Vārstus mūsdienās var atrast gandrīz jebkur: mūsu mājās, zem ielas, komerciālās ēkās un tūkstošiem vietu elektrostacijās un ūdens stacijās, papīrfabrikās, pārstrādes rūpnīcās, ķīmiskajās rūpnīcās un citās rūpniecības un infrastruktūras objektos.
Vārstu nozare ir patiesi plaša, un segmenti atšķiras no ūdens sadales līdz kodolenerģijai līdz naftas un gāzes augšup un lejup. Katra no šīm galalietotāju nozarēm izmanto dažus vārstu pamatveidus; tomēr konstrukcijas detaļas un materiāli bieži vien ir ļoti atšķirīgi. Šeit ir paraugs:
ŪDENS STRĀDĀJUMI
Ūdens sadales pasaulē spiediens gandrīz vienmēr ir salīdzinoši zems un apkārtējā temperatūra. Šie divi pielietojuma fakti pieļauj vairākus vārstu konstrukcijas elementus, kas nebūtu atrodami sarežģītākām iekārtām, piemēram, augstas temperatūras tvaika vārstiem. Ūdens apkalpošanas apkārtējā temperatūra ļauj izmantot elastomērus un gumijas blīves, kas nav piemērotas citur. Šie mīkstie materiāli ļauj aprīkot ūdens vārstus, lai tie cieši noslēgtu pilienus.
Vēl viens ūdensapgādes vārstu apsvērums ir būvniecības materiālu izvēle. Čugunus un kaļamus čugunus plaši izmanto ūdens sistēmās, īpaši liela ārējā diametra līnijās. Ļoti mazas līnijas var diezgan labi apstrādāt ar bronzas vārstu materiāliem.
Spiediens, ko redz lielākā daļa ūdenssaimniecības vārstu, parasti ir krietni zem 200 psi. Tas nozīmē, ka augstāka spiediena konstrukcijas ar biezākām sienām nav vajadzīgas. Tas ir teikts, ka ir gadījumi, kad ūdens vārsti ir izgatavoti, lai izturētu augstāku spiedienu, līdz aptuveni 300 psi. Šie lietojumi parasti ir uz gariem akveduktiem tuvu spiediena avotam. Dažreiz augstāka spiediena ūdens vārsti ir atrodami arī augsta dambja augstākā spiediena punktos.
American Water Works Association (AWWA) ir izdevusi specifikācijas, kas aptver daudz dažādu veidu vārstus un izpildmehānismus, ko izmanto ūdenssaimniecības lietojumos.
NOTEKŪDENS
Svaiga dzeramā ūdens otrā puse, kas nonāk iekārtā vai konstrukcijā, ir notekūdeņu vai kanalizācijas izvade. Šīs līnijas savāc visus atkritumu šķidrumus un cietās vielas un novirza tos uz notekūdeņu attīrīšanas iekārtām. Šajās attīrīšanas iekārtās ir daudz zema spiediena cauruļvadu un vārstu, lai veiktu savu "netīro darbu". Prasības notekūdeņu vārstiem daudzos gadījumos ir daudz saudzīgākas nekā prasības tīra ūdens apkalpošanai. Dzelzs vārti un pretvārsti ir populārākās izvēles šāda veida pakalpojumiem. Standarta vārsti šajā pakalpojumā ir izgatavoti saskaņā ar AWWA specifikācijām.
ENERĢIJAS RŪPNIECĪBA
Lielākā daļa Amerikas Savienotajās Valstīs saražotās elektroenerģijas tiek ražota tvaika stacijās, izmantojot fosilo kurināmo un ātrgaitas turbīnas. Noņemot modernas spēkstacijas vāku, būtu redzams augstspiediena un augstas temperatūras cauruļvadu sistēmas. Šīs galvenās līnijas ir vissvarīgākās tvaika enerģijas ražošanas procesā.
