Introducció
Una vàlvula d'obturació lubricada invertida és una vàlvula d'aïllament d'un quart de -volta que s'utilitza en sistemes de canonades industrials on la vàlvula ha d'aïllar el medi de procés en condicions de pressió i temperatura definides. La seva construcció combina una disposició de tap invertit amb un sistema de lubricació que subministra segellador a l'àrea de contacte entre l'endoll i el cos de la vàlvula.
A diferència d'una descripció de vàlvula d'obturació convencional que se centra principalment en l'endoll giratori de 90 graus, un disseny lubricat invertit requereix atenció a la relació entre la geometria de l'obturador, les superfícies de segellat, la pressió interna i la lubricació. Aquests factors influeixen en el parell operatiu, el comportament de segellat i els requisits de manteniment.
El tipus de vàlvula es considera habitualment per a oleoductes i gasoductes, refineries, instal·lacions petroquímiques i altres aplicacions de canonades de procés. L'API 599 cobreix específicament les vàlvules d'obturació lubricades metàl·liques i no-lubricades, inclosos els requisits relacionats amb el disseny, els materials, les dimensions--cara a cara, les classificacions de pressió-temperatura, la inspecció i les proves. L'API 6D proporciona requisits per a les vàlvules de canonades i canonades utilitzades en aplicacions de petroli i gas natural i inclou vàlvules d'obturació dins del seu abast.
Per als equips de contractació, entendre el principi de funcionament de la vàlvula és només el punt de partida. La selecció real s'ha de basar en el medi del procés, la pressió, la temperatura, la mida de la vàlvula, el material, la connexió final, l'actuació i els estàndards de projecte aplicables.
Què és una vàlvula d'endoll lubricada invertida?
Construcció de la vàlvula d'endoll
Una vàlvula d'obturació utilitza un tap giratori amb un pas pel seu cos. Quan el pas està alineat amb la canonada, la vàlvula està oberta. Girar l'endoll aproximadament 90 graus mou la secció sòlida al camí del flux i aïlla la línia.
Una vàlvula d'endoll lubricada invertida utilitza una disposició invertida de l'endoll i el sistema de segellat. Els seus components principals solen incloure el cos de la vàlvula, el tap, la tija, les superfícies de segellat i el sistema d'injecció de lubricació.
La construcció detallada pot variar entre fabricants i mides de vàlvules. L'API 599 cobreix diversos grups de disseny general de vàlvules d'endoll i no requereix que tots els fabricants utilitzin una configuració interna idèntica.
Aquest és un punt important a l'hora de comparar cites. Es poden descriure dues vàlvules com a vàlvules d'obturació lubricades mentre tenen geometries d'obturació, disposicions de segellat o mecanismes de funcionament diferents. Per tant, s'hauria de revisar l'especificació tècnica en lloc de confiar només en el nom del producte.
Com funciona el disseny de segellat de taps invertits
La disposició invertida canvia la manera com el tap interactua amb l'àrea de segellat sota pressió interna.
Segons la informació del producte publicada per DMLV, la instal·lació invertida canvia la direcció de segellat, permetent que la pressió que actua sobre l'endoll l'empeny cap a la zona del seient. El fabricant també identifica el sistema de lubricació i el disseny del tap cònic com a part de la construcció de la vàlvula.
El comportament real del segellat depèn del disseny mecànic complet, inclòs la geometria del tap, l'acabat de la superfície, la combinació de materials i les condicions de pressió{0}}temperatura.
Per aquest motiu, el terme "segellat assistit per pressió-" no s'ha de tractar com una especificació de rendiment autònoma. Els compradors haurien de confirmar la classificació de pressió del fabricant, el procediment de prova de fuites i l'estàndard aplicable per a la configuració específica de la vàlvula.
Paper de la lubricació
La lubricació és una part integral d'una vàlvula d'obturació lubricada.
La vàlvula conté passos de lubricació interns a través dels quals es pot introduir segellador a l'àrea de contacte del cos de l'endoll-. El lubricant redueix la fricció entre les superfícies de contacte i pot ajudar a mantenir la interfície de segellat durant el funcionament de la vàlvula.
L'API 599 inclou específicament requisits per als sistemes de lubricació interna utilitzats en vàlvules d'obturació lubricades.
