Vanaların Kullanıldığı Yerler: Her Yerde!
08 Kasım 2017 Yazan: Greg Johnson
Vanalar bugün hemen hemen her yerde bulunabilir: evlerimizde, cadde altında, ticari binalarda ve elektrik ve su tesislerinde, kağıt fabrikalarında, rafinerilerde, kimya tesislerinde ve diğer endüstriyel ve altyapı tesislerinde binlerce yerde.
Valf endüstrisi, su dağıtımından nükleer güce, yukarı ve aşağı akış petrol ve gaza kadar değişen segmentlerle gerçekten geniş omuzludur. Bu son kullanıcı endüstrilerinin her biri bazı temel vana türlerini kullanır; ancak, yapı ve malzemelerin ayrıntıları genellikle çok farklıdır. İşte bir örnekleme:
İDRAR YOLLARI
Su dağıtımı dünyasında, basınçlar neredeyse her zaman nispeten düşüktür ve sıcaklıklar ortam sıcaklığındadır. Bu iki uygulama olgusu, yüksek sıcaklık buhar vanaları gibi daha zorlu ekipmanlarda bulunmayan bir dizi vana tasarım elemanına izin verir. Su servisinin ortam sıcaklığı, başka yerlerde uygun olmayan elastomerlerin ve lastik contaların kullanımına izin verir. Bu yumuşak malzemeler, su vanalarının damlamaları sıkıca kapatacak şekilde donatılmasına izin verir.
Su servis vanalarında bir diğer husus, inşaat malzemelerinde seçimdir. Dökme ve sfero dökümler su sistemlerinde, özellikle büyük dış çaplı hatlarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Bronz valf malzemeleriyle çok küçük hatlar oldukça iyi işlenebilir.
Çoğu su işleri vanasının gördüğü basınçlar genellikle 200 psi'nin oldukça altındadır. Bu, daha kalın duvarlı yüksek basınçlı tasarımlara gerek olmadığı anlamına gelir. Bununla birlikte, su vanalarının yaklaşık 300 psi'ye kadar daha yüksek basınçları kaldıracak şekilde yapıldığı durumlar vardır. Bu uygulamalar genellikle basınç kaynağına yakın uzun su kemerleri üzerindedir. Bazen yüksek basınçlı su vanaları da yüksek bir barajın en yüksek basınç noktalarında bulunur.
Amerikan Su İşleri Birliği (AWWA), su işleri uygulamalarında kullanılan birçok farklı tipte vana ve aktüatörü kapsayan spesifikasyonlar yayınladı.
ATIK SU
Bir tesise veya yapıya giren taze içme suyunun diğer tarafı, atık su veya kanalizasyon çıktısıdır. Bu hatlar, tüm atık sıvıları ve katıları toplar ve bunları bir kanalizasyon arıtma tesisine yönlendirir. Bu arıtma tesisleri, "kirli işleri" gerçekleştirmek için çok sayıda düşük basınçlı boru ve valf içerir. Çoğu durumda atık su vanaları için gereklilikler, temiz su servisi gerekliliklerinden çok daha yumuşaktır. Demir kapı ve çek valfler, bu tür hizmetler için en popüler seçeneklerdir. Bu hizmetteki standart vanalar, AWWA spesifikasyonlarına uygun olarak oluşturulmuştur.
ENERJİ ENDÜSTRİSİ
Amerika Birleşik Devletleri'nde üretilen elektrik enerjisinin çoğu fosil yakıt ve yüksek hızlı türbinler kullanan buhar tesislerinde üretiliyor. Modern bir elektrik santralinin kapağını geri soymak, yüksek basınçlı, yüksek sıcaklıklı boru sistemleri görünümü oluşturacaktır. Bu ana hatlar, buhar gücü üretim sürecinde en kritik olanlardır.
Sürgülü vanalar, enerji santrali açma / kapama uygulamaları için ana seçim olmaya devam etmektedir, ancak özel amaçlı Y-tipi glob vanalar da bulunmaktadır. Yüksek performanslı, kritik hizmet veren küresel vanalar, bazı enerji santrali tasarımcıları arasında popülerlik kazanıyor ve bir zamanlar lineer vana ağırlıklı bu dünyada ilerleme kaydediyorlar.