Aizvaru vārsti joprojām ir galvenā izvēle spēkstaciju ieslēgšanas/izslēgšanas lietojumiem, lai gan ir pieejami arī īpašiem nolūkiem paredzēti Y-veida globusveida vārsti. Augstas veiktspējas, kritiskā servisa lodveida vārsti kļūst arvien populārāki dažu spēkstaciju projektētāju vidū, un tie gūst panākumus šajā pasaulē, kurā kādreiz dominēja lineārie vārsti.
Metalurģija ir ļoti svarīga vārstiem enerģijas lietojumos, īpaši tiem, kas darbojas superkritiskā vai ultra-superkritiskā spiediena un temperatūras darbības diapazonā. Mūsdienu spēkstacijās parasti izmanto F91, F92, C12A, kā arī vairākus Inconel un nerūsējošā tērauda sakausējumus. Spiediena klasēs ietilpst 1500, 2500 un dažos gadījumos 4500. Maksimālo spēkstaciju (tās, kas darbojas tikai pēc vajadzības) modulējošais raksturs arī rada milzīgu slodzi vārstiem un cauruļvadiem, tāpēc ir vajadzīgas izturīgas konstrukcijas, lai varētu izturēt ārkārtēju cikliskuma, temperatūras un spiedienu.
Papildus galvenajam tvaika vārstam spēkstacijas ir noslogotas ar palīgcauruļvadiem, kas ir apdzīvoti ar neskaitāmiem vārtiem, globusiem, čekiem, droseļvārstiem un lodveida vārstiem.
Atomelektrostacijas darbojas pēc tāda paša tvaika/ātrgaitas turbīnas principa. Galvenā atšķirība ir tāda, ka kodolspēkstacijā tvaiku rada dalīšanās procesa siltums. Atomelektrostaciju vārsti ir līdzīgi to brālēniem ar fosilo kurināmo, izņemot to ciltsrakstu un papildu prasību pēc absolūtas uzticamības. Kodolvārsti tiek ražoti saskaņā ar ārkārtīgi augstiem standartiem, un kvalifikācijas un pārbaudes dokumentācija aizpilda simtiem lappušu.
NAFTAS UN GĀZES RAŽOŠANA
Naftas un gāzes akas un ražošanas iekārtas plaši izmanto vārstus, tostarp daudzus lieljaudas vārstus. Lai gan, visticamāk, vairs nenotiks naftas izplūdes, kas izšļakstās simtiem pēdu augstumā, attēls ilustrē iespējamo pazemes naftas un gāzes spiedienu. Tāpēc akas galviņas vai Ziemassvētku eglītes tiek novietotas akas garās caurules virknes galā. Šie mezgli ar vārstu un speciālo veidgabalu kombināciju ir paredzēti, lai izturētu spiedienu, kas pārsniedz 10 000 psi. Lai gan mūsdienās tas reti sastopams uz sauszemes izraktajām akām, ārkārtīgi augsts spiediens bieži tiek konstatēts dziļās piekrastes akās.
Akas galviņas aprīkojuma dizains ir ietverts API specifikācijās, piemēram, 6A, Specification for Wellhead un Christmas Tree Equipment. Vārsti, uz kuriem attiecas 6A, ir paredzēti ārkārtīgi augstam spiedienam, bet pieticīgām temperatūrām. Lielākajā daļā Ziemassvētku eglīšu ir aizbīdņi un īpaši globusveida vārsti, ko sauc par droselēm. Droseles tiek izmantotas, lai regulētu plūsmu no akas.
Papildus pašām aku galvām naftas vai gāzes atradnēs ir daudz palīgiekārtu. Procesa iekārtām eļļas vai gāzes pirmapstrādei ir nepieciešami vairāki vārsti. Šie vārsti parasti ir oglekļa tērauds, kas paredzēts zemākām klasēm.
