Valflerin Kullanıldığı Yerler: Her Yerde!
08 Kasım 2017 Greg Johnson tarafından yazıldı
Vanalar bugün hemen hemen her yerde bulunabilir: evlerimizde, cadde altlarında, ticari binalarda ve elektrik ve su fabrikalarında, kağıt fabrikalarında, rafinerilerde, kimya fabrikalarında ve diğer endüstriyel ve altyapı tesislerinde binlerce yerde.
Vana endüstrisi, su dağıtımından nükleer enerjiye, yukarı ve aşağı petrol ve gaza kadar değişen segmentlerle gerçekten geniş omuzludur.Bu son kullanıcı endüstrilerinin her biri, bazı temel vana tiplerini kullanır;ancak, inşaat ve malzeme detayları genellikle çok farklıdır.İşte bir örnekleme:
İDRAR YOLLARI
Su dağıtımı dünyasında, basınçlar neredeyse her zaman nispeten düşüktür ve sıcaklıklar ortamdır.Bu iki uygulama gerçeği, yüksek sıcaklıklı buhar valfleri gibi daha zorlu ekipmanlarda bulunamayacak bir dizi valf tasarım elemanına izin verir.Su servisinin ortam sıcaklığı, başka yerde uygun olmayan elastomerlerin ve kauçuk contaların kullanımına izin verir.Bu yumuşak malzemeler, su vanalarının damlamaları sıkıca kapatacak şekilde donatılmasına izin verir.
Su servis vanalarında bir diğer husus, inşaat malzemelerinin seçimidir.Dökme ve sfero dökümler, su sistemlerinde, özellikle büyük dış çaplı hatlarda yaygın olarak kullanılmaktadır.Bronz vana malzemeleri ile çok küçük hatlar oldukça iyi işlenebilir.
Çoğu su tesisatı valfinin gördüğü basınçlar genellikle 200 psi'nin oldukça altındadır.Bu, daha kalın duvarlı yüksek basınçlı tasarımlara gerek olmadığı anlamına gelir.Bununla birlikte, yaklaşık 300 psi'ye kadar daha yüksek basınçları işlemek için su vanalarının yapıldığı durumlar vardır.Bu uygulamalar genellikle basınç kaynağına yakın uzun su kemerleri üzerindedir.Bazen yüksek basınçlı su vanaları da uzun bir barajdaki en yüksek basınç noktalarında bulunur.
Amerikan Su İşleri Birliği (AWWA), su işleri uygulamalarında kullanılan birçok farklı tipteki vana ve aktüatörü kapsayan spesifikasyonlar yayınlamıştır.
ATIK SU
Bir tesise veya yapıya giren temiz içme suyunun diğer yüzü atık su veya kanalizasyon çıkışıdır.Bu hatlar tüm atık sıvı ve katı maddeleri toplar ve bir kanalizasyon arıtma tesisine yönlendirir.Bu arıtma tesislerinde, "kirli işlerini" gerçekleştirmek için çok sayıda düşük basınçlı boru ve valf bulunur.Çoğu durumda atık su vanalarının gereksinimleri, temiz su hizmeti gereksinimlerinden çok daha hafiftir.Bu tür hizmet için demir kapı ve çek valfler en popüler seçeneklerdir.Bu hizmetteki standart vanalar AWWA özelliklerine uygun olarak üretilmiştir.
ENERJİ ENDÜSTRİSİ
Amerika Birleşik Devletleri'nde üretilen elektrik enerjisinin çoğu, fosil yakıtlı ve yüksek hızlı türbinler kullanan buhar tesislerinde üretilir.Modern bir enerji santralinin kapağının soyulması, yüksek basınçlı, yüksek sıcaklıklı boru sistemlerinin bir görünümünü verecektir.Bu ana hatlar, buhar gücü üretim sürecinde en kritik olanlardır.
Sürgülü vanalar, özel amaçlı Y model küresel vanalar da bulunsa da, enerji santrali açma/kapama uygulamaları için ana seçim olmaya devam etmektedir.Yüksek performanslı, kritik hizmet sunan küresel vanalar, bazı enerji santrali tasarımcıları arasında popülerlik kazanıyor ve bir zamanlar lineer vanaların baskın olduğu bu dünyada ilerlemeler kaydediyor.
