaattisten venttiilien kohdalla se vaikuttaa suoraan toimilaitteen valintaan.
Pneumaattinen tai sähköinen toimilaite tulee siksi valita valmistajan käyttömomenttitietojen perusteella määritellyille paine- ja lämpötilaolosuhteille. Toimilaitteen valinta pelkästään venttiilin nimellisen koon mukaan voi johtaa väärään toimilaitteen tehoon.
Koko ja paineluokka
Nimelliskoko ja paineluokka ovat kaksi tärkeintä parametria venttiilikyselyssä.
API 599 kattaa metalliset tulppaventtiilit NPS 1/2:sta NPS 24:ään määritetyssä laajuudessaan, mukaan lukien voideltavat ja -voitelemattomat kaksisuuntaiset koaksiaalitulppaventtiilit.
API 6D kattaa putki- ja putkiventtiilit paineluokissa, mukaan lukien luokka 150, 300, 400, 600, 900, 1500 ja 2500.
DMLV:n tuotetiedoissa määritellään DN15–DN600 ja paineluokitukset luokkaan 2500 asti sen käänteisvoideltujen tulppaventtiilien valikoimassa.
Näiden vaihteluvälien ei pitäisi olettaa koskevan kaikkia valmistajia. Ostajan tulee pyytää paine-lämpötilaluokitus venttiilin tarkan koon, rungon materiaalin ja kokoonpanon mukaan.
Standardit käänteisille voideltuille tulppaventtiileille
API 599
API 599 on metallisten tulppaventtiileiden keskeinen referenssi.
Standardi kattaa teräs-, nikkeli-pohjaiset ja muut metalliseostulppaventtiilit, joissa on laippa- tai pä{1}}hitsauspäät, sekä määritellyt pallografiittirautakokoonpanot. Se sisältää sekä voideltuja että{3}}voitelemattomia venttiileitä, joissa on kaksisuuntaiset koaksiaaliportit.
Sen vaatimukset koskevat muun muassa suunnittelua, materiaaleja, mittoja, paine{0}}lämpötilaluokituksia, tarkastusta, tarkastusta ja testausta.
Kansainvälisessä hankintaprojektissa "API 599" on siksi vain yksi osa venttiilispesifikaatiota. Ostajan tulee myös määritellä sovellettava koko, paineluokka, materiaalit ja liitäntävaatimukset.
API 6D
API 6D on erityisen tärkeä, kun venttiili on tarkoitettu öljy- ja maakaasuteollisuuden putkistoihin ja putkistoihin.
API kuvailee Specification 6D:n kattavan putki- ja putkijärjestelmien pallo-, sulku-, sulku- ja tulppaventtiilien suunnittelun, valmistuksen, kokoonpanon, testauksen ja dokumentoinnin.
API tunnistaa tällä hetkellä API 6D:n 25. painoksen ja luettelee myöhempiä lisäyksiä ja virheitä, joten ostajien tulee määrittää vaadittu painos tai projektistandardi hankintaasiakirjoja laatiessaan.
ASME:n mittastandardit
Mittojen yhteensopivuus on toinen näkökohta hankittaessa käänteistä voideltua tulppaventtiiliä.
DMLV määrittelee ASME B16.10:n venttiilin pinnan-to-mitoille ja ASME B16.5:n laippojen liittämiseen.
Liitäntästandardin tulee vastata projektin putkistoja. Venttiili voi täyttää vaaditun paineluokan, mutta se on silti muutettava tai vaihdettava, jos sen liitosmitat eivät vastaa putkistoa.
API 598 -testaus
API 598 koskee venttiilien tarkastusta ja testausta. API:n standardiluettelo kuvailee sen kattavan tarkastukset, tarkastukset, lisätutkimukset ja paine-testivaatimukset portti-, pallo-, tulppa-, pallo-, takaisku- ja läppäventtiileille, mukaan lukien metalli----metalli-venttiileille.