Reizēm jēlnaftas plūsmā ir ļoti kodīgs šķidrums — sērūdeņradis. Šis materiāls, ko sauc arī par skābo gāzi, var būt letāls. Lai pārvarētu skābās gāzes radītās problēmas, ir jāievēro īpaši materiāli vai materiālu apstrādes metodes saskaņā ar NACE starptautisko specifikāciju MR0175.
ĀRZONAS RŪPNIECĪBA
Jūras naftas ieguves platformu un ražošanas iekārtu cauruļvadu sistēmās ir daudz vārstu, kas izgatavoti atbilstoši dažādām specifikācijām, lai risinātu dažādas plūsmas kontroles problēmas. Šajās iekārtās ir arī dažādas vadības sistēmas cilpas un spiediena samazināšanas ierīces.
Naftas ražošanas iekārtām arteriālā sirds ir faktiskā naftas vai gāzes atgūšanas cauruļvadu sistēma. Lai gan ne vienmēr pašā platformā, daudzās ražošanas sistēmās tiek izmantotas Ziemassvētku eglītes un cauruļvadu sistēmas, kas darbojas neviesmīlīgā 10 000 pēdu vai vairāk dziļumā. Šis ražošanas aprīkojums ir veidots saskaņā ar daudziem stingriem American Petroleum Institute (API) standartiem, un tas ir norādīts vairākās API ieteicamajās praksēs (RP).
Lielākajā daļā lielo naftas platformu neapstrādātajam šķidrumam, kas nāk no akas galviņas, tiek piemēroti papildu procesi. Tie ietver ūdens atdalīšanu no ogļūdeņražiem un gāzes un dabasgāzes šķidrumu atdalīšanu no šķidruma plūsmas. Šīs pēcsvētku eglīšu cauruļvadu sistēmas parasti tiek veidotas saskaņā ar Amerikas Mašīnbūves inženieru biedrības B31.3 cauruļvadu kodiem ar vārstiem, kas izstrādāti saskaņā ar API vārstu specifikācijām, piemēram, API 594, API 600, API 602, API 608 un API 609.
Dažās no šīm sistēmām var būt arī API 6D vārti, lodveida un pretvārsti. Tā kā visi cauruļvadi uz platformas vai urbšanas kuģa ir iekārtas iekšējie, stingrās prasības API 6D vārstu izmantošanai cauruļvadiem neattiecas. Lai gan šajās cauruļvadu sistēmās tiek izmantoti vairāki vārstu veidi, izvēlētais vārstu veids ir lodveida vārsts.
CAURUĻVEIDI
Lai gan lielākā daļa cauruļvadu ir paslēpti, to klātbūtne parasti ir acīmredzama. Nelielas zīmes ar uzrakstu "naftas cauruļvads" ir viens no acīmredzamiem pazemes transporta cauruļvadu klātbūtnes rādītājiem. Šie cauruļvadi ir aprīkoti ar daudziem svarīgiem vārstiem visā to garumā. Cauruļvada avārijas slēgvārsti tiek atrasti standartos, kodeksos un likumos noteiktos intervālos. Šie vārsti kalpo ļoti svarīgam pakalpojumam, lai izolētu cauruļvada posmu noplūdes gadījumā vai ja nepieciešama apkope.
Pa cauruļvada trasi ir izkaisīti arī objekti, kur līnija iziet no zemes un ir pieejama līnija. Šīs stacijas ir mājvieta “cūku” palaišanas iekārtām, kas sastāv no ierīcēm, kas ievietotas cauruļvados, lai pārbaudītu vai tīrītu līniju. Šajās cūku palaišanas stacijās parasti ir vairāki vārsti, vai nu vārtu, vai lodīšu tipa. Visiem cauruļvadu sistēmas vārstiem jābūt pilnībā atvērtiem (pilnībā atveramiem), lai nodrošinātu cūku caurlaidību.