Metalurji, güç uygulamalarındaki valfler için, özellikle de basınç ve sıcaklığın süper kritik veya ultra süper kritik çalışma aralıklarında çalışan valfler için kritik öneme sahiptir.F91, F92, C12A, çeşitli Inconel ve paslanmaz çelik alaşımları ile birlikte günümüz enerji santrallerinde yaygın olarak kullanılmaktadır.Basınç sınıfları 1500, 2500 ve bazı durumlarda 4500'ü içerir. Pik enerji santrallerinin (yalnızca ihtiyaç duyulduğu kadar çalışan) modülasyonlu doğası ayrıca valfler ve borular üzerinde büyük bir yük oluşturur ve aşırı döngü, sıcaklık ve baskı yapmak.
Ana buhar valfine ek olarak, enerji santralleri sayısız kapı, küre, çek, kelebek ve küresel vana ile doldurulan yardımcı boru hatları ile yüklenir.
Nükleer santraller aynı buhar/yüksek hızlı türbin prensibiyle çalışır.Birincil fark, bir nükleer santralde buharın fisyon sürecinden gelen ısıyla yaratılmasıdır.Nükleer santral vanaları, soyağacı ve ek mutlak güvenilirlik gereksinimi dışında, fosil yakıtlı kuzenlerine benzer.Nükleer vanalar, yüzlerce sayfayı dolduran yeterlilik ve denetim belgeleriyle son derece yüksek standartlarda üretilir.
PETROL VE GAZ ÜRETİMİ
Petrol ve gaz kuyuları ve üretim tesisleri, birçok ağır hizmet tipi vana da dahil olmak üzere, vanaların yoğun kullanıcılarıdır.Havada yüzlerce fit sıçrayan petrol fışkırmalarının artık meydana gelmesi muhtemel olmasa da, görüntü, yeraltı petrol ve gazının potansiyel basıncını göstermektedir.Bu nedenle kuyu başları veya Noel ağaçları, bir kuyunun uzun boru dizisinin tepesine yerleştirilir.Valfler ve özel bağlantı parçaları kombinasyonu ile bu tertibatlar, 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 başı ekipman tasarımı, 6A, Kuyu Başı Spesifikasyonu ve Noel Ağacı Ekipmanı gibi API spesifikasyonları kapsamındadır.6A'da kapsanan valfler, son derece yüksek basınçlar, ancak mütevazı sıcaklıklar için tasarlanmıştır.Çoğu Noel ağacı, sürgülü vanalar ve jikle adı verilen özel küresel vanalar içerir.Şoklar kuyudan gelen akışı düzenlemek için kullanılır.
Kuyu başlıklarının kendilerine ek olarak, birçok yardımcı tesis bir petrol veya gaz sahası doldurur.Petrol veya gazın ön işleme tabi tutulması için proses ekipmanı bir dizi valf gerektirir.Bu valfler genellikle daha düşük sınıflar için derecelendirilmiş karbon çeliğidir.
Bazen, ham petrol akışında oldukça aşındırıcı bir sıvı - hidrojen sülfür - bulunur.Ekşi gaz olarak da adlandırılan bu madde öldürücü olabilir.Ekşi gazın zorluklarını yenmek için NACE International spesifikasyonu MR0175'e uygun özel malzemeler veya malzeme işleme teknikleri izlenmelidir.
DENİZ SEKTÖRÜ
Açık deniz petrol kuleleri ve üretim tesisleri için boru sistemleri, çok çeşitli akış kontrolü zorluklarını ele almak için birçok farklı spesifikasyona göre inşa edilmiş 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 kaçınılmaz derinliklerde çalışan Noel ağaçları ve boru sistemleri kullanır.Bu üretim ekipmanı, birçok titiz Amerikan Petrol Enstitüsü (API) standardına göre üretilmiştir ve çeşitli API Tavsiye Edilen Uygulamalarda (RP'ler) referans alınmıştır.
Çoğu büyük petrol platformunda, kuyu başından gelen ham sıvıya ek işlemler uygulanır.Bunlar, suyu hidrokarbonlardan ayırmayı ve sıvı akışından gaz ve doğal gaz sıvılarını ayırmayı içerir.Bu Noel sonrası ağaç boru sistemleri, genellikle API 594, API 600, API 602, API 608 ve API 609 gibi API valf özelliklerine göre tasarlanmış valflerle Amerikan Makine Mühendisleri Birliği B31.3 borulama kodlarına göre inşa edilmiştir.