Metalurji, güç uygulamalarındaki valfler için, özellikle süper kritik veya ultra süper kritik çalışma basınç ve sıcaklık aralıklarında çalışanlar için kritiktir. F91, F92, C12A ve çeşitli Inconel ve paslanmaz çelik alaşımları günümüz enerji santrallerinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Basınç sınıfları 1500, 2500 ve bazı durumlarda 4500'ü içerir. Tepe güç santrallerinin modülasyon doğası (yalnızca ihtiyaç duyulduğunda çalışanlar) ayrıca valfler ve borulara büyük bir yük bindirir ve aşırı döngü, sıcaklık ve sıcaklık kombinasyonunun üstesinden gelmek için sağlam tasarımlar gerektirir. basınç.
Ana buhar vanasına ek olarak, enerji santralleri sayısız kapı, küre, çek, kelebek ve küresel vanalarla doldurulmuş yardımcı boru hatları ile yüklenir.
Nükleer enerji santralleri aynı buhar / yüksek hızlı türbin prensibiyle çalışır. Birincil fark, bir nükleer enerji santralinde buharın fisyon işleminden gelen ısı tarafından yaratılmasıdır. Nükleer santral vanaları, soyları ve ek mutlak güvenilirlik gerekliliği dışında, fosil yakıtlı kuzenlerine benzer. Nükleer vanalar, yüzlerce sayfayı dolduran yeterlilik ve denetim belgeleri ile son derece yüksek standartlarda üretilmektedir.
PETROL VE GAZ ÜRETİMİ
Petrol ve gaz kuyuları ve üretim tesisleri, pek çok ağır hizmet vanası da dahil olmak üzere, ağır vana kullanıcılarıdır. Havaya yüzlerce fit fışkıran petrol fışkıranlarının artık meydana gelmesi muhtemel olmasa da, görüntü yeraltı petrol ve gazının potansiyel basıncını gösteriyor. Bu nedenle kuyu başları veya Noel ağaçları, kuyunun uzun boru dizisinin tepesine yerleştirilir. Bu düzenekler, valf ve özel bağlantı parçaları kombinasyonu ile 10.000 psi'ye kadar olan basınçları kaldıracak şekilde tasarlanmıştır. Bu günlerde karada açılan kuyularda nadiren bulunurken, aşırı yüksek basınçlar genellikle derin açık deniz kuyularında bulunur.
Kuyu başlığı ekipman tasarımı, 6A, Kuyu Başı Spesifikasyonu ve Noel Ağacı Ekipmanı gibi API spesifikasyonları kapsamındadır. 6A kapsamındaki vanalar, son derece yüksek basınçlar ancak mütevazı sıcaklıklar için tasarlanmıştır. Çoğu Noel ağacı, geçit vanaları ve boğucu adı verilen özel küre vanaları içerir. Bobinler, kuyudan akışı düzenlemek için kullanılır.
Kuyu başlıklarına ek olarak, birçok yardımcı tesis bir petrol veya gaz sahasını doldurur. Petrol veya gazı ön işleme tabi tutmak için proses ekipmanı birkaç valf gerektirir. Bu vanalar genellikle daha düşük sınıflar için derecelendirilmiş karbon çeliğidir.
Bazen, ham petrol akışında oldukça aşındırıcı bir sıvı olan hidrojen sülfit bulunur. Ekşi gaz olarak da adlandırılan bu malzeme ölümcül olabilir. Asitli gazın zorluklarının üstesinden gelmek için, NACE International MR0175 şartnamesine uygun özel malzemeler veya malzeme işleme teknikleri izlenmelidir.
OFFSHORE SEKTÖRÜ
Açık deniz petrol kuleleri ve üretim tesisleri için boru sistemleri, çok çeşitli akış kontrol zorluklarının üstesinden gelmek için birçok farklı spesifikasyona göre üretilmiş çok sayıda valf içerir. Bu tesisler ayrıca çeşitli kontrol sistemi döngüleri ve basınç tahliye cihazları içerir.
