حداکثر فشار برای یک شیر دروازهای به طراحی، مواد، اندازه و دمای عملیاتی آن بستگی دارد. شیرهای استاندارد مسکونی برای 100 تا 200 PSI درجهبندی شدهاند، اما یک شیر دروازهای فشار بالا که برای خدمات صنعتی ساخته شده است، میتواند فشارهایی بالاتر از 20,000 PSI را در کاربردهای تخصصی میدان نفتی تحمل کند.
چه چیزی درجه فشار را تعیین می کند
درجهبندی فشار یک عدد ثابت و واحد نیست. بسته به چندین عامل که با هم کار میکنند، تغییر میکند.
درجه حرارت
با افزایش دمای عملیاتی، استحکام مواد کاهش مییابد و فشار مجاز نیز همراه با آن افت میکند.
شیری که برای 5,000 PSI در 100 درجه فارنهایت رتبهبندی شده است، ممکن است در 600 درجه فارنهایت تنها در 3,000 PSI ایمن باشد.
تنها خواندن رتبهبندی فشار محیطی و توقف در آنجا، یک خطای مشخصاتی است که مکرراً در تدارکات صنعتی ظاهر میشود و کاملاً قابل اجتناب است.
ساختار مواد
فولاد آهنگری شده بدنه متراکمتر و قویتری نسبت به فولاد ریختهگری شده تولید میکند. برای سرویس بخار و هیدروکربن با فشار بالا، بدنههای آهنگری شده از جایگزینهای ریختهگری شده هم از نظر استحکام و هم از نظر قابلیت اطمینان طولانیمدت بهتر عمل میکنند.
سختکاری سطح نشیمنگاه و دیسک به همان اندازه مهم است. موادی مانند کاربید تنگستن و استلایت 6 در برابر فرسایشی که جریان فشار بالا در سطح نشیمنگاه ایجاد میکند، مقاومت میکنند. بدون آنها، سایش نشیمنگاه تسریع شده و به دنبال آن نشتی رخ میدهد.
طراحی بونت (کلاهک)
طراحیهای بونت پیچی در سرویس فشار بالا محدودیتهایی دارند زیرا بستها بار آببندی را تحمل میکنند.
بالاتر از یک آستانه مشخص، تنها کشش پیچ کافی نیست.
طراحیهای آببندی فشاری با استفاده از فشار داخلی برای سفت کردن آببندی، این مشکل را حل میکنند. هرچه سیستم بیشتر فشار آورد، آببندی محکمتر میشود.
پیکربندی سوراخ
شیرهای دروازهای با سوراخ کامل، قطر داخلی یکسانی با خط لوله را حفظ میکنند. این امر افت فشار را پایین نگه میدارد و به پیگهای خط لوله اجازه میدهد برای تمیزکاری عبور کنند. شیرهای با سوراخ کاهشیافته فشردهتر و سبکتر هستند، اما دهانه باریکتر مقاومت جریان را در سراسر شیر افزایش میدهد. در کاربردهای میدان نفتی و خط لوله با فشار بالا، انتخاب بین این دو بر کارایی عملیاتی و دسترسی برای نگهداری تأثیر میگذارد.
استانداردهای درجه بندی فشار
شیرهای دروازهای صنعتی از دو سیستم رتبهبندی اصلی پیروی میکنند.
کلاسهای ASME/ANSI از کلاس 150 تا کلاس 4500 متغیر هستند. یک شیر کلاس 150 حدود 285 PSI را در دمای محیط تحمل میکند. یک شیر کلاس 2500 حدود 6,250 PSI را تحت همان شرایط تحمل میکند.
رتبهبندیهای PN در مشخصات اروپایی و بینالمللی استفاده میشوند، از PN10 تا PN400 متغیر هستند و ظرفیت فشار را بر حسب بار نشان میدهند.
شیری که برای فشار بالا در 100 درجه فارنهایت رتبهبندی شده است، ممکن است در 800 درجه فارنهایت شاهد کاهش نصفی از آن رتبهبندی باشد. همیشه منحنی کامل فشار-دما را بخوانید، نه فقط عدد محیطی را.
