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閥門用于石油和天然氣工業(yè)管道

發(fā)布時間:2024/10/21 
閥門用于石油和天然氣工業(yè)管道

了解石油和天然氣行業(yè)中使用的不同類型的閥門及其差異:API和ASME閘門,球形,檢查,球形和蝶形設(shè)計(手動或驅(qū)動,帶鍛造和鑄造車身)。簡而言之,v avves是用于管道應(yīng)用的機械裝置,用于控制,調(diào)節(jié)和打開/關(guān)閉流體的流量和壓力。鍛造閥門用于小口徑或高壓管道應(yīng)用,鑄造閥門用于2英寸以上的管道。
什么是閥門?
石化行業(yè)使用的不同類型的閥門適用于以下任何應(yīng)用:
石化閥門

 通過管道啟動/停止流體(碳?xì)浠衔,石油和天然氣,蒸汽,水,酸)的流動(例如:閘閥,球閥,蝶閥,刀閘閥或旋塞閥)
 調(diào)節(jié)通過管道的流體流量(例如:截止閥)
控制  流體流量(控制閥)
改變  流動方向(例如三通球閥)
調(diào)節(jié)  過程的壓力(減壓閥)
保護(hù)  管道系統(tǒng)或設(shè)備(泵,電機,油箱)免受過壓(安全或壓力釋放)或背壓(止回閥)
過濾流經(jīng)管道的碎屑,以保護(hù)可能被固體部件(y和籃式過濾器)損壞的設(shè)備
用于石油和天然氣行業(yè)的閥門

通過組裝多個機械部件來制造閥門,關(guān)鍵部件是車身(外殼),裝飾件(可更換的接液部件的組合),閥桿,發(fā)動機罩和動作機構(gòu)(手動桿,齒輪或致動器)。

小孔徑(通常為2英寸)或需要高耐壓和耐溫的閥門采用鍛造鋼體制造; 直徑2英寸以上的商用閥門采用鑄造材料制成。

該閥門的市場價值每年約40十億美元在2018年,和各大廠商都設(shè)在美國,歐洲(意大利,德國,法國和西班牙),日本和中國。

閥門類型
石油和天然氣工業(yè)中使用的閥門以及管道應(yīng)用可以通過多種方式進(jìn)行分類:

閥門類型的閥門

直線運動:閘門,球形,隔膜,夾緊和止回閥
旋轉(zhuǎn)運動:蝶閥,球閥,塞子,偏心和旋啟式止回閥
QUARTER TURN:需要大約四分之一圈運動的裝置,桿的0到90°從完全靠近移動到完全打開位置,反之亦然。
油氣閥類型 直線運動閥 旋轉(zhuǎn)運動閥 四分之一轉(zhuǎn)閥
閘閥 X   
截止閥 X   
止回閥   X 
提升止回閥 X   
傾斜盤止回閥   X 
停止止回閥 X X 
球閥   X X
夾管閥 X   
蝶閥   X X
旋塞閥   X X
隔膜閥 X   
安全閥/泄壓閥 X   
 