L'elecció del lubricant també és important. Ha de ser compatible amb el medi de procés, els materials de la vàlvula i la temperatura de funcionament. Per tant, un sistema de lubricació s'ha de considerar com a part de l'especificació completa de la vàlvula i no com un accessori de manteniment independent.
Característiques clau del disseny i especificacions tècniques
Segellat de metall-a-metall
Moltes vàlvules d'obturació lubricades utilitzen superfícies de contacte metàl·liques entre l'endoll i el cos. Les superfícies de segellat estan mecanitzades per establir el contacte necessari quan el tap arriba a la posició tancada.
El lubricant s'introdueix pels passatges interns i arriba a les zones de segellat corresponents. A més de reduir la fricció, el segellador pot omplir petites irregularitats superficials entre els components en contacte.
El comportament de segellat resultant està influenciat per la precisió de mecanitzat, la geometria del tap, la selecció del material i la pressió de funcionament. Per aquest motiu, una descripció de segellat de metall-a-no defineix les condicions de servei permeses de la vàlvula.
L'API 599 aborda les classificacions de pressió-temperatura com a part dels seus requisits per a vàlvules d'obturació metàl·lica.
Sistema d'injecció de lubricació
Un sistema d'injecció de lubricació típic inclou un accessori d'injecció extern connectat als passatges interns de la vàlvula.
La disposició permet que el lubricant arribi a les superfícies de segellat sense treure la vàlvula de la canonada. DMLV identifica un canal de lubricació i un racó d'injecció de segellador en el seu disseny publicat.
Per a la compra, els compradors haurien de confirmar el tipus de lubricant o segellador recomanat pel fabricant, el seu rang de temperatura aplicable, la compatibilitat amb el medi de procés i l'interval de manteniment recomanat.
Si la vàlvula s'instal·la en un procés on l'accés regular és difícil, també s'ha de tenir en compte la ubicació de la connexió d'injecció durant l'etapa de disseny de canonades.
Parell de funcionament
La rotació del tap genera parell perquè el tap interactua amb les superfícies de segellat mentre que la pressió interna actua sobre la vàlvula.
El sistema de lubricació pot reduir la fricció durant el moviment de l'endoll. DMLV identifica el parell operatiu reduït com una de les característiques del seu disseny lubricat invertit.
Per a les vàlvules d'accionament manual, el parell afecta l'esforç de funcionament necessari. Per a les vàlvules automatitzades, afecta directament la selecció de l'actuador.
Per tant, s'ha de seleccionar un actuador pneumàtic o elèctric utilitzant les dades de parell de funcionament del fabricant per a les condicions de pressió i temperatura especificades. La selecció d'un actuador només segons la mida nominal de la vàlvula pot provocar una capacitat incorrecta de l'actuador.
Mida i classe de pressió
La mida nominal i la classe de pressió són dos dels paràmetres més importants en una consulta de vàlvules.
L'API 599 cobreix les vàlvules d'obturació metàl·lica des de NPS 1/2 fins a NPS 24 dins del seu àmbit d'aplicació, incloses les vàlvules d'obturació coaxial de dues vies lubricades i no-lubricades-.
L'API 6D cobreix les vàlvules de canonades i canonades en classes de pressió incloses les classes 150, 300, 400, 600, 900, 1500 i 2500.
La informació del producte de DMLV especifica una gamma de DN15–DN600 i classes de pressió fins a la classe 2500 per a la seva oferta de vàlvules d'obturació lubricada invertida.
No s'ha de suposar que aquests intervals s'apliquen a tots els fabricants. El comprador ha de sol·licitar la classificació de pressió-temperatura per a la mida exacta de la vàlvula, el material del cos i la configuració que es cotitzen.
Normes per a vàlvules d'obturació lubricada invertida
API 599
API 599 és una referència clau per a vàlvules d'obturació metàl·lica.
L'estàndard cobreix les vàlvules d'obturació d'acer,-base de níquel i altres aliatges amb extrems de soldadura-amb brides o a tope, així com configuracions especificades de ferro dúctil. Inclou vàlvules lubricades i no-lubricades amb ports coaxials de dues vies-.
Els seus requisits aborden àrees com ara el disseny, els materials, les dimensions, les classificacions de pressió{0}}temperatura, l'examen, la inspecció i les proves.