Ostajille testausvaatimukset tulee ilmaista selvästi ostospesifikaatiossa. Vaadittava kuoritesti, istuintesti, tarkastusasiakirjat ja muut projektikohtaiset testit tulee sopia ennen valmistusta.
Käänteisten voideltujen tulppaventtiilien sovellukset
Öljy- ja kaasuputket
Öljy- ja kaasuputket ovat yksi teollisuuden eristysventtiilien tärkeimmistä sovellusalueista.
Käänteinen voideltu tulppaventtiili voidaan harkita, jos projekti vaatii metallisen tulppaventtiilin voitelujärjestelmällä ja valittu kokoonpano täyttää putkilinjan paine-, lämpötila-, materiaali- ja testausvaatimukset.
API 6D:n kattamissa putkisovelluksissa venttiilispesifikaatio tulee arvioida yhdessä putkilinjan linjaluokan ja eristysvaatimusten kanssa. API 6D koskee erityisesti öljy- ja maakaasuputki- ja putkistojärjestelmissä käytettävien venttiilityyppien tulppaventtiilejä.
Jalostamot
Jalostamoiden prosessiyksiköissä on putkia, jotka kuljettavat raakaöljyä, jalostettuja tuotteita, hiilivetyjä ja muita prosessinesteitä eri paineissa ja lämpötiloissa.
Venttiilien valinta riippuu siis yksittäisestä palvelusta eikä jalostamoympäristöstä kokonaisuutena. Prosessiväliaine, suunnittelulämpötila, suunnittelupaine, materiaalivaatimukset ja käyttötaajuus tulee määrittää ennen venttiilin valintaa.
Petrokemian tehtaat
Petrokemian käsittely voi sisältää hiilivetyvirtoja, kemiallisia välituotteita ja syövyttäviä aineita.
Materiaalivalinnasta tulee erityisen tärkeä näissä palveluissa. DMLV listaa hiiliteräksen, seosteräksen ja ruostumattoman teräksen saatavilla oleviin materiaalivaihtoehtoihin käänteisvoideltujen tulppaventtiilien valikoimassaan.
Sopiva laatu tulee määrittää projektin materiaalispesifikaatioiden ja prosessiolosuhteiden perusteella sen sijaan, että se valitaan pelkästään yleisen sovelluksen mukaan.
Maakaasu- ja teollisuusprosessijärjestelmät
Maakaasun käsittelylaitokset ja muut teolliset prosessijärjestelmät voivat vaatia eristysventtiilejä, joilla on määritellyt paineluokitukset, tiivistysjärjestelyt ja tarkastusvaatimukset.
Lopullisessa venttiilin valinnassa tulee ottaa huomioon koko toiminta-alue ja sovellettavat standardit. Jos automaatiota tarvitaan, toimilaitteen mitoitus ja käyttömomentti tulisi myös sisällyttää tekniseen katsaukseen.
Kuinka valita käänteinen voideltu tulppaventtiili
Aloita prosessiehdoista
Venttiilikyselyn tulee alkaa todellisista käyttöolosuhteista.
Ostajan on ilmoitettava vähintään nimellinen putken koko, suunnittelupaine, käyttöpaine, suunnittelulämpötila, käyttölämpötila ja prosessiväliaine.
Kaasu- tai hiilivetypalvelua varten ostajan on ehkä määritettävä lisävaatimuksia, jotka liittyvät päästöihin, paloturvalliseen suunnitteluun, testaukseen tai projektistandardeihin.
Näiden tietojen avulla valmistaja voi määrittää, onko ehdotettu venttiilirakenne sopiva ja mitä materiaaleja ja tiivistysjärjestelyjä tulisi käyttää.
Yhdistä materiaalit prosessiin
Runkomateriaali on vain yksi osa materiaalin valintaa.
Myös tulppa, varsi, tiivistepinnat ja muut kostuneet tai painetta{0}} sisältävät komponentit on otettava huomioon.