برای کاربردهای میدان نفتی، API 6A رتبهبندیهای فشار 2,000، 3,000، 5,000، 10,000، 15,000 و 20,000 PSI را مشخص میکند که معمولاً به عنوان 2M تا 20M شناخته میشوند. اینها تجهیزات سرچاهی و سطحی را در تولید نفت و گاز پوشش میدهند، جایی که شرایط عملیاتی بسیار سختگیرانه است.
برای اطلاعات بیشتر در مورد نحوه اعمال این رتبهبندیها در شرایط مختلف سرویس،, راهنمای طراحی شیر دروازهای فشار بالای ما به جزئیات بر اساس نوع کاربرد میپردازد.
شیرهای دروازهای با آببندی فشاری
شیر دروازهای با آببندی فشاری، استاندارد صنعتی برای نیروگاهها، سیستمهای بخار و پالایشگاههای نفت است که در فشارهای بالای 1,450 PSI کار میکنند.
آببندی بونت با افزایش فشار داخلی محکمتر میشود. عملکرد در شرایطی بهبود مییابد که یک بونت پیچی شروع به از کار افتادن میکند.
این شیرها در کلاسهای 900 تا 4500 کار میکنند و فشارهایی از حدود 2,200 PSI تا 10,000 PSI و بالاتر را تحمل میکنند. آنها همچنین برای دماهای تا 580 درجه سانتیگراد رتبهبندی شدهاند و در سراسر تولید برق فوق بحرانی و کاربردهای بخار با فشار بالا قرار میگیرند.
واشرهای با روکش نقره در طرحهای آببندی فشاری نیاز به توجه ویژه در طول گذراهای حرارتی دارند. یک واشر که در طول تغییرات سریع دما له میشود، نشتیهایی ایجاد میکند که برنامههای نگهداری استاندارد آنها را پیشبینی نمیکنند.
برخی از طرحهای آببندی فشاری همچنین از ساقه غیربالارونده برای کاهش سایش پکینگ و گشتاور عملیاتی در پیکربندیهای دروازهای اسلب با فشار بالا استفاده میکنند. این مورد را در طول مشخصاتگذاری برای کاربردهایی که انتظار عملکرد مکرر میرود، تأیید کنید.
اگر شیرهای آببندی فشاری را برای سرویس چرخهای مشخص میکنید، تجزیه و تحلیل شیر دروازهای با آببندی فشاری ما جزئیات ساخت و آنچه را که باید در سرویس نظارت شود، آشکار میکند.
چگونه اندازه شیر بر حداکثر فشار تأثیر میگذارد
اندازه و فشار در جهتهای مخالف حرکت میکنند.
با افزایش قطر شیر، نیروی وارد بر دروازه افزایش مییابد. شیرهای بزرگتر برای تحمل همان فشار شیرهای کوچکتر، نیاز به ساختار سنگینتری دارند.
یک شیر دروازهای 6 اینچی که بر اساس استانداردهای API 6A ساخته شده است، میتواند 10,000 تا 15,000 PSI را در سرویس میدان نفتی با فشار بالا تحمل کند.
یک شیر دروازهای 8 اینچی از همان کلاس نیاز به بدنه محکمتری دارد زیرا مساحت سوراخ بزرگتر، نیرویی را که دروازه باید مقاومت کند، چند برابر میکند.
برای کاربردهای با سوراخ کوچک، API 602 شیرهای دروازهای فولادی فورج شده از 1/4 اینچ تا 2 اینچ را پوشش میدهد که تا 10,000 PSI رتبهبندی شدهاند. اینها طرحهای فشرده و با استحکام بالا هستند که در جایی که فضا محدود است و نیازهای فشار بالا است، استفاده میشوند.
شیرهای دروازهای با قطر بزرگ در سرویس فشار بالا اغلب نیاز به نصب سیستمهای بایپس دارند. بدون آن، فشار دیفرانسیل در سراسر دروازه، کارکرد شیر را غیرممکن میکند