Bu sistemlerden bazıları API 6D geçit, bilye ve çek valfler de içerebilir.Platform veya sondaj gemisi üzerindeki herhangi bir boru hattı tesisin içinde olduğundan, boru hatları için API 6D vanalarının kullanılmasına ilişkin katı gereksinimler geçerli değildir.Bu boru sistemlerinde birden fazla vana tipi kullanılmasına rağmen, vana tipi seçimi küresel vanadır.
BORU HATLARI
Çoğu boru hattı görüş alanından gizlenmiş olsa da, varlıkları genellikle belirgindir.“Petrol boru hattını” belirten küçük işaretler, yeraltı ulaşım borularının varlığının bariz bir göstergesidir.Bu boru hatları, uzunlukları boyunca birçok önemli vana ile donatılmıştır.Acil durum boru hattı kapatma vanaları standartlar, kodlar ve kanunlarda belirtilen aralıklarla bulunur.Bu valfler, bir sızıntı durumunda veya bakım gerektiğinde bir boru hattının bir bölümünün izole edilmesi gibi hayati bir hizmete hizmet eder.
Ayrıca bir boru hattı güzergahı boyunca, hattın yerden çıktığı ve hat erişiminin mevcut olduğu tesisler bulunmaktadır.Bu istasyonlar, hattı denetlemek veya temizlemek için boru hatlarına yerleştirilen cihazlardan oluşan “domuz” fırlatma ekipmanının evidir.Bu domuz fırlatma istasyonları, genellikle, kapı veya bilye tipinde birkaç valf içerir.Bir boru hattı sistemindeki tüm vanalar, domuzların geçişine izin vermek için tam ağızlı (tam açılır) olmalıdır.
Boru hatları ayrıca boru hattının sürtünmesiyle mücadele etmek ve hattın basıncını ve akışını korumak için enerjiye ihtiyaç duyar.Yüksek kırma kuleleri olmayan bir proses tesisinin küçük versiyonlarına benzeyen kompresör veya pompa istasyonları kullanılır.Bu istasyonlar düzinelerce sürgülü, küresel ve çek boru hattı vanasına ev sahipliği yapmaktadır.
Boru hatları, çeşitli standart ve kodlara uygun olarak tasarlanırken, boru hattı vanaları API 6D Boru Hattı Vanalarını takip eder.
Ayrıca evleri ve ticari yapıları besleyen daha küçük boru hatları da vardır.Bu hatlar su ve gaz sağlar ve kapatma vanaları ile korunur.
Büyük belediyeler, özellikle Amerika Birleşik Devletleri'nin kuzey kesiminde, ticari müşterilerin ısıtma ihtiyaçları için buhar sağlar.Bu buhar besleme hatları, buhar beslemesini kontrol etmek ve düzenlemek için çeşitli valflerle donatılmıştır.Akışkan buhar olmasına rağmen, basınç ve sıcaklıklar, santral buhar üretiminde bulunanlardan daha düşüktür.Bu hizmette çeşitli valf türleri kullanılmaktadır, ancak saygıdeğer tapa valfi hala popüler bir seçimdir.
RAFİNERİ VE PETROKİMYA
Rafineri vanaları, diğer vana segmentlerinden daha fazla endüstriyel vana kullanımına sahiptir.Rafineriler hem aşındırıcı sıvılara hem de bazı durumlarda yüksek sıcaklıklara ev sahipliği yapar.
Bu faktörler, valflerin API 600 (gate valfler), API 608 (küresel valfler) ve API 594 (çek valfler) gibi API valf tasarım özelliklerine göre nasıl yapıldığını belirler.Bu valflerin birçoğunun karşılaştığı zorlu hizmet nedeniyle, genellikle ekstra korozyon payına ihtiyaç duyulur.Bu pay, API tasarım belgelerinde belirtilen daha büyük duvar kalınlıkları ile kendini gösterir.
Hemen hemen her ana valf tipi, tipik bir büyük rafineride bol miktarda bulunabilir.Her yerde bulunan sürgülü vana hala en büyük nüfusa sahip tepenin kralıdır, ancak çeyrek dönüşlü vanalar giderek daha fazla pazar payını almaktadır.Bu sektörde başarılı atılımlar yapan (bir zamanlar lineer ürünlerin de hakim olduğu) çeyrek turlu ürünler, yüksek performanslı üçlü ofset kelebek vanaları ve metal yataklı küresel vanaları içerir.
Standart sürgülü, 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 en popüler olanı Sınıf 300'dür.
