Giới thiệu
Van cắm bôi trơn ngược là van cách ly một phần tư vòng{0}}được sử dụng trong các hệ thống đường ống công nghiệp trong đó van phải cách ly môi trường xử lý trong các điều kiện nhiệt độ và áp suất xác định. Cấu trúc của nó kết hợp cách bố trí phích cắm ngược với hệ thống bôi trơn cung cấp chất bịt kín cho khu vực tiếp xúc giữa phích cắm và thân van.
Không giống như mô tả van cắm thông thường tập trung chủ yếu vào nút xoay 90 độ, thiết kế bôi trơn ngược đòi hỏi phải chú ý đến mối quan hệ giữa hình dạng nút, bề mặt bịt kín, áp suất bên trong và bôi trơn. Những yếu tố này ảnh hưởng đến mô-men xoắn vận hành, hoạt động bịt kín và yêu cầu bảo trì.
Loại van thường được xem xét cho các đường ống dẫn dầu và khí đốt, nhà máy lọc dầu, cơ sở hóa dầu và các ứng dụng đường ống xử lý khác. API 599 đặc biệt bao gồm các van cắm được bôi trơn và không{2}}được bôi trơn bằng kim loại, bao gồm các yêu cầu liên quan đến thiết kế, vật liệu, kích thước mặt-đối-mặt, xếp hạng nhiệt độ-áp suất, kiểm tra và thử nghiệm. API 6D cung cấp các yêu cầu đối với đường ống và van đường ống được sử dụng trong các ứng dụng dầu mỏ và khí đốt tự nhiên, đồng thời bao gồm các van cắm trong phạm vi của nó.
Đối với các nhóm mua sắm, việc hiểu nguyên lý làm việc của van chỉ là điểm khởi đầu. Việc lựa chọn thực tế phải dựa trên môi trường xử lý, áp suất, nhiệt độ, kích thước van, vật liệu, kết nối cuối, dẫn động và các tiêu chuẩn dự án hiện hành.
Van cắm bôi trơn ngược là gì?
Xây dựng van cắm
Van cắm sử dụng một phích cắm quay có đường dẫn xuyên qua thân van. Khi lối đi thẳng hàng với đường ống, van sẽ mở. Xoay phích cắm khoảng 90 độ sẽ di chuyển phần đặc vào đường dẫn dòng chảy và cô lập đường dây.
Van cắm bôi trơn đảo ngược sử dụng sự sắp xếp đảo ngược của hệ thống phích cắm và vòng đệm. Các thành phần chính của nó thường bao gồm thân van, phích cắm, thân van, bề mặt bịt kín và hệ thống phun dầu bôi trơn.
Việc xây dựng chi tiết có thể khác nhau giữa các nhà sản xuất và kích cỡ van. API 599 bao gồm một số nhóm thiết kế van cắm chung và không yêu cầu mọi nhà sản xuất phải sử dụng cấu hình bên trong giống hệt nhau.
Đây là một điểm quan trọng khi so sánh các trích dẫn. Cả hai van đều có thể được mô tả là van cắm được bôi trơn trong khi có hình dạng nút, cách bố trí bịt kín hoặc cơ chế vận hành khác nhau. Do đó, thông số kỹ thuật cần được xem xét thay vì chỉ dựa vào tên sản phẩm.
Thiết kế niêm phong phích cắm ngược hoạt động như thế nào
Sự sắp xếp ngược làm thay đổi cách phích cắm tương tác với khu vực bịt kín dưới áp suất bên trong.
Theo thông tin sản phẩm được DMLV công bố, việc lắp đặt ngược sẽ thay đổi hướng bịt kín, cho phép áp lực tác động lên phích cắm đẩy nó về phía khu vực ghế ngồi. Nhà sản xuất cũng xác định hệ thống bôi trơn và thiết kế nút côn là một phần của cấu trúc van.
Hoạt động bịt kín thực tế phụ thuộc vào thiết kế cơ học hoàn chỉnh, bao gồm hình dạng phích cắm, độ hoàn thiện bề mặt, sự kết hợp vật liệu và điều kiện nhiệt độ-áp suất.
