Indledning
En Inverted Lubricated Plug Valve er en kvart-omdrejning isolationsventil, der bruges i industrielle rørsystemer, hvor ventilen skal isolere procesmediet under definerede tryk- og temperaturforhold. Dens konstruktion kombinerer et omvendt proparrangement med et smøresystem, der tilfører tætningsmiddel til kontaktområdet mellem prop og ventilhus.
I modsætning til en konventionel propventilbeskrivelse, der hovedsageligt fokuserer på den 90-graders roterende prop, kræver et omvendt smurt design opmærksomhed på forholdet mellem propgeometri, tætningsflader, internt tryk og smøring. Disse faktorer påvirker driftsmoment, tætningsadfærd og vedligeholdelseskrav.
Ventiltypen overvejes almindeligvis til olie- og gasrørledninger, raffinaderier, petrokemiske anlæg og andre procesrørapplikationer. API 599 dækker specifikt metallisk smurte og ikke-smurte stikventiler, herunder krav relateret til design, materialer, flade-til-mål, tryk-temperaturklassificeringer, inspektion og test. API 6D leverer krav til rørlednings- og rørventiler, der anvendes i petroleums- og naturgasapplikationer, og inkluderer propventiler inden for dets anvendelsesområde.
For indkøbsteams er forståelsen af ventilens arbejdsprincip kun udgangspunktet. Det faktiske valg bør baseres på procesmedium, tryk, temperatur, ventilstørrelse, materiale, endeforbindelse, aktivering og gældende projektstandarder.
Hvad er en omvendt smurt propventil?
Stikventilkonstruktion
En propventil bruger en roterende prop med en passage gennem sin krop. Når passagen er på linje med rørledningen, er ventilen åben. Drejning af proppen ca. 90 grader flytter den faste sektion ind i strømningsvejen og isolerer ledningen.
En omvendt smurt propventil bruger et omvendt arrangement af proppen og tætningssystemet. Dens hovedkomponenter omfatter typisk ventilhus, prop, spindel, tætningsflader og smøreindsprøjtningssystem.
Den detaljerede konstruktion kan variere mellem producenter og ventilstørrelser. API 599 dækker adskillige generelle plugventildesigngrupper og kræver ikke, at alle producenter bruger en identisk intern konfiguration.
Dette er et vigtigt punkt, når man sammenligner tilbud. To ventiler kan begge beskrives som smurte propventiler, mens de har forskellige propgeometrier, tætningsarrangementer eller betjeningsmekanismer. Den tekniske specifikation bør derfor gennemgås i stedet for at stole på produktnavnet alene.
Sådan fungerer det omvendte propforseglingsdesign
Det omvendte arrangement ændrer den måde, hvorpå proppen interagerer med tætningsområdet under internt tryk.
Ifølge DMLVs offentliggjorte produktinformation ændrer den omvendte installation forseglingsretningen, hvilket tillader tryk, der virker på proppen, for at skubbe den mod sædeområdet. Producenten identificerer også smøresystemet og konisk propdesign som en del af ventilkonstruktionen.
Den faktiske tætningsadfærd afhænger af det komplette mekaniske design, inklusive propgeometri, overfladefinish, materialekombination og tryk-temperaturforhold.
Af denne grund bør udtrykket "tryk--assisteret tætning" ikke behandles som en selvstændig ydeevnespecifikation. Købere bør bekræfte producentens trykklassificering, lækagetestprocedure og gældende standard for den specifikke ventilkonfiguration.
Smøringens rolle
Smøring er en integreret del af en smurt propventil.
Ventilen indeholder interne smørepassager, gennem hvilke tætningsmiddel kan indføres til prop-kropskontaktområdet. Smøremidlet reducerer friktionen mellem kontaktfladerne og kan hjælpe med at opretholde tætningsgrænsefladen under ventildrift.
API 599 indeholder specifikt krav til interne smøresystemer, der anvendes i smurte propventiler.