DMLV listaa materiaalivaihtoehtoihinsa WCB-hiiliteräksen, WC6/WC9-seosteräksen ja CF8/CF8M ruostumattoman teräksen.
Syövyttävää materiaalia varten ostajan tulee ilmoittaa prosessikoostumus tai sovellettavat korroosionrajoitusvaatimukset. Korkean lämpötilan-käyttöä varten materiaalin laatu ja paineen{2}}lämpötilaluokitus tulee tarkistaa yhdessä.
Valitse Lopeta yhteys ja käyttö
Laippa- ja pä{0}}hitsausliitokset määritetään yleisesti teollisuusputkien venttiileille.
Ostajan tulee toimittaa vaadittu laippastandardi, nimelliskoko ja paineluokka. Pä{1}}hitsattujen liitosten osalta saattaa olla tarpeen ilmoittaa myös asiaankuuluvat putken mitat ja hitsauspäät{2}}vaatimukset.
Käyttö riippuu venttiilin koosta, käyttömomentista, asennusolosuhteista ja ohjausvaatimuksista. Manuaalinen käyttö, vaihteistot, pneumaattiset toimilaitteet ja sähkötoimilaitteet voidaan harkita projektista riippuen.
Vahvista testaus ja dokumentaatio
Lopullisessa hankintaspesifikaatiossa tulee yksilöidä vaadittu suunnittelustandardi, testausstandardi ja dokumentaatiopaketti.
Tyypillisiä projektidokumentaatioita voivat olla materiaalitodistukset, mittatarkastuspöytäkirjat, painetestausraportit, tunnistetiedot ja muut ostajan määrittelemät laatuasiakirjat.
Tämä on erityisen tärkeää kansainvälisissä projekteissa, joissa tekniset asiakirjat on ehkä tarkistettava ja hyväksyttävä ennen toimitusta.
Johtopäätös
Käänteinen voideltu tulppaventtiili yhdistää neljäsosa{0}}kierrettävän tulpan venttiilimekanismin, käänteisen tiivistysjärjestelyn ja sisäisen voitelujärjestelmän. Sen soveltuvuus tiettyyn putkilinjaan riippuu venttiilin rakenteen ja todellisten käyttöolosuhteiden välisestä suhteesta.
Suunnittelu- ja hankintatiimeille tärkeimmät valintatekijät ovat venttiilin koko, paineluokka, paine-lämpötilaluokitus, prosessiväliaine, runko- ja sisämateriaalit, tiivistejärjestely, voitelujärjestelmä, päätyliitäntä, käyttö- ja testausvaatimukset.
API 599 tarjoaa ensisijaisen teknisen vertailukohdan metallivoideltuille ja voitelemattomille{1}}sulkuventtiileille, kun taas API 6D koskee putkisto- ja putkiventtiilejä sen määritellyn öljy- ja maakaasualueen sisällä. ASME-mittastandardit ja API 598 -tarkastus- ja testausvaatimukset voidaan sitten sisällyttää projektikohtaisten eritelmien mukaisesti.
Teknisesti täydellisen venttiilikyselyn tulisi siksi alkaa putkilinjan käyttöolosuhteista ja sovellettavista standardeista, minkä jälkeen on valittava venttiilin rakenne, materiaalit, liitännät ja toimi. Tämä lähestymistapa antaa kansainvälisille ostajille selkeämmän perustan valmistajien vertailuun ja sen tarkistamiseen, sopiiko ehdotettu venttiili suunniteltuun huoltoon.
Viitteet
American Petroleum Institute, API Standard 599 - Metal Plug Valves-laipalliset, kierteitetyt ja hitsauspäät.
American Petroleum Institute, API-määritys 6D - Putki- ja putkiventtiilien erittely.
American Petroleum Institute, API Standard 598 - Valve Inspection and Testing.