Petrol üretim tesisleri için arteriyel kalp, gerçek petrol veya gaz geri kazanım boru sistemidir. Her zaman platformun kendisinde olmasa da, birçok üretim sistemi, 10.000 fit veya daha fazla misafirperver olmayan derinliklerde çalışan Noel ağaçları ve boru sistemleri kullanır. Bu üretim ekipmanı, pek çok titiz Amerikan Petrol Enstitüsü (API) standartlarına göre yapılmıştır ve çeşitli API Önerilen Uygulamalarında (RP) referans alınmıştır.
Çoğu büyük petrol platformunda, kuyu başından gelen ham sıvıya ek işlemler uygulanır. Bunlar, hidrokarbonlardan suyu ayırmayı ve gaz ve doğal gaz sıvılarını sıvı akımından ayırmayı içerir. Bu Noel ağacı sonrası boru sistemleri genellikle, API 594, API 600, API 602, API 608 ve API 609 gibi API vana spesifikasyonlarına uygun olarak tasarlanmış vanalarla Amerikan Makine Mühendisleri Birliği B31.3 boru tesisatı kodlarına göre inşa edilir.
Bu sistemlerden bazıları ayrıca API 6D geçit, bilye ve çek valfler içerebilir. Platformdaki veya sondaj gemisindeki herhangi bir boru hattı tesisin içinde olduğundan, boru hatları için API 6D vanalarının kullanılmasıyla ilgili katı gereksinimler geçerli değildir. Bu boru sistemlerinde birden fazla vana tipi kullanılmasına rağmen, tercih edilen vana tipi küresel vanadır.
BORU HATLARI
Çoğu boru hattı görünmez olsa da, bunların varlığı genellikle belirgindir. "Petrol boru hattı" nı belirten küçük işaretler, yer altı ulaşım borularının varlığının açık bir göstergesidir. Bu boru hatları, tüm uzunlukları boyunca birçok önemli vana ile donatılmıştır. Acil durum boru hattı kapatma vanaları, standartlar, kodlar ve yasalar tarafından belirtilen aralıklarla bulunur. Bu vanalar, bir sızıntı durumunda veya bakım gerektiğinde bir boru hattının bir bölümünü izole etme hayati hizmetini görür.
Ayrıca, bir boru hattı güzergahı boyunca, hattın yerden çıktığı ve hat erişiminin mevcut olduğu tesisler dağınıktır. Bu istasyonlar, hattı incelemek veya temizlemek için boru hatlarına yerleştirilen cihazlardan oluşan "domuz" fırlatma ekipmanının evidir. Bu domuz fırlatma istasyonları genellikle kapak veya bilyeli tipte birkaç valf içerir. Bir boru hattı sistemindeki tüm vanalar, domuzların geçişine izin vermek için tam portlu (tam açık) olmalıdır.
Boru hatları ayrıca boru hattının sürtünmesiyle mücadele etmek ve hattın basıncını ve akışını korumak için enerjiye ihtiyaç duyar. Uzun çatlatma kuleleri olmayan bir proses tesisinin küçük versiyonlarına benzeyen kompresör veya pompa istasyonları kullanılır. Bu istasyonlar düzinelerce sürgülü, bilyeli ve çek boru hattı vanasına ev sahipliği yapmaktadır.
Boru hatları çeşitli standartlara ve kodlara uygun olarak tasarlanırken, boru hattı vanaları API 6D Boru Hattı Vanalarını takip eder.
Evlere ve ticari yapılara beslenen daha küçük boru hatları da var. Bu hatlar su ve gaz sağlar ve kapatma valfleri ile korunur.