Valget af smøremiddel har også betydning. Det skal være kompatibelt med procesmediet, ventilmaterialer og driftstemperatur. Et smøresystem skal derfor betragtes som en del af den komplette ventilspecifikation snarere end som et uafhængigt vedligeholdelsestilbehør.
Nøgledesignfunktioner og tekniske specifikationer
Metal-til-metalforsegling
Mange smurte propventiler bruger metalliske kontaktflader mellem prop og krop. Tætningsfladerne er bearbejdet for at etablere den nødvendige kontakt, når proppen når den lukkede position.
Smøremiddel indføres gennem de indvendige passager og når de relevante tætningsområder. Ud over at reducere friktionen kan tætningsmidlet udfylde små overfladeujævnheder mellem de berørende komponenter.
Den resulterende tætningsadfærd påvirkes af bearbejdningsnøjagtigheden, propgeometrien, materialevalg og driftstryk. Af denne grund definerer en metal-til-metal tætningsbeskrivelse alene ikke ventilens tilladte servicebetingelser.
API 599 adresserer tryk-temperaturklassificeringer som en del af kravene til metalpropventiler.
Smøreindsprøjtningssystem
Et typisk smøreindsprøjtningssystem indbefatter en ekstern indsprøjtningsfitting forbundet med indvendige passager i ventilen.
Arrangementet tillader smøremiddel at nå tætningsfladerne uden at fjerne ventilen fra rørledningen. DMLV identificerer en smørekanal og tætningsmiddelinjektionsfitting i dets offentliggjorte design.
Ved indkøb skal købere bekræfte typen af smøremiddel eller tætningsmiddel anbefalet af producenten, dets gældende temperaturområde, kompatibilitet med procesmediet og det anbefalede vedligeholdelsesinterval.
Hvis ventilen er installeret i en proces, hvor regelmæssig adgang er vanskelig, bør placeringen af indsprøjtningsfittingen også overvejes i rørlayoutfasen.
Driftsmoment
Proprotation genererer drejningsmoment, fordi proppen interagerer med tætningsfladerne, mens internt tryk virker på ventilen.
Smøresystemet kan reducere friktionen under proppens bevægelse. DMLV identificerer reduceret driftsmoment som en af kendetegnene ved dets omvendt smurte design.
For manuelt betjente ventiler påvirker drejningsmomentet den nødvendige betjeningsindsats. For automatiserede ventiler påvirker det direkte aktuatorvalg.
En pneumatisk eller elektrisk aktuator bør derfor vælges ud fra producentens driftsmomentdata for de specificerede tryk- og temperaturforhold. Valg af en aktuator udelukkende i henhold til den nominelle ventilstørrelse kan resultere i en forkert aktuatorkapacitet.
Størrelse og trykklasse
Nominel størrelse og trykklasse er to af de vigtigste parametre i en ventilforespørgsel.
API 599 dækker metalpropventiler fra NPS 1/2 til og med NPS 24 inden for dets angivne omfang, inklusive smurte og ikke-smurte to-koaksiale propventiler.
API 6D dækker rørlednings- og rørventiler i trykklasser inklusive klasse 150, 300, 400, 600, 900, 1500 og 2500.
DMLVs produktinformation specificerer en række DN15-DN600 og trykklassificeringer op til klasse 2500 for dets tilbud om omvendt smurt propventil.
Disse intervaller bør ikke antages at gælde for alle producenter. Køberen bør anmode om den angivne tryk-temperatur for den nøjagtige ventilstørrelse, kropsmateriale og konfiguration.
Standarder for omvendte smurte propventiler
API 599
API 599 er en nøglereference for metalpropventiler.
Standarden dækker stål-, nikkel--base- og andre legeringsventiler med flange- eller stødsvejseender samt specificerede duktile jernkonfigurationer. Den inkluderer både smurte og ikke-smurte ventiler med to-koaksiale porte.