Per a un projecte de contractació internacional, indicar "API 599" és, per tant, només una part de l'especificació de la vàlvula. El comprador també ha de definir la mida aplicable, la classe de pressió, els materials i els requisits de connexió.
API 6D
L'API 6D és especialment rellevant quan la vàlvula està destinada a sistemes de canonades i canonades a les indústries del petroli i del gas natural.
L'API descriu l'Especificació 6D com que cobreix el disseny, la fabricació, el muntatge, les proves i la documentació de les vàlvules de bola, de retenció, de compuerta i d'obturació per a sistemes de canonades i canonades.
Actualment, l'API identifica la 25a edició de l'API 6D i enumera les addicions i errates posteriors, de manera que els compradors haurien d'especificar l'edició o l'estàndard del projecte requerits a l'hora de preparar els documents de contractació.
Normes dimensionals ASME
La compatibilitat dimensional és una altra consideració a l'hora d'obtenir una vàlvula d'endoll lubricada invertida.
DMLV especifica ASME B16.10 per a les dimensions de cara-a-de la vàlvula i ASME B16.5 per a les brides de connexió.
L'estàndard de connexió ha de coincidir amb l'especificació de la canonada del projecte. Una vàlvula pot complir la classe de pressió requerida, però encara requereix modificació o substitució si les seves dimensions de connexió no coincideixen amb la canonada.
Proves de l'API 598
L'API 598 es refereix a la inspecció i prova de vàlvules. El catàleg d'estàndards de l'API el descriu com a inspecció, examen, exàmens addicionals i requisits de prova de pressió-per a vàlvules de compuerta, globus, tap, bola, vàlvules de retenció i de papallona, incloses les vàlvules de seient de metall-a-metall-.
Per als compradors, els requisits de prova s'han d'indicar clarament a l'especificació de compra. Abans de la fabricació, s'han d'acordar la prova de la carcassa, la prova del seient, la documentació d'inspecció i qualsevol prova específica-del projecte addicional.
Aplicacions de les vàlvules d'obturació lubricades invertides
Oleoductes i gasoductes
Els oleoductes i gasoductes són una de les principals àrees d'aplicació de les vàlvules d'aïllament industrials.
Es pot considerar una vàlvula d'obturació lubricada invertida quan el projecte requereixi una vàlvula d'obturació metàl·lica amb un sistema de lubricació i la configuració seleccionada compleixi els requisits de pressió, temperatura, material i proves de la canonada.
Per a les aplicacions de canonades cobertes per l'API 6D, l'especificació de la vàlvula s'ha d'avaluar juntament amb la classe de línia i els requisits d'aïllament de la canonada. L'API 6D aborda específicament les vàlvules d'obturació entre els tipus de vàlvules que s'utilitzen en sistemes de canonades i canonades de petroli i gas natural.
Refineries
Les unitats de procés de refineria contenen canonades que transporten petroli cru, productes refinats, hidrocarburs i altres fluids de procés a diferents pressions i temperatures.
Per tant, la selecció de la vàlvula depèn del servei individual i no de l'entorn de la refineria en conjunt. Abans de seleccionar la vàlvula, s'han d'establir el mitjà de procés, la temperatura de disseny, la pressió de disseny, els requisits del material i la freqüència de funcionament.
Plantes petroquímiques
El processament petroquímic pot implicar corrents d'hidrocarburs, intermedis químics i medis corrosius.
La selecció del material esdevé especialment important en aquests serveis. DMLV enumera l'acer al carboni, l'acer aliat i l'acer inoxidable entre les opcions de materials disponibles per a la seva gamma de vàlvules d'obturació lubricada invertida.
El grau adequat s'ha de determinar a partir de l'especificació del material del projecte i les condicions del procés en lloc de seleccionar-se únicament segons l'aplicació general.
Gas Natural i Sistemes de Processos Industrials
Les instal·lacions de processament de gas natural i altres sistemes de procés industrial poden requerir vàlvules d'aïllament amb classes de pressió, disposicions de segellat i requisits d'inspecció definits.
La selecció final de la vàlvula ha de tenir en compte l'embolcall de funcionament complet i els estàndards aplicables. Quan es requereixi automatització, la mida de l'actuador i el parell de funcionament també s'han d'incloure a la revisió tècnica.