由身體材料制成的閥門
CAST(主體通過鑄鋼獲得)。本文列出了閥門的主要鑄造材料。
FORGED(車身由鍛鋼制造)
本文介紹了鑄鋼與鍛造之間的區(qū)別。

按行動類型劃分的閥門
手動:閥門通過杠桿,車輪和/或齒輪手動操作;
ACTUATED:閥門通過稱為執(zhí)行器的機電設(shè)備進(jìn)行操作,可以是電動,氣動,液壓和油氣
閥門設(shè)計
GATE VALVE:此類型在管道和管道應(yīng)用中使用最多。閘閥是用于打開和關(guān)閉流體流動的截止閥(截止閥)。閘閥不能用于節(jié)流應(yīng)用,即調(diào)節(jié)流體的流量(在這種情況下應(yīng)使用球閥或球閥)。因此,閘閥可以完全打開或關(guān)閉(通過手動輪,齒輪或電動,氣動和液壓執(zhí)行器)
GLOBE VALVE:這種類型的閥用于節(jié)流(調(diào)節(jié))流體流量。截止閥也可以關(guān)閉流量,但對于此功能,閘閥是首選。截止閥在管道中產(chǎn)生壓降,因為流體必須通過非線性通道。
檢查閥:這種類型的閥門用于避免管道系統(tǒng)或管道中的回流,這可能會損壞下游設(shè)備,如泵,壓縮機等。當(dāng)流體有足夠的壓力時,它會打開閥門; 當(dāng)它在設(shè)計壓力下返回(反向流動)時,它關(guān)閉閥門 - 防止不需要的流動。
球閥: 球閥是用于關(guān)閉應(yīng)用程序四分之一圈閥門。閥門通過內(nèi)置球打開和關(guān)閉流體流動,球體在閥體內(nèi)部旋轉(zhuǎn)。球閥是開關(guān)應(yīng)用的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),并且比用于類似目的的閘閥更輕且更緊湊。兩個主要設(shè)計是浮動和耳軸(側(cè)面或頂部入口)
蝶閥:這是一種多功能,經(jīng)濟(jì)實惠的閥門,用于調(diào)節(jié)或打開/關(guān)閉流體流量。蝶閥可采用同心或偏心設(shè)計(雙/三),結(jié)構(gòu)緊湊,與球閥相比,由于其結(jié)構(gòu)簡單,成本更低,因此越來越具有競爭力。
夾緊閥:這是一種直線運動閥,可用于處理固體材料,漿液和稠密流體的管道應(yīng)用中的節(jié)流和關(guān)閉應(yīng)用。夾管閥具有夾管以調(diào)節(jié)流量。
插頭閥:旋塞閥被歸類為用于關(guān)閉應(yīng)用的四分之一轉(zhuǎn)閥。羅馬人引進(jìn)了第一個旋塞閥來控制輸水管道。
安全閥:安全閥用于保護(hù)管道裝置免受可能威脅人類生命或其他資產(chǎn)的危險超壓。基本上,安全閥在超過設(shè)定值時釋放壓力。
控制閥:這些是自動化復(fù)雜石化過程的閥門。
Y型過濾器:雖然閥門不合適,Y型過濾器具有過濾碎屑和保護(hù)下游設(shè)備的重要功能,否則可能會損壞
閥門尺寸
為了確保不同制造商的閥門可以互換,關(guān)鍵類型閥門的面對面尺寸(即閥門入口和出口之間的毫米或英寸距離)已通過ASME B16.10規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)化。


指導(dǎo)-ON-閥門類型選擇

ASME B16.34:閥門合規(guī)性
ASME閥門標(biāo)準(zhǔn)B16.34是全球公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn),用于設(shè)計,制造和測試石油和天然氣行業(yè)中使用的閥門。ASME B16.34也在更一般的ASME規(guī)范ASME B31.1 “Power Piping Design”中提到。

早在1988年,該標(biāo)準(zhǔn)的范圍被修改為包括螺紋端閥和焊接端閥以及法蘭端閥。

滿足以下條件時,閥門符合ASME B16.34:

閥體和殼體材料符合ASME和ASTM材料化學(xué)和強度標(biāo)準(zhǔn)
對殼體和殼體材料進(jìn)行熱處理,以確保適當(dāng)?shù)木Я=Y(jié)構(gòu),耐腐蝕性和硬度。
閥體和其他含壓部件的壁厚符合ASME B16.34規(guī)定的每種壓力等級的最小值。
NPT和SW端連接符合ASME B1.20.1或ASME B16.11。
莖是內(nèi)部裝載和防爆的。
所有螺栓均為ASTM等級,最大應(yīng)力由B16.34控制。
每個閥門在1.5倍額定壓力下進(jìn)行殼體測試,持續(xù)時間為特定測試時間。
在特定的測試持續(xù)時間內(nèi),對每個閥門進(jìn)行兩個方向的閥座泄漏測試。
每個閥門都使用結(jié)構(gòu)材料,操作限制和制造商名稱永久標(biāo)記。
控制閥
控制閥用于石油和天然氣工業(yè)中,以根據(jù)由控制器管理的信號調(diào)節(jié)管道或過程中的流體的流速(以及相關(guān)的過程參數(shù),如壓力,溫度和水平)。流量控制閥在復(fù)雜石化過程中的作用是關(guān)鍵,因為過程中涉及的多個回路應(yīng)保持嚴(yán)格和動態(tài)控制,以確保整個過程按預(yù)期工作并產(chǎn)生所需的輸出在數(shù)量,質(zhì)量和時間方面。