Dens krav omhandler områder, herunder design, materialer, dimensioner, tryk-temperaturklassificeringer, undersøgelse, inspektion og test.
For et internationalt indkøbsprojekt er angivelsen af "API 599" derfor kun en del af ventilspecifikationen. Køber bør også definere gældende størrelse, trykklasse, materialer og tilslutningskrav.
API 6D
API 6D er særligt relevant, når ventilen er beregnet til rør- og rørsystemer i olie- og naturgasindustrien.
API beskriver specifikation 6D som dækkende design, fremstilling, montage, test og dokumentation af kugle-, check-, gate- og propventiler til rør- og rørsystemer.
API identificerer i øjeblikket den 25. udgave af API 6D og lister efterfølgende tilføjelser og errata, så købere bør angive den påkrævede udgave eller projektstandard, når de udarbejder indkøbsdokumenter.
ASME dimensionelle standarder
Dimensionskompatibilitet er en anden overvejelse, når du køber en omvendt smurt propventil.
DMLV specificerer ASME B16.10 for ventilflade-til-fladedimensioner og ASME B16.5 for tilslutning af flanger.
Tilslutningsstandarden skal svare til projektets rørspecifikation. En ventil kan opfylde den påkrævede trykklasse, men stadig kræve modifikation eller udskiftning, hvis dens tilslutningsdimensioner ikke passer til rørledningen.
API 598-testning
API 598 beskæftiger sig med ventilinspektion og testning. API's standardkatalog beskriver det som dækkende inspektion, undersøgelse, supplerende undersøgelser og tryk-krav til gate-, globe-, prop-, kugle-, kontra- og butterflyventiler, herunder metal-til-metal-ventiler.
For købere bør testkrav fremgå tydeligt af købsspecifikationen. Den påkrævede skaltest, sædetest, inspektionsdokumentation og enhver yderligere projektspecifik-test skal aftales før fremstilling.
Anvendelser af omvendt smurte propventiler
Olie- og gasrørledninger
Olie- og gasrørledninger er et af de vigtigste anvendelsesområder for industrielle afspærringsventiler.
En inverteret smurt propventil kan overvejes, hvor projektet kræver en metalpropventil med et smøresystem, og den valgte konfiguration opfylder rørledningens tryk, temperatur, materiale og testkrav.
For rørledningsapplikationer, der er omfattet af API 6D, bør ventilspecifikationen evalueres sammen med rørledningens ledningsklasse og isolationskrav. API 6D henvender sig specifikt til propventiler blandt de ventiltyper, der anvendes i petroleums- og naturgasrørledninger og rørsystemer.
Raffinaderier
Raffinaderiprocessenheder indeholder rørledninger, der transporterer råolie, raffinerede produkter, kulbrinter og andre procesvæsker ved forskellige tryk og temperaturer.
Valg af ventil afhænger derfor af den enkelte service frem for raffinaderimiljøet som helhed. Procesmedium, designtemperatur, designtryk, materialekrav og driftsfrekvens bør fastlægges før valg af ventil.
petrokemiske anlæg
Petrokemisk forarbejdning kan involvere kulbrintestrømme, kemiske mellemprodukter og ætsende medier.
Materialevalg bliver særligt vigtigt i disse tjenester. DMLV lister kulstofstål, legeret stål og rustfrit stål blandt de tilgængelige materialemuligheder for sin omvendt smurte propventilserie.
Den passende karakter bør bestemmes ud fra projektets materialespecifikation og procesbetingelser i stedet for udelukkende at vælges i henhold til den generelle anvendelse.
Naturgas og industrielle processystemer
Naturgasbehandlingsfaciliteter og andre industrielle processystemer kan kræve afspærringsventiler med definerede trykklassificeringer, tætningsarrangementer og inspektionskrav.
Det endelige valg af ventil bør tage højde for den komplette driftsramme og gældende standarder. Hvor automatisering er påkrævet, bør aktuatordimensionering og driftsmoment også inkluderes i den tekniske gennemgang.