Com seleccionar una vàlvula d'endoll lubricada invertida
Comenceu amb les condicions del procés
Una consulta de vàlvules hauria de començar amb les condicions reals de servei.
Com a mínim, el comprador ha de proporcionar la mida nominal de la canonada, la pressió de disseny, la pressió de funcionament, la temperatura de disseny, la temperatura de funcionament i el medi de procés.
Per al servei de gas o d'hidrocarburs, és possible que l'adquirent també hagi d'especificar requisits addicionals relacionats amb les emissions, el disseny de seguretat contra incendis-, les proves o els estàndards del projecte.
Aquests detalls permeten al fabricant determinar si la construcció de la vàlvula proposada és adequada i quins materials i disposició de segellat s'han d'utilitzar.
Relaciona els materials amb el procés
El material del cos és només una part de la selecció del material.
També s'han de tenir en compte l'endoll, la tija, les superfícies de segellat i altres components mullats o que contenen pressió{0}}.
DMLV enumera l'acer al carboni WCB, l'acer d'aliatge WC6/WC9 i l'acer inoxidable CF8/CF8M entre les seves opcions de material.
Per als mitjans corrosius, l'adquirent ha de proporcionar la composició del procés o els requisits de tolerància de corrosió aplicables. Per al servei d'alta-temperatura, s'han de comprovar conjuntament el grau del material i la temperatura{2}}de pressió.
Seleccioneu Finalitzar connexió i accionament
Les connexions amb brides i{0}}soldades a tope s'especifiquen habitualment per a vàlvules de canonades industrials.
El comprador ha de proporcionar l'estàndard de brida requerit, la mida nominal i la classe de pressió. Per a les connexions-soldades a tope, és possible que també s'hagin de proporcionar les dimensions rellevants de la canonada i els requisits-extrems de soldadura.
L'accionament depèn de la mida de la vàlvula, el parell de funcionament, les condicions d'instal·lació i els requisits de control. El funcionament manual, els operadors d'engranatges, els actuadors pneumàtics i els actuadors elèctrics es poden considerar segons el projecte.
Confirmeu la prova i la documentació
L'especificació final de contractació ha d'identificar l'estàndard de disseny, l'estàndard de prova i el paquet de documentació requerits.
La documentació típica del projecte pot incloure certificats de materials, registres d'inspecció dimensional, informes de proves de pressió, registres d'identificació i altres documents de qualitat especificats pel comprador.
Això és especialment important per als projectes internacionals, on la documentació tècnica pot ser necessari revisar i aprovar abans de l'enviament.
Conclusió
Una vàlvula d'obturació lubricada invertida combina un mecanisme de vàlvula d'obturació de quart-de volta amb una disposició de segellat invertida i un sistema de lubricació interna. La seva idoneïtat per a una canonada particular depèn de la relació entre la construcció de la vàlvula i les condicions reals de funcionament.
Per als equips d'enginyeria i adquisicions, els factors clau de selecció són la mida de la vàlvula, la classe de pressió, la pressió{0}}temperatura, el medi de procés, el cos i els materials interns, la disposició de segellat, el sistema de lubricació, la connexió final, els requisits d'actuació i de prova.
L'API 599 proporciona una referència tècnica principal per a les vàlvules d'obturació lubricades metàl·liques i no-, mentre que l'API 6D s'aplica a les vàlvules de canonades i canonades dins del seu abast definit de petroli i gas natural. Els estàndards dimensionals ASME i els requisits d'inspecció i proves API 598 es poden incorporar d'acord amb l'especificació específica del projecte.
Per tant, una consulta tècnicament completa de la vàlvula hauria de començar amb les condicions d'operació de la canonada i els estàndards aplicables, seguida de la selecció de la construcció, els materials, les connexions i l'accionament de la vàlvula. Aquest enfocament ofereix als compradors internacionals una base més clara per comparar fabricants i verificar si la vàlvula proposada és adequada per al servei previst.
Referències
American Petroleum Institute, estàndard API 599 - Vàlvules d'obturació metàl·lica- Extrems amb brides, roscats i de soldadura.
American Petroleum Institute, especificació API 6D - Especificació per a vàlvules de canonades i canonades.
American Petroleum Institute, API Standard 598 - Inspecció i proves de vàlvules.
