Ventiler kan finnes omtrent hvor som helst i dag: i hjemmene våre, under gaten, i næringsbygg og på tusenvis av steder innenfor kraft- og vannverk, papirfabrikker, raffinerier, kjemiske anlegg og andre industri- og infrastrukturanlegg.
Ventilindustrien er virkelig bredskuldret, med segmenter som varierer fra vanndistribusjon til kjernekraft til oppstrøms og nedstrøms olje og gass. Hver av disse sluttbrukerindustriene bruker noen grunnleggende typer ventiler; detaljene i konstruksjon og materialer er imidlertid ofte svært forskjellige. Her er et utvalg:
VANN VIRKER
I vanndistribusjonens verden er trykket nesten alltid relativt lavt og temperaturene omgivende. Disse to applikasjonsfakta tillater en rekke ventildesignelementer som ikke vil bli funnet på mer utfordret utstyr som høytemperatur dampventiler. Omgivelsestemperaturen til vannservice tillater bruk av elastomerer og gummipakninger som ikke er egnet andre steder. Disse myke materialene gjør at vannventiler kan utstyres for å tette tett av drypp.
En annen vurdering i vannserviceventiler er valg av konstruksjonsmaterialer. Støpejern og duktilt jern brukes mye i vannsystemer, spesielt linjer med stor utvendig diameter. Svært små linjer kan håndteres ganske bra med bronseventilmaterialer.
Trykkene som de fleste vannverksventiler ser er vanligvis godt under 200 psi. Dette betyr at tykkere vegger med høyere trykk ikke er nødvendig. Når det er sagt, er det tilfeller der vannventiler er bygget for å håndtere høyere trykk, opp til rundt 300 psi. Disse applikasjonene er vanligvis på lange akvedukter nær trykkkilden. Noen ganger er vannventiler med høyere trykk også funnet på de høyeste trykkpunktene i en høy demning.
American Water Works Association (AWWA) har utstedt spesifikasjoner som dekker mange forskjellige typer ventiler og aktuatorer som brukes i vannverksapplikasjoner.
AVLOPPSVANN
Baksiden av ferskt drikkevann som går inn i et anlegg eller en struktur er avløpsvannet eller kloakkutslippet. Disse linjene samler opp all avfallsvæske og faste stoffer og leder dem til et renseanlegg. Disse renseanleggene har mange lavtrykksrør og ventiler for å utføre sitt "skitne arbeid". Kravene til avløpsventiler er i mange tilfeller mye mildere enn kravene til rentvannsservice. Jernport og tilbakeslagsventiler er de mest populære valgene for denne typen tjenester. Standardventiler i denne tjenesten er bygget i henhold til AWWA-spesifikasjoner.
KRAFTINDUSTRI
Mesteparten av den elektriske kraften som genereres i USA genereres i dampanlegg som bruker fossilt brensel og høyhastighetsturbiner. Å skrelle tilbake dekselet til et moderne kraftverk ville gi et syn på høytrykks- og høytemperaturrørsystemer. Disse hovedlinjene er de mest kritiske i dampkraftproduksjonsprosessen.
Slukeventiler er fortsatt et hovedvalg for av/på-applikasjoner for kraftverk, selv om det også finnes Y-mønsterklodeventiler for spesielle formål. Høyytelses kuleventiler med kritisk service blir stadig mer populært hos noen kraftverkdesignere og gjør inntog i denne en gang lineære ventildominerte verden.
Metallurgi er kritisk for ventiler i kraftapplikasjoner, spesielt de som opererer i de superkritiske eller ultra-superkritiske driftsområdene for trykk og temperatur. F91, F92, C12A, sammen med flere Inconel og rustfrie stållegeringer er ofte brukt i dagens kraftverk. Trykkklasser inkluderer 1500, 2500 og i noen tilfeller 4500. Den modulerende naturen til toppkraftverk (de som kun opererer etter behov) legger også en enorm belastning på ventiler og rør, og krever robuste design for å håndtere den ekstreme kombinasjonen av sykling, temperatur og trykk.
I tillegg til hoveddampventilen, er kraftverk lastet med hjelperørledninger, befolket av et mylder av port-, globus-, sjekk-, butterfly- og kuleventiler.