WCB (döküm) ve A-105 (dövme) gibi sade karbon çelikleri, rafineri hizmeti için valflerde belirtilen ve kullanılan en popüler malzemelerdir.Pek çok arıtma işlemi uygulaması, sade karbonlu çeliklerin üst sıcaklık sınırlarını zorlar ve bu uygulamalar için daha yüksek sıcaklık alaşımları belirtilir.Bunların en popülerleri %1-1/4 Cr, %2-1/4 Cr, %5 Cr ve %9 Cr gibi krom/moly çelikleridir.Paslanmaz çelikler ve yüksek nikel alaşımları da özellikle bazı zorlu arıtma işlemlerinde kullanılmaktadır.
KİMYASAL
Kimya endüstrisi, her tür ve malzemeden vanaların büyük bir kullanıcısıdır.Küçük parti tesislerinden Körfez Kıyısında bulunan devasa petrokimya komplekslerine kadar vanalar, kimyasal proses boru sistemlerinin büyük bir parçasıdır.
Kimyasal proseslerdeki çoğu uygulama, birçok arıtma prosesinden ve enerji üretiminden daha düşük basınçtadır.Kimyasal tesis vanaları ve boru tesisatı için en popüler basınç sınıfları, Sınıflar 150 ve 300'dür. Kimya fabrikaları, son 40 yılda küresel vanaların lineer vanalardan güreşerek pazar payı devralmasının en büyük itici gücü olmuştur.Sıfır sızıntılı kapatma özelliğine sahip esnek oturmalı küresel vana, birçok kimyasal tesis uygulaması için mükemmel bir seçimdir.Küresel vananın kompakt boyutu da popüler bir özelliktir.
Hala lineer vanaların tercih edildiği bazı kimyasal tesisler ve tesis prosesleri bulunmaktadır.Bu durumlarda, daha ince duvarlara ve daha hafif ağırlıklara sahip popüler API 603 tasarımlı vanalar genellikle sürgülü veya küresel vana tercihidir.Bazı kimyasalların kontrolü de diyafram veya pinç vanaları ile etkin bir şekilde gerçekleştirilir.
Birçok kimyasalın ve kimyasal üretim sürecinin aşındırıcı doğası nedeniyle, malzeme seçimi çok önemlidir.Defacto malzeme, östenitik paslanmaz çelikten 316/316L kalitedir.Bu malzeme, bir dizi kötü sıvının neden olduğu korozyonla savaşmak için iyi çalışır.
Bazı daha zorlu aşındırıcı uygulamalar için daha fazla koruma gereklidir.317, 347 ve 321 gibi diğer yüksek performanslı östenitik paslanmaz çelik kaliteleri bu durumlarda sıklıkla seçilir.Kimyasal akışkanları 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 iyileştirmeye ve iyileştirmeye çalışmaktadır.Bu amaçla, borular ve valfler çok daha büyük hale geldi ve basınç gereksinimleri yükseltildi.
Bu durum, valf üreticilerinin daha zorlu parametreleri karşılayacak tasarımlar geliştirmesini gerektirmiştir.Çeyrek dönüşlü küresel ve kelebek vanalar, en popüler malzeme olan 316ss [paslanmaz çelik] ile LNG hizmeti için popülerdir.ANSI Class 600, çoğu LNG uygulaması için olağan basınç tavanıdır.Çeyrek dönüşlü ürünler en popüler vana çeşitleri olmakla birlikte, sürgülü, glob ve çek vanalar da fabrikalarda bulunmaktadır.
Gaz ayırma hizmeti, gazın kendi temel öğelerine bölünmesini içerir.Örneğin, hava ayırma yöntemleri nitrojen, oksijen, helyum ve diğer eser gazları verir.Prosesin çok düşük sıcaklıktaki doğası, birçok kriyojenik valfin 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 kolonu kullanılarak düşük sıcaklıktaki sıvıdan uzaklaştırılması gerektiği anlamına gelir.Bu gaz sütunu, sıvının, valf gövdesinin dönmesini veya yükselmesini önleyecek şekilde, paketleme alanı çevresinde bir buz topu oluşturmasını önler.
TİCARİ BİNALAR
Ticari binalar etrafımızı sarıyor, ancak inşa edildikleri sırada çok dikkatli olmadıkça, duvar, cam ve metal duvarlarının içine gizlenmiş çok sayıda akışkan arter hakkında çok az ipucumuz var.