Vì lý do này, thuật ngữ "niêm phong có hỗ trợ áp suất" không được coi là thông số hiệu suất độc lập. Người mua nên xác nhận mức áp suất của nhà sản xuất, quy trình kiểm tra rò rỉ và tiêu chuẩn áp dụng cho cấu hình van cụ thể.
Vai trò của bôi trơn
Bôi trơn là một phần không thể thiếu của van cắm được bôi trơn.
Van chứa các đường dẫn bôi trơn bên trong mà qua đó chất bịt kín có thể được đưa vào vùng tiếp xúc của thân phích cắm. Chất bôi trơn làm giảm ma sát giữa các bề mặt tiếp xúc và có thể giúp duy trì bề mặt bịt kín trong quá trình vận hành van.
API 599 đặc biệt bao gồm các yêu cầu đối với hệ thống bôi trơn bên trong được sử dụng trong các van cắm được bôi trơn.
Việc lựa chọn chất bôi trơn cũng rất quan trọng. Nó phải tương thích với môi trường xử lý, vật liệu van và nhiệt độ vận hành. Do đó, hệ thống bôi trơn cần được coi là một phần của thông số kỹ thuật van hoàn chỉnh hơn là một phụ kiện bảo trì độc lập.
Các tính năng thiết kế chính và thông số kỹ thuật
Niêm phong kim loại-đến{1}}kim loại
Nhiều van cắm được bôi trơn sử dụng bề mặt tiếp xúc bằng kim loại giữa phích cắm và thân van. Các bề mặt bịt kín được gia công để thiết lập tiếp điểm cần thiết khi phích cắm đạt đến vị trí đóng.
Chất bôi trơn được đưa vào qua các đường dẫn bên trong và đến các khu vực bịt kín có liên quan. Ngoài việc giảm ma sát, chất bịt kín có thể lấp đầy những chỗ không đều trên bề mặt nhỏ giữa các bộ phận tiếp xúc.
Kết quả làm kín bị ảnh hưởng bởi độ chính xác gia công, hình dạng nút chặn, lựa chọn vật liệu và áp suất vận hành. Vì lý do này, chỉ mô tả phần đệm kín bằng kim loại-đến{2}}kim loại không xác định được các điều kiện sử dụng được phép của van.
API 599 đề cập đến xếp hạng nhiệt độ-áp suất như một phần yêu cầu đối với van cắm kim loại.
Hệ thống phun bôi trơn
Một hệ thống phun bôi trơn điển hình bao gồm một khớp nối phun bên ngoài được kết nối với các đường dẫn bên trong van.
Sự sắp xếp này cho phép chất bôi trơn tiếp cận các bề mặt bịt kín mà không cần tháo van ra khỏi đường ống. DMLV xác định kênh bôi trơn và phụ kiện phun chất bịt kín trong thiết kế đã công bố.
Để mua sắm, người mua nên xác nhận loại chất bôi trơn hoặc chất bịt kín được nhà sản xuất khuyến nghị, phạm vi nhiệt độ áp dụng, khả năng tương thích với môi trường xử lý và khoảng thời gian bảo trì được khuyến nghị.
Nếu van được lắp đặt trong một quy trình khó tiếp cận thường xuyên thì vị trí của đầu nối phun cũng cần được xem xét trong giai đoạn bố trí đường ống.
mô-men xoắn vận hành
Vòng quay của phích cắm tạo ra mô-men xoắn vì phích cắm tương tác với các bề mặt bịt kín trong khi áp suất bên trong tác động lên van.
Hệ thống bôi trơn có thể làm giảm ma sát trong quá trình chuyển động của phích cắm. DMLV xác định mô-men xoắn vận hành giảm là một trong những đặc điểm của thiết kế bôi trơn ngược.
Đối với các van vận hành bằng tay, mô-men xoắn ảnh hưởng đến nỗ lực vận hành cần thiết. Đối với van tự động, nó ảnh hưởng trực tiếp đến việc lựa chọn bộ truyền động.