Kjernekraftverk opererer på samme damp-/høyhastighetsturbinprinsipp. Den primære forskjellen er at i et kjernekraftverk skapes dampen av varme fra fisjonsprosessen. Kjernekraftverksventiler ligner på deres fossildrevne fettere, bortsett fra deres stamtavle og det ekstra kravet om absolutt pålitelighet. Atomventiler er produsert etter ekstremt høye standarder, med kvalifiserings- og inspeksjonsdokumentasjonen som fyller hundrevis av sider.
OLJE- OG GASSPRODUKSJON
Olje- og gassbrønner og produksjonsanlegg er storbrukere av ventiler, inkludert mange kraftige ventiler. Selv om det ikke lenger er sannsynlig at oljesprut som spyr hundrevis av meter opp i luften, illustrerer bildet det potensielle trykket til underjordisk olje og gass. Dette er grunnen til at brønnhoder eller juletrær er plassert på toppen av en brønns lange rørstreng. Disse sammenstillingene, med sin kombinasjon av ventiler og spesialbeslag, er designet for å håndtere trykk på oppover 10 000 psi. Selv om det sjelden finnes på brønner gravd på land i disse dager, er de ekstreme høytrykkene ofte funnet på dype offshorebrønner.
Brønnhodeutstyrsdesign dekkes av API-spesifikasjoner som 6A, spesifikasjon for brønnhode- og juletreutstyr. Ventilene dekket i 6A er designet for ekstremt høye trykk, men moderate temperaturer. De fleste juletrær inneholder portventiler og spesielle klodeventiler kalt chokes. Droslene brukes til å regulere strømmen fra brønnen.
I tillegg til selve brønnhodene, befolker mange hjelpeanlegg et olje- eller gassfelt. Prosessutstyr for å forbehandle oljen eller gassen krever en rekke ventiler. Disse ventilene er vanligvis karbonstål vurdert for lavere klasser.
Noen ganger er en svært etsende væske - hydrogensulfid - tilstede i den rå petroleumsstrømmen. Dette materialet, også kalt sur gass, kan være dødelig. For å overvinne utfordringene med sur gass, må spesielle materialer eller materialbehandlingsteknikker i henhold til NACE International-spesifikasjon MR0175 følges.
OFFSHORE INDUSTRI
Rørsystemene for offshore oljerigger og produksjonsanlegg inneholder en mengde ventiler bygget etter mange forskjellige spesifikasjoner for å håndtere det store utvalget av strømningskontrollutfordringer. Disse fasilitetene inneholder også ulike styresystemsløyfer og trykkavlastningsanordninger.
For oljeproduksjonsanlegg er det arterielle hjertet selve olje- eller gassgjenvinningsrørsystemet. Selv om det ikke alltid er på selve plattformen, bruker mange produksjonssystemer juletrær og rørsystemer som opererer i de ugjestmilde dypene på 10 000 fot eller mer. Dette produksjonsutstyret er bygget i henhold til mange krevende American Petroleum Institute (API)-standarder og referert til i flere API-anbefalte praksiser (RPer).
På de fleste store oljeplattformer påføres ytterligere prosesser på råvæsken som kommer fra brønnhodet. Disse inkluderer separering av vann fra hydrokarboner og separering av gass og naturgassvæsker fra fluidstrømmen. Disse rørsystemene etter juletre er generelt bygget etter American Society of Mechanical Engineers B31.3 rørkoder med ventilene designet i samsvar med API-ventilspesifikasjoner som API 594, API 600, API 602, API 608 og API 609.
Noen av disse systemene kan også inneholde API 6D port-, kule- og tilbakeslagsventiler. Siden eventuelle rørledninger på plattformen eller boreskipet er interne i anlegget, gjelder ikke de strenge kravene til bruk av API 6D-ventiler for rørledninger. Selv om flere ventiltyper brukes i disse rørsystemene, er kuleventilen den valgte ventiltypen.