Hemen hemen her binada ortak bir payda sudur.Tüm bu yapılar, içme sıvıları, atık su, sıcak su, gri su ve yangından korunma şeklinde hidrojen/oksijen bileşiğinin birçok kombinasyonunu taşıyan çeşitli boru sistemleri içerir.
Binanın hayatta kalması açısından bakıldığında, yangın sistemleri en kritik öneme sahiptir.Binalarda yangından korunma neredeyse evrensel olarak beslenir ve temiz su ile doldurulur.Yangın suyu sistemlerinin etkili olabilmesi için güvenilir olmaları, yeterli basınca sahip olmaları ve yapı boyunca uygun şekilde konumlandırılmaları gerekir.Bu sistemler yangın anında otomatik olarak devreye girecek şekilde tasarlanmıştır.
Yüksek katlı binalar, alt katlarda olduğu gibi üst katlarda da aynı su basıncı hizmetini gerektirir, bu nedenle suyu yukarı çekmek 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, yangın ana servisi için vana tasarımları Underwriters Laboratories veya Factory Mutual tarafından onaylanmalıdır.
İtfaiye vanaları için kullanılan vanaların aynı sınıfları ve türleri, onay süreci o kadar katı olmasa da, içme suyu dağıtımı için kullanılmaktadır.
Ofis binaları, oteller ve hastaneler gibi büyük işletme yapılarında bulunan ticari iklimlendirme sistemleri genellikle merkezileştirilir.Soğuk veya yüksek sıcaklığı aktarmak için kullanılan sıvıyı soğutmak veya ısıtmak için büyük bir chiller ünitesi veya kazanı vardır.Bu sistemler genellikle bir hidroflorokarbon olan R-134a gibi soğutucu akışkanları veya ana ısıtma sistemleri söz konusu olduğunda buharı işlemek zorundadır.Kelebek ve küresel vanaların kompakt boyutları nedeniyle, bu tipler HVAC chiller sistemlerinde popüler hale gelmiştir.
Buhar tarafında, bazı çeyrek dönüşlü vanaların kullanımı yaygınlaştı, ancak birçok tesisat mühendisi, özellikle borular alın kaynaklı uçlar gerektiriyorsa, hala lineer sürgülü ve küresel vanalara güveniyor.Bu ılımlı buhar uygulamalarında, çeliğin kaynaklanabilirliği nedeniyle dökme demirin yerini çelik almıştır.
Bazı ısıtma sistemleri, transfer sıvısı olarak buhar yerine sıcak su kullanır.Bu sistemlere bronz veya demir valfler iyi hizmet eder.Bazı lineer tasarımlar hala kullanılmasına rağmen, çeyrek dönüşlü esnek oturmalı küresel ve kelebek vanalar çok popülerdir.
ÇÖZÜM
Bu makalede bahsedilen valf uygulamalarının kanıtları, Starbucks'a veya büyükannenin evine yapılan bir gezi sırasında görüntülenemese de, bazı çok önemli valfler her zaman yakındadır.Hatta arabanın motorunda, karbüratördeki motora yakıt akışını kontrol eden ve motordaki benzin akışını pistonlara ve tekrar dışarı kontrol eden yerlere gitmek için kullanılan valfler bile vardır.Ve eğer bu valfler günlük hayatımıza yeterince yakın değilse, kalplerimizin dört hayati akış kontrol cihazı aracılığıyla düzenli olarak attığı gerçeğini bir düşünün.
Bu, şu gerçeğin bir başka örneğidir: vanalar gerçekten her yerdedir.sanal makine
Bu makalenin II. Bölümü, vanaların kullanıldığı ek endüstrileri kapsar.Kağıt hamuru ve kağıt, denizcilik uygulamaları, barajlar ve hidroelektrik güç, güneş, demir ve çelik, havacılık, jeotermal ve zanaat bira üretimi ve damıtma hakkında bilgi almak için www.valvemagazine.com adresini ziyaret edin.
GREG JOHNSON, Houston'daki United Valve'in (www.unitedvalve.com) başkanıdır.VALVE Magazine'e katkıda bulunan bir editör, Valve Repair Council'in eski başkanı ve şu anda VRC yönetim kurulu üyesidir.Ayrıca VMA'nın Eğitim ve Öğretim Komitesinde görev yapmaktadır, VMA'nın İletişim Komitesinin başkan yardımcısıdır ve Üreticiler Standardizasyon Derneği'nin eski başkanıdır.
Gönderim zamanı: Eylül-29-2020