Do đó, nên chọn bộ truyền động bằng khí nén hoặc điện bằng cách sử dụng dữ liệu mô-men xoắn vận hành của nhà sản xuất đối với các điều kiện áp suất và nhiệt độ quy định. Việc chọn bộ truyền động chỉ theo kích thước van danh nghĩa có thể dẫn đến công suất bộ truyền động không chính xác.
Lớp kích thước và áp suất
Kích thước danh nghĩa và loại áp suất là hai trong số những thông số quan trọng nhất trong quá trình tìm kiếm van.
API 599 bao gồm các van nút kim loại từ NPS 1/2 đến NPS 24 trong phạm vi đã nêu, bao gồm cả van nút đồng trục hai chiều-được bôi trơn và không{4}}được bôi trơn.
API 6D bao gồm đường ống và van đường ống ở các cấp áp suất bao gồm Lớp 150, 300, 400, 600, 900, 1500 và 2500.
Thông tin sản phẩm của DMLV chỉ định phạm vi DN15–DN600 và xếp hạng áp suất lên đến Loại 2500 cho việc cung cấp van cắm bôi trơn ngược.
Những phạm vi này không nên được coi là áp dụng cho mọi nhà sản xuất. Người mua nên yêu cầu mức áp suất-nhiệt độ cho kích thước van, vật liệu thân và cấu hình chính xác được trích dẫn.
Tiêu chuẩn cho van cắm bôi trơn ngược
API 599
API 599 là tài liệu tham khảo chính cho van cắm kim loại.
Tiêu chuẩn này bao gồm các van cắm bằng thép, niken-và các hợp kim khác có đầu hàn mặt bích hoặc đối đầu-, cũng như các cấu hình sắt dễ uốn được chỉ định. Nó bao gồm cả van được bôi trơn và không{3}}được bôi trơn với các cổng đồng trục hai{4}}chiều.
Các yêu cầu của nó đề cập đến các lĩnh vực bao gồm thiết kế, vật liệu, kích thước, xếp hạng nhiệt độ-áp suất, kiểm tra, thanh tra và thử nghiệm.
Do đó, đối với một dự án mua sắm quốc tế, việc nêu rõ "API 599" chỉ là một phần của thông số kỹ thuật van. Người mua cũng nên xác định kích thước áp dụng, loại áp suất, vật liệu và yêu cầu kết nối.
API 6D
API 6D đặc biệt phù hợp khi van dành cho đường ống và hệ thống đường ống trong ngành dầu khí và khí đốt tự nhiên.
API mô tả Thông số kỹ thuật 6D bao gồm việc thiết kế, sản xuất, lắp ráp, thử nghiệm và lập tài liệu về van bi, van kiểm tra, cổng và van cắm cho đường ống và hệ thống đường ống.
API hiện xác định phiên bản thứ 25 của API 6D và liệt kê các phụ lục và lỗi sai tiếp theo, vì vậy người mua nên chỉ định phiên bản bắt buộc hoặc tiêu chuẩn dự án khi chuẩn bị tài liệu mua sắm.
Tiêu chuẩn kích thước ASME
Khả năng tương thích về kích thước là một yếu tố khác cần cân nhắc khi tìm nguồn cung cấp Van cắm bôi trơn ngược.
DMLV chỉ định ASME B16.10 cho kích thước mặt-với-mặt van và ASME B16.5 cho mặt bích kết nối.
Tiêu chuẩn kết nối cần phải tương ứng với đặc điểm kỹ thuật đường ống của dự án. Van có thể đáp ứng cấp áp suất yêu cầu nhưng vẫn cần sửa đổi hoặc thay thế nếu kích thước kết nối của nó không khớp với đường ống.
Kiểm tra API 598
API 598 liên quan đến việc kiểm tra và thử nghiệm van. Danh mục tiêu chuẩn của API mô tả nó bao gồm các yêu cầu thanh tra, kiểm tra, kiểm tra bổ sung và-kiểm tra áp suất đối với van cổng, cầu, phích cắm, bi, van một chiều và van bướm, bao gồm cả van kim loại-đến-kim loại-.
Đối với người mua, các yêu cầu thử nghiệm phải được nêu rõ trong thông số kỹ thuật mua hàng. Việc kiểm tra vỏ, kiểm tra chỗ ngồi, tài liệu kiểm tra bắt buộc và mọi thử nghiệm bổ sung-cụ thể của dự án phải được thống nhất trước khi sản xuất.
Các ứng dụng của Van cắm bôi trơn ngược
Đường ống dẫn dầu khí
Đường ống dẫn dầu và khí đốt là một trong những lĩnh vực ứng dụng chính của van cách ly công nghiệp.
Van cắm bôi trơn ngược có thể được xem xét khi dự án yêu cầu van cắm kim loại có hệ thống bôi trơn và cấu hình đã chọn đáp ứng các yêu cầu về áp suất, nhiệt độ, vật liệu và thử nghiệm của đường ống.
Đối với các ứng dụng đường ống được bao phủ bởi API 6D, thông số kỹ thuật của van phải được đánh giá cùng với các yêu cầu cách ly và loại đường ống của đường ống. API 6D đề cập cụ thể đến các loại van cắm trong số các loại van được sử dụng trong hệ thống đường ống và đường ống dẫn dầu mỏ và khí đốt tự nhiên.
Nhà máy lọc dầu
Các đơn vị xử lý nhà máy lọc dầu bao gồm các đường ống dẫn dầu thô, sản phẩm tinh chế, hydrocarbon và các chất lỏng xử lý khác ở áp suất và nhiệt độ khác nhau.
Do đó, việc lựa chọn van phụ thuộc vào dịch vụ riêng lẻ hơn là toàn bộ môi trường nhà máy lọc dầu. Môi trường xử lý, nhiệt độ thiết kế, áp suất thiết kế, yêu cầu vật liệu và tần suất vận hành phải được thiết lập trước khi chọn van.
Nhà máy hóa dầu
Quá trình xử lý hóa dầu có thể liên quan đến dòng hydrocarbon, chất trung gian hóa học và môi trường ăn mòn.
Lựa chọn vật liệu trở nên đặc biệt quan trọng trong các dịch vụ này. DMLV liệt kê thép carbon, thép hợp kim và thép không gỉ trong số các tùy chọn vật liệu có sẵn cho dòng van cắm bôi trơn ngược của nó.
Loại thích hợp phải được xác định từ thông số kỹ thuật của vật liệu dự án và điều kiện quy trình thay vì chỉ được chọn theo ứng dụng chung.
Hệ thống xử lý khí tự nhiên và công nghiệp
Các cơ sở xử lý khí tự nhiên và các hệ thống xử lý công nghiệp khác có thể yêu cầu các van cách ly có mức áp suất xác định, bố trí bịt kín và các yêu cầu kiểm tra.
Việc lựa chọn van cuối cùng phải xem xét phạm vi hoạt động hoàn chỉnh và các tiêu chuẩn áp dụng. Khi cần phải tự động hóa, kích thước bộ truyền động và mô-men xoắn vận hành cũng phải được đưa vào phần đánh giá kỹ thuật.
Cách chọn van cắm bôi trơn ngược
Bắt đầu với điều kiện quy trình
Việc tìm hiểu van nên bắt đầu bằng điều kiện sử dụng thực tế.
Tối thiểu, người mua phải cung cấp kích thước ống danh nghĩa, áp suất thiết kế, áp suất vận hành, nhiệt độ thiết kế, nhiệt độ vận hành và môi trường xử lý.
Đối với dịch vụ khí đốt hoặc hydrocarbon, người mua cũng có thể cần nêu rõ các yêu cầu bổ sung liên quan đến khí thải,-thiết kế an toàn cháy nổ, thử nghiệm hoặc tiêu chuẩn dự án.
Những chi tiết này cho phép nhà sản xuất xác định xem cấu trúc van được đề xuất có phù hợp hay không và nên sử dụng vật liệu và bố trí bịt kín nào.
Kết hợp vật liệu với quy trình
Chất liệu thân xe chỉ là một phần của việc lựa chọn chất liệu.
Nút, thân, bề mặt bịt kín và các bộ phận bị ướt hoặc chứa áp suất-khác cũng cần được xem xét.
DMLV liệt kê thép carbon WCB, thép hợp kim WC6/WC9 và thép không gỉ CF8/CF8M trong số các lựa chọn vật liệu của mình.
Đối với môi trường ăn mòn, người mua phải cung cấp thành phần quy trình hoặc các yêu cầu cho phép ăn mòn hiện hành. Đối với dịch vụ có nhiệt độ-cao, cấp vật liệu và mức nhiệt độ{2}}áp suất phải được kiểm tra cùng nhau.
Chọn kết nối cuối cùng và kích hoạt
Các kết nối hàn mặt bích và hàn giáp mối-thường được chỉ định cho các van đường ống công nghiệp.
Người mua phải cung cấp tiêu chuẩn mặt bích, kích thước danh nghĩa và cấp áp suất được yêu cầu. Đối với các kết nối hàn- giáp mép, cũng có thể cần phải cung cấp các kích thước ống liên quan và các yêu cầu về đầu hàn-.
Hoạt động truyền động phụ thuộc vào kích thước van, mômen vận hành, điều kiện lắp đặt và yêu cầu điều khiển. Vận hành bằng tay, vận hành thiết bị, bộ truyền động khí nén và bộ truyền động điện có thể được xem xét tùy thuộc vào dự án.
Xác nhận kiểm tra và tài liệu
Thông số kỹ thuật mua sắm cuối cùng phải xác định tiêu chuẩn thiết kế, tiêu chuẩn thử nghiệm và gói tài liệu cần thiết.
Tài liệu dự án điển hình có thể bao gồm chứng chỉ vật liệu, hồ sơ kiểm tra kích thước, báo cáo kiểm tra áp suất, hồ sơ nhận dạng và các tài liệu chất lượng khác do người mua chỉ định.
Điều này đặc biệt quan trọng đối với các dự án quốc tế, nơi tài liệu kỹ thuật có thể cần được xem xét và phê duyệt trước khi vận chuyển.
Phần kết luận
Van cắm bôi trơn đảo ngược kết hợp cơ cấu van cắm một phần tư{0}}với cơ cấu làm kín đảo ngược và hệ thống bôi trơn bên trong. Sự phù hợp của nó đối với một đường ống cụ thể phụ thuộc vào mối quan hệ giữa cấu trúc van và điều kiện vận hành thực tế.
Đối với các nhóm kỹ thuật và mua sắm, các yếu tố lựa chọn chính là kích thước van, cấp áp suất, định mức nhiệt độ-áp suất, môi trường xử lý, thân và vật liệu bên trong, cách bố trí vòng đệm, hệ thống bôi trơn, kết nối đầu cuối, các yêu cầu về dẫn động và thử nghiệm.
API 599 cung cấp tài liệu tham khảo kỹ thuật chính cho van cắm được bôi trơn và không{1}}được bôi trơn bằng kim loại, trong khi API 6D áp dụng cho đường ống và van đường ống trong phạm vi dầu mỏ và khí tự nhiên đã xác định. Sau đó, các tiêu chuẩn về chiều ASME và các yêu cầu kiểm tra và thử nghiệm API 598 có thể được kết hợp theo đặc điểm kỹ thuật cụ thể của dự án.
Do đó, một cuộc điều tra van hoàn chỉnh về mặt kỹ thuật nên bắt đầu với các điều kiện vận hành đường ống và các tiêu chuẩn áp dụng, sau đó là lựa chọn cấu trúc, vật liệu, kết nối và dẫn động van. Cách tiếp cận này mang lại cho người mua quốc tế cơ sở rõ ràng hơn để so sánh các nhà sản xuất và xác minh xem van được đề xuất có phù hợp với dịch vụ dự định hay không.
Tài liệu tham khảo
Viện Dầu khí Hoa Kỳ, Tiêu chuẩn API 599 - Van cắm kim loại-Các đầu có mặt bích, có ren và hàn.
Viện Dầu khí Hoa Kỳ, Đặc tả API 6D - Đặc điểm kỹ thuật cho đường ống và van đường ống.
Viện Dầu khí Hoa Kỳ, Tiêu chuẩn API 598 - Kiểm tra và thử nghiệm van.