Özellikle Amerika Birleşik Devletleri'nin kuzey kesimindeki büyük belediyeler, ticari müşterilerin ısıtma ihtiyaçları için buhar sağlar. Bu buhar tedarik hatları, buhar beslemesini kontrol etmek ve düzenlemek için çeşitli valflerle donatılmıştır. Akışkan buhar olmasına rağmen, basınçlar ve sıcaklıklar santral buhar üretiminde bulunanlardan daha düşüktür. Bu hizmette çeşitli valf türleri kullanılmaktadır, ancak saygıdeğer tapalı valf hala popüler bir seçimdir.
RAFİNERİ VE PETROKİMYA
Rafineri vanaları, diğer herhangi bir vana segmentinden daha fazla endüstriyel vana kullanımı sağlar. Rafineriler hem aşındırıcı sıvılara hem de bazı durumlarda yüksek sıcaklıklara ev sahipliği yapar.
Bu faktörler, vanaların API 600 (sürgülü vanalar), API 608 (küresel vanalar) ve API 594 (çek vanalar) gibi API vana tasarım spesifikasyonlarına göre nasıl inşa edildiğini belirler. Bu valflerin birçoğunun karşılaştığı zorlu hizmet nedeniyle, genellikle ekstra korozyon payı gerekir. Bu pay, API tasarım belgelerinde belirtilen daha büyük duvar kalınlıkları ile kendini gösterir.
Tipik bir büyük rafineride hemen hemen her ana vana tipi bol miktarda bulunabilir. Her yerde bulunan sürgülü vana hala en büyük nüfusa sahip tepenin kralı, ancak çeyrek dönüşlü vanalar pazar paylarının giderek daha büyük bir kısmını alıyor. Bu sektörde (bir zamanlar lineer ürünlerin hakimiyetinde olan) başarılı girişler sağlayan çeyrek turlu ürünler, yüksek performanslı üçlü ofset kelebek vanaları ve metal yataklı küresel vanaları içerir.
Standart kapı, küre ve çek valfler hala toplu halde bulunur ve tasarımlarının içtenliği ve üretim ekonomisi nedeniyle yakın zamanda ortadan kalkmayacaktır.
Rafineri vanaları için basınç derecelendirmeleri, Sınıf 150'den Sınıf 1500'e kadar olan gamı çalıştırır ve Sınıf 300 en popüler olanıdır.
Sınıf WCB (dökme) ve A-105 (dövme) gibi düz karbonlu çelikler, rafineri hizmeti için vanalarda belirtilen ve kullanılan en popüler malzemelerdir. Pek çok arıtma işlemi uygulaması, düz karbonlu çeliklerin üst sıcaklık sınırlarını zorlar ve bu uygulamalar için daha yüksek sıcaklık alaşımları belirtilir. Bunlardan en popülerleri% 1-1 / 4 Cr,% 2-1 / 4 Cr,% 5 Cr ve% 9 Cr gibi krom / moly çeliklerdir. Paslanmaz çelikler ve yüksek nikel alaşımları da özellikle bazı zorlu rafinaj işlemlerinde kullanılmaktadır.
KİMYASAL
Kimya endüstrisi, her türden ve malzemeden büyük bir vana kullanıcısıdır. Küçük ölçekli tesislerden Körfez Kıyısında bulunan devasa petrokimya komplekslerine kadar, vanalar kimyasal proses boru sistemlerinin büyük bir parçasıdır.
Kimyasal süreçlerdeki çoğu uygulama, birçok arıtma işleminden ve güç üretiminden daha düşük basınçtadır. Kimyasal tesis vanaları ve boruları için en popüler basınç sınıfları Sınıf 150 ve 300'dür. Kimyasal tesisler ayrıca, bilyeli vanaların son 40 yılda lineer vanalardan aldığı pazar payı devralmasının en büyük itici gücü olmuştur. Sıfır kaçak kapatma özelliğine sahip esnek oturmalı küresel vana, birçok kimya tesisi uygulaması için mükemmel bir seçimdir. Küresel vananın kompakt boyutu da popüler bir özelliktir.