RØRLEDNINGER
Selv om de fleste rørledninger er skjult, er deres tilstedeværelse vanligvis tydelig. Små skilt som sier "petroleumsrørledning" er en åpenbar indikator på tilstedeværelsen av underjordiske transportrør. Disse rørledningene er utstyrt med mange viktige ventiler langs hele lengden. Nødrørledningsavstengningsventiler finnes med intervaller som spesifisert av standarder, koder og lover. Disse ventilene tjener den viktige tjenesten å isolere en del av en rørledning i tilfelle en lekkasje eller når vedlikehold er nødvendig.
Også spredt langs en rørledningstrasé er anlegg hvor ledningen kommer ut av bakken og ledningsadkomst er tilgjengelig. Disse stasjonene er hjemmet for "grise" utsettingsutstyr, som består av enheter satt inn i rørledningene enten for å inspisere eller rense linjen. Disse utsettingsstasjonene inneholder vanligvis flere ventiler, enten port- eller kuletyper. Alle ventilene på et rørsystem må ha full port (full åpning) for å tillate passasje av griser.
Rørledninger trenger også energi for å bekjempe friksjonen i rørledningen og opprettholde trykket og flyten i ledningen. Det brukes kompressor- eller pumpestasjoner som ser ut som små versjoner av et prosessanlegg uten de høye sprekktårnene. Disse stasjonene er hjemsted for dusinvis av port-, kule- og kontrollrørledningsventiler.
Selve rørledningene er designet i henhold til ulike standarder og koder, mens rørledningsventiler følger API 6D rørledningsventiler.
Det er også mindre rørledninger som går inn i hus og kommersielle strukturer. Disse ledningene gir vann og gass og er bevoktet av stengeventiler.
Store kommuner, spesielt i den nordlige delen av USA, sørger for damp for oppvarmingsbehov til kommersielle kunder. Disse damptilførselsledningene er utstyrt med en rekke ventiler for å kontrollere og regulere damptilførselen. Selv om væsken er damp, er trykket og temperaturene lavere enn de som finnes i kraftverks dampproduksjon. En rekke ventiltyper brukes i denne tjenesten, selv om den ærverdige pluggventilen fortsatt er et populært valg.
REFINERI OG PETROKJEMISK
Raffineriventiler står for mer industriell ventilbruk enn noe annet ventilsegment. Raffinerier er hjemsted for både etsende væsker og i noen tilfeller høye temperaturer.
Disse faktorene dikterer hvordan ventiler bygges i samsvar med API-ventildesignspesifikasjoner som API 600 (portventiler), API 608 (kuleventiler) og API 594 (tilbakeslagsventiler). På grunn av den harde servicen mange av disse ventilene møter, er det ofte behov for ekstra korrosjonstilskudd. Dette tilskuddet kommer til uttrykk gjennom større veggtykkelser som er spesifisert i API-designdokumentene.
Praktisk talt alle hovedventiltyper kan finnes i overflod i et typisk stort raffineri. Den allestedsnærværende portventilen er fortsatt kongen av bakken med den største befolkningen, men kvartsvingsventiler tar en stadig større del av markedsandelen. Kvartalssvingsproduktene som gjør vellykkede inntog i denne industrien (som også en gang var dominert av lineære produkter) inkluderer høyytelses trippel-offset-spjeldventiler og metall-setede kuleventiler.
Standard gate-, globus- og tilbakeslagsventiler finnes fortsatt i massevis, og på grunn av deres design og produksjonsøkonomi vil de ikke forsvinne med det første.
Trykkklassifiseringer for raffineriventiler går fra klasse 150 til klasse 1500, med klasse 300 den mest populære.
Vanlige karbonstål, slik som klasse WCB (støpt) og A-105 (smidd) er de mest populære materialene som er spesifisert og brukt i ventiler for raffineriservice. Mange raffineringsprosessapplikasjoner presser de øvre temperaturgrensene for vanlig karbonstål, og legeringer med høyere temperatur er spesifisert for disse applikasjonene. De mest populære av disse er krom/moly-stål som 1-1/4% Cr, 2-1/4% Cr, 5% Cr og 9% Cr. Rustfritt stål og høy-nikkel-legeringer brukes også i noen spesielt tøffe raffineringsprosesser.
Innleggstid: 10. juli 2020