Sådan vælger du en omvendt smurt propventil
Start med procesbetingelser
En ventilforespørgsel bør begynde med de faktiske servicebetingelser.
Som minimum skal køberen oplyse den nominelle rørstørrelse, designtryk, driftstryk, designtemperatur, driftstemperatur og procesmedium.
For gas- eller kulbrinteservice skal køberen muligvis også specificere yderligere krav relateret til emissioner,-brandsikkert design, test eller projektstandarder.
Disse detaljer gør det muligt for producenten at afgøre, om den foreslåede ventilkonstruktion er passende, og hvilke materialer og tætningsarrangement der skal anvendes.
Match materialer til processen
Kropsmateriale er kun en del af materialevalg.
Proppen, spindlen, tætningsfladerne og andre fugtede eller tryk-holdige komponenter skal også overvejes.
DMLV lister WCB kulstofstål, WC6/WC9 legeret stål og CF8/CF8M rustfrit stål blandt sine materialemuligheder.
For korrosive medier skal køberen angive processammensætningen eller gældende krav til korrosionsgodtgørelse. Ved høj-temperaturservice bør materialekvalitet og tryk-temperaturklassificering kontrolleres sammen.
Vælg Afslut forbindelse og aktivering
Flange- og stødsvejsede-forbindelser er almindeligvis specificeret til industrielle rørledningsventiler.
Køberen skal levere den påkrævede flangestandard, nominelle størrelse og trykklasse. For stød-svejsede forbindelser skal de relevante rørdimensioner og krav til svejseende- muligvis også angives.
Aktivering afhænger af ventilstørrelse, driftsmoment, installationsforhold og kontrolkrav. Manuel betjening, gearoperatører, pneumatiske aktuatorer og elektriske aktuatorer kan overvejes afhængigt af projektet.
Bekræft test og dokumentation
Den endelige indkøbsspecifikation skal identificere den nødvendige designstandard, teststandard og dokumentationspakke.
Typisk projektdokumentation kan omfatte materialecertifikater, dimensionsinspektionsoptegnelser, trykprøvningsrapporter, identifikationsoptegnelser og andre kvalitetsdokumenter specificeret af køber.
Dette er især vigtigt for internationale projekter, hvor teknisk dokumentation muligvis skal gennemgås og godkendes før afsendelse.
Konklusion
En omvendt smurt propventil kombinerer en kvart-drejning af propventilmekanismen med et omvendt tætningsarrangement og internt smøresystem. Dens egnethed til en bestemt rørledning afhænger af forholdet mellem ventilkonstruktion og de faktiske driftsforhold.
For ingeniør- og indkøbsteams er de vigtigste valgfaktorer ventilstørrelse, trykklasse, tryk-temperaturklassificering, procesmedium, krop og interne materialer, tætningsarrangement, smøresystem, endeforbindelse, aktivering og testkrav.
API 599 giver en primær teknisk reference for metallisk smurte og ikke-smurte stikventiler, mens API 6D gælder for rørlednings- og rørventiler inden for dets definerede petroleum- og naturgas-omfang. ASME dimensionelle standarder og API 598 inspektions- og testkrav kan derefter inkorporeres i henhold til den specifikke projektspecifikation.
En teknisk komplet ventilforespørgsel bør derfor begynde med rørledningens driftsbetingelser og gældende standarder, efterfulgt af valg af ventilkonstruktion, materialer, forbindelser og aktivering. Denne tilgang giver internationale købere et klarere grundlag for at sammenligne producenter og kontrollere, om den foreslåede ventil er egnet til den påtænkte service.
Referencer
American Petroleum Institute, API Standard 599 - Metal Plug Valves-Flange-, gevind- og svejseender.
American Petroleum Institute, API Specification 6D - Specifikation for rørlednings- og rørventiler.
American Petroleum Institute, API Standard 598 - Ventilinspektion og -testning.