Doğrusal vanaların tercih edildiği bazı kimya tesisleri ve tesis işlemleri hala mevcuttur. Bu durumlarda, daha ince duvarlara ve daha hafif ağırlıklara sahip popüler API 603 tasarımlı vanalar genellikle tercih edilen sürgülü veya küresel vanadır. Bazı kimyasalların kontrolü de diyafram veya esnek valflerle etkin bir şekilde gerçekleştirilir.
Birçok kimyasalın ve kimyasal üretim sürecinin aşındırıcı doğası nedeniyle malzeme seçimi kritiktir. Defacto malzeme 316 / 316L östenitik paslanmaz çeliktir. Bu malzeme, bazen kötü sıvıların neden olduğu korozyonla savaşmak için iyi çalışır.
Daha sert aşındırıcı uygulamalar için daha fazla koruma gereklidir. 317, 347 ve 321 gibi östenitik paslanmaz çeliğin diğer yüksek performanslı kaliteleri genellikle bu durumlarda seçilir. Kimyasal sıvıları kontrol etmek için zaman zaman kullanılan diğer alaşımlar arasında Monel, Alloy 20, Inconel ve 17-4 PH bulunur.
LNG VE GAZ AYIRMA
Hem sıvı doğal gaz (LNG) hem de gaz ayrımı için gerekli işlemler, kapsamlı boru tesisatına dayanır. Bu uygulamalar, çok düşük kriyojenik sıcaklıklarda çalışabilen vanalar gerektirir. Amerika Birleşik Devletleri'nde hızla büyüyen LNG endüstrisi, gaz sıvılaştırma sürecini sürekli olarak iyileştirme ve iyileştirme arayışındadır. Bu amaçla, borular ve vanalar çok daha büyük hale geldi ve basınç gereksinimleri arttı.
Bu durum, valf üreticilerinin daha zorlu parametreleri karşılayacak tasarımlar geliştirmelerini gerektirmiştir. Çeyrek turlu küresel ve kelebek vanalar, en popüler malzeme olan 316ss [paslanmaz çelik] ile LNG hizmeti için popülerdir. ANSI Sınıf 600, çoğu LNG uygulaması için normal basınç tavanıdır. Çeyrek turlu ürünler en popüler vana türleri olmasına rağmen, tesislerde sürgülü, küre ve çekvalfler de bulunabilir.
Gaz ayırma hizmeti, gazın kendi temel unsurlarına bölünmesini içerir. Örneğin, hava ayırma yöntemleri nitrojen, oksijen, helyum ve diğer iz gazları verir. İşlemin çok düşük sıcaklık doğası, birçok kriyojenik vananın gerekli olduğu anlamına gelir.
Hem LNG hem de gaz ayırma tesisleri, bu kriyojenik koşullarda çalışır durumda kalması gereken düşük sıcaklık valflerine sahiptir. Bu, valf salmastra sisteminin bir gaz veya yoğuşma sütunu kullanılarak düşük sıcaklıktaki sıvıdan uzaklaştırılması gerektiği anlamına gelir. Bu gaz kolonu, sıvının salmastra alanı çevresinde bir buz topu oluşturmasını önler, bu da valf gövdesinin dönmesini veya yükselmesini engeller.
TİCARİ BİNALAR
Ticari binalar bizi çevreliyor, ancak inşa edilirken çok dikkatli olmadıkça, duvar, cam ve metal duvarlarının içine gizlenmiş çok sayıda sıvı damarı hakkında çok az fikrimiz var.
Hemen hemen her binada ortak bir payda sudur. Tüm bu yapılar, içilebilir sıvılar, atık su, sıcak su, gri su ve yangından korunma biçiminde birçok hidrojen / oksijen bileşiği kombinasyonunu taşıyan çeşitli boru sistemleri içerir.
Bir binanın hayatta kalma açısından bakıldığında, yangın sistemleri en kritik noktadır. Binalarda yangından korunma neredeyse evrensel olarak beslenir ve temiz suyla doldurulur. Yangın suyu sistemlerinin etkili olabilmesi için güvenilir olması, yeterli basınca sahip olması ve yapı boyunca uygun bir şekilde yerleştirilmesi gerekir. Bu sistemler, yangın durumunda otomatik olarak enerji verecek şekilde tasarlanmıştır.