Cauruļvadiem ir nepieciešama arī enerģija, lai cīnītos pret cauruļvada berzi un uzturētu cauruļvada spiedienu un plūsmu. Tiek izmantotas kompresoru vai sūkņu stacijas, kas izskatās kā nelielas ražošanas iekārtas versijas bez augstiem krekinga torņiem. Šajās stacijās atrodas desmitiem aizbīdņu, lodveida un pretvadu cauruļvadu vārstu.
Paši cauruļvadi ir projektēti saskaņā ar dažādiem standartiem un kodiem, savukārt cauruļvadu vārsti seko API 6D Pipeline Valves.
Ir arī mazāki cauruļvadi, kas ieplūst mājās un komerciālās struktūrās. Šīs līnijas nodrošina ūdeni un gāzi, un tās aizsargā slēgvārsti.
Lielas pašvaldības, īpaši ASV ziemeļu daļā, nodrošina tvaiku komerciālo klientu apkures vajadzībām. Šīs tvaika padeves līnijas ir aprīkotas ar dažādiem vārstiem, lai kontrolētu un regulētu tvaika padevi. Lai gan šķidrums ir tvaiks, spiediens un temperatūra ir zemāka nekā spēkstacijas tvaika ražošanā. Šajā pakalpojumā tiek izmantoti dažādi vārstu veidi, lai gan cienījamais aizbāžņa vārsts joprojām ir populāra izvēle.
RAFINĒŠANAS RŪPNIECĪBA UN NAFTOSĶĪMIJA
Rafinēšanas vārstiem rūpniecībā tiek izmantots vairāk vārstu nekā jebkurš cits vārstu segments. Rafinēšanas rūpnīcās atrodas gan kodīgi šķidrumi, gan dažos gadījumos augsta temperatūra.
Šie faktori nosaka, kā vārsti tiek būvēti saskaņā ar API vārstu konstrukcijas specifikācijām, piemēram, API 600 (lodvārsti), API 608 (lodveida vārsti) un API 594 (pretvārsti). Tā kā daudzi no šiem vārstiem saskaras ar skarbajiem pakalpojumiem, bieži ir nepieciešama papildu korozijas pielaide. Šī pielaide izpaužas ar lielāku sienu biezumu, kas norādīts API projektēšanas dokumentos.
Praktiski visi galvenie vārstu veidi ir sastopami tipiskā lielā naftas pārstrādes rūpnīcā. Visur esošais aizbīdnis joprojām ir kalnu karalis ar vislielāko iedzīvotāju skaitu, taču ceturtdaļas pagrieziena vārsti ieņem arvien lielāku tirgus daļu. Ceturkšņa pagrieziena produkti, kas veiksmīgi iekaro šo nozari (kurā arī kādreiz dominēja lineārie izstrādājumi), ietver augstas veiktspējas trīskāršus nobīdes droseļvārstus un lodveida vārstus ar metāla slēdzeni.
Standarta vārti, globusi un pretvārsti joprojām tiek atrasti masveidā, un to konstrukcijas sirsnības un ražošanas ekonomiskuma dēļ tie tik drīz nepazudīs.
Rafinēšanas vārstu spiediena rādītāji ir no 150. līdz 1500. klasei, un 300. klase ir vispopulārākā.
Vienkāršs oglekļa tērauds, piemēram, WCB (lieta) un A-105 (kalts) ir vispopulārākie materiāli, kas norādīti un izmantoti vārstos naftas pārstrādes rūpnīcās. Daudzos rafinēšanas procesu lietojumos tiek paaugstinātas parastā oglekļa tērauda augšējās temperatūras robežas, un šiem lietojumiem ir noteikti augstākas temperatūras sakausējumi. Populārākie no tiem ir hromēti/molveida tēraudi, piemēram, 1-1/4% Cr, 2-1/4% Cr, 5% Cr un 9% Cr. Nerūsējošais tērauds un sakausējumi ar augstu niķeļa saturu tiek izmantoti arī dažos īpaši skarbos attīrīšanas procesos.
Izlikšanas laiks: 10. jūlijs 2020