由于大多數(shù)行業(yè)的過程自動化日益增長,流量控制閥的應(yīng)用在過去幾年中不斷增加。

這些類型的閥門通過簡化對過程變化的響應(yīng)并為人員和設(shè)備提供更高的安全性,用于灌溉系統(tǒng),水處理廠,石油和天然氣廠,發(fā)電,防火系統(tǒng),食品加工行業(yè)。

用于石油和天然氣工業(yè)的流量控制閥可以具有球形,蝶形或球形,并且可以具有多種材料等級和尺寸。最常用的執(zhí)行器類型是氣動執(zhí)行器,因為與其他類型的執(zhí)行器相比,它涉及較少的輔助設(shè)備(如電纜,開關(guān)設(shè)備)。

閥門的打開和關(guān)閉及其調(diào)節(jié)是通過電子控制器,定位器和閥門的執(zhí)行器(可以是電動,氣動或液壓)的組合效果來完成的。

執(zhí)行器響應(yīng)關(guān)鍵過程參數(shù)的變化(例如壓力,液位,溫度和流量的變化)打開和關(guān)閉控制閥。

通過這樣的動作,工藝參數(shù)保持在所需的目標(biāo)范圍內(nèi),以確保整個過程按預(yù)期工作并產(chǎn)生所需數(shù)量和質(zhì)量的最終產(chǎn)品。

流量控制閥組件
控制閥的主要組成部分是:

所述閥 主體:其中調(diào)制元件被包含并操作
所述定位器:這是元件來控制閥的開度,并安裝在閥的主體
所述致動器:是用于移動所述閥的調(diào)制元件,該裝置例如,球(球閥),該盤(蝶形)或干(截止閥)
該控制器
流量控制閥

流量控制閥執(zhí)行器
執(zhí)行器的選擇基于桿的所需推力和閥的運動。

工程師必須確定圖表或活塞執(zhí)行器是否是最合適的類型。致動器是用于將流量控制元件移動和定位在閥體內(nèi)的主要能量源。

有多種類型可供選擇,包括氣動,電動,液壓,電動液壓和手動。氣動執(zhí)行器是最廣泛用于節(jié)流應(yīng)用的。

一個多世紀(jì)以來,它被認(rèn)為是自動控制的標(biāo)準(zhǔn),有三種類型的氣動執(zhí)行器可供選擇:活塞,彈簧和隔膜,以及旋轉(zhuǎn)葉片。前兩個可適用于旋轉(zhuǎn)閥或滑閥桿; 后者僅用于旋轉(zhuǎn)閥。

流量控制閥配件
通常情況下,定位器傳感器,增壓器,電磁閥,限位開關(guān),手輪和行程限位器,緩沖器,調(diào)節(jié)器,傳輸線等附件的選擇基于工程規(guī)范。

成本是材料選擇的主要因素。

不僅是每磅美元的材料成本,而且制造和檢查的成本也導(dǎo)致了閥門的未安裝成本。安裝成本不僅包括安裝成本,還包括因安裝不當(dāng)造成的任何損壞的成本以及檢查成本。

后者包括諸如材料化學(xué)分析,射線照相和鑄件和焊縫的表面檢查,以及檢查所安裝的閥門是否正確以及它是否正確定向。

選擇合適的或最佳的控制閥類型取決于管道系統(tǒng)的特定研究及其流體的狀況,但控制閥的尺寸應(yīng)使壓力通過它而不是管道的壓力下降是控制流量的那個。

所有閥門,包括蒸汽控制閥,均設(shè)計為滿足允許的內(nèi)部泄漏標(biāo)準(zhǔn)(FCI / ANSI)。泄漏次數(shù)越多,允許的內(nèi)部泄漏率越低。

I級閥門具有最高的內(nèi)部泄漏率,通常成本最低; 而VI級閥門將具有最低的允許內(nèi)部泄漏率。必須規(guī)定蒸汽閥的泄漏率不低于IV級。IV級蒸汽控制閥將保持較長的使用壽命。

流量控制閥類型
根據(jù)閥桿運動,控制閥可分為兩種主要類型:

直線運動/往復(fù)運動:球形(直線,角度,3向),隔膜和夾緊控制閥
旋轉(zhuǎn)閥桿:球閥,蝶閥和插頭控制閥類型
截止閥可以是單座或雙座。

往復(fù)式和旋轉(zhuǎn)式控制閥

控制閥選擇
工藝工程師必須考慮許多因素來選擇正確的控制閥?紤]選擇的一般標(biāo)準(zhǔn)總結(jié)如下:

控制類型; 控制程度; 關(guān)閉的程度。
設(shè)計溫度; 設(shè)計壓力; 允許的壓降。
流體腐蝕性; 流體侵蝕特性; 其他特性,如結(jié)垢或焦化。
固有特性,如閥門Cv:泄漏危險程度; 保溫或保冷; 成本。
由于設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)是已知的,過程工程師可以著手選擇正確類型的控制閥和相關(guān)設(shè)備,以及閥門本身的材料。

下一步是創(chuàng)建詳細(xì)規(guī)范(通常由專業(yè)管道工程師起草)并創(chuàng)建描述供應(yīng)商閥門的采購規(guī)范。

規(guī)范應(yīng)至少包含:控制閥類型的描述(旋轉(zhuǎn),滑動); 孔徑和額定壓力; 最終連接; 身體關(guān)節(jié)類型; 車身部件,閥內(nèi)件,墊圈和螺栓連接的材料規(guī)范; 定位器和控制器要求; 閥門類型的工業(yè)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的參考。

通常,計算機化系統(tǒng)可幫助工程師根據(jù)工藝參數(shù)確定最合適的控制閥及其功能。

控制閥安裝
始終將排放蒸汽管道管道至少擴(kuò)展一個管道直徑。將排放管道擴(kuò)展至少兩個或三個管道直徑并不罕見。應(yīng)該注意的是,管道的膨脹會降低閥門的出口速度,從而延長閥門的使用壽命。閥門制造商將在控制閥后提供合適的管道尺寸。使管道尺寸與傳熱入口連接相匹配。
在任何傳熱的入口連接之前,蒸汽控制閥之后的距離應(yīng)至少為10個管道直徑。在減壓應(yīng)用中,在改變流動方向之前必須留下至少20個水平管道直徑。
控制閥必須始終安裝在水平蒸汽管路中,不得垂直安裝。
在假定的高流量操作條件下,在低流量操作條件下正確選擇閥門更為重要。
必須在控制閥安裝中使用旁通閥。如果閥門故障或維護(hù)反應(yīng),預(yù)防和預(yù)測,旁通閥用于允許工業(yè)設(shè)施的人員在沒有控制閥的情況下操作該過程。
在蒸汽控制閥之前和之后安裝壓力表可實現(xiàn)線路診斷。正確安裝的重要性不容小覷。在許多情況下,麻煩的啟動源可以追溯到未正確安裝的控制閥。強烈建議至少使用具有儀表背景的人員來監(jiān)督控制閥的安裝和設(shè)置。
如何訂購閥門
石油和天然氣行業(yè)使用的閥門制造商需要知道以下信息才能提供合適的設(shè)備:

閥門類型
NPS或DN的孔徑
閥門壓力等級(等級范圍從150#到4500#)
規(guī)范(示例API 6D,API 600,API 602等)
車身和裝飾材料(至少)
所需的端部連接(法蘭,螺紋,對接焊,凸耳等)
管道中的流體(>油,氣,水,蒸汽,固體)
工作溫度和壓力
數(shù)量
交貨時間
原產(chǎn)地限制(允許或不允許中國和印度的原產(chǎn)地)
示例如何訂購油和氣門,全球,檢查閥門

每個制造商都有自己的閥門訂購表,用于映射用戶必須考慮的閥門配置參數(shù):

GS  - F - 6“/  150  -  316  -  B.

  1 2 3 4 5

1.閥門類型 2.結(jié)束類型 3.尺寸/等級 4.身體材料 5.選項
C:止回閥
CL:提升止回閥
CS:檢查壓力密封閥
CW:旋轉(zhuǎn)止回閥
G:閘閥
GG:鍛造閘閥
GL:輕型閘閥(API 603)
GS:閘閥壓力密封閥
O:截止閥
OB :Globe Bellowed密封閥
OS:截壓閥
Y:Y型過濾器 F:法蘭端
T:螺紋端
W:對接焊端
S:套筒焊端 尺寸:NPS 1/2 - 80“
 

ANSI標(biāo)準(zhǔn):
150:150 LB Class
300:300 LB Class
600:600 LB Class
1500:1500 LB Class

DIN標(biāo)準(zhǔn):

PN16
PN25
PN40

JIS標(biāo)準(zhǔn):

10K:JIS 10K
20K:JIS 20K


總機:021-31263381 | 傳真:021-34551310 | Email:xgfm021@163.com 手機:15221970002  微信同步

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