Yüksek binalar, alt katlarla aynı su basıncı hizmetini üst katlarda gerektirir, bu nedenle suyu yukarı çıkarmak için yüksek basınçlı pompalar ve borular kullanılmalıdır. Boru sistemleri, bina yüksekliğine bağlı olarak genellikle Sınıf 300 veya 600'dür. Bu uygulamalarda her türlü vana kullanılmaktadır; ancak vana tasarımları, yangın ana hizmeti için Underwriters Laboratories veya Factory Mutual tarafından onaylanmalıdır.
Onay süreci o kadar katı olmasa da, yangın servis vanaları için kullanılan aynı sınıf ve tipteki vanalar içme suyu dağıtımı için kullanılır.
Ofis binaları, oteller ve hastaneler gibi büyük iş yapılarında bulunan ticari klima sistemleri genellikle merkezileştirilmiştir. Soğuk veya yüksek sıcaklığı transfer etmek için kullanılan sıvıyı soğutmak veya ısıtmak için büyük bir soğutma ünitesi veya kazanı vardır. Bu sistemler genellikle R-134a, bir hidroflorokarbon gibi soğutucu akışkanları veya büyük ısıtma sistemleri söz konusu olduğunda buharı işlemelidir. Kelebek ve küresel vanaların kompakt boyutları nedeniyle, bu tipler HVAC chiller sistemlerinde popüler hale gelmiştir.
Buhar tarafında, bazı çeyrek dönüşlü vanalar kullanımda yol açmıştır, ancak birçok tesisat mühendisi, özellikle borular alın kaynaklı uçlar gerektiriyorsa, hala doğrusal kapak ve küre vanalara güvenmektedir. Bu orta dereceli buhar uygulamaları için çelik, çeliğin kaynaklanabilirliği nedeniyle dökme demirin yerini almıştır.
Bazı ısıtma sistemleri, transfer sıvısı olarak buhar yerine sıcak su kullanır. Bu sistemlere bronz veya demir vanalarla iyi hizmet verilir. Çeyrek turlu esnek oturmalı bilyeli ve kelebek vanalar çok popülerdir, ancak bazı doğrusal tasarımlar hala kullanılmaktadır.
SONUÇ
Bu makalede bahsedilen valf uygulamalarının kanıtı, Starbucks'a veya büyükannenin evine yapılan bir gezi sırasında görülemese de, bazı çok önemli valfler her zaman yakındadır. Arabanın motorunda, karbüratörde motora yakıt akışını kontrol eden yerlere ve motordaki benzinin pistonlara ve tekrar dışarı akışını kontrol eden yerlere ulaşmak için kullanılan valfler bile vardır. Ve bu valfler günlük yaşamımıza yeterince yakın değilse, kalbimizin dört hayati akış kontrol cihazıyla düzenli olarak attığı gerçeğini düşünün.
Bu, gerçekliğin başka bir örneğidir: vanalar gerçekten her yerdedir. VM
Bu makalenin II.Bölümü, vanaların kullanıldığı ek endüstrileri kapsar. Kağıt hamuru ve kağıt, denizcilik uygulamaları, barajlar ve hidroelektrik enerji, güneş, demir ve çelik, havacılık, jeotermal ve zanaat bira ve damıtma hakkında bilgi almak için www.valvemagazine.com adresini ziyaret edin.
GREG JOHNSON, Houston'daki United Valve'ın (www.unitedvalve.com) başkanıdır. VALVE Magazine'e katkıda bulunan bir editör, Valf Onarım Konseyi'nin eski başkanı ve halihazırda VRC yönetim kurulu üyesidir. Aynı zamanda VMA'nın Eğitim ve Öğretim Komitesinde görev yapmaktadır, VMA'nın İletişim Komitesi'nin başkan yardımcısıdır ve Üreticiler Standardizasyon Derneği'nin eski başkanıdır.
Gönderme zamanı: Eylül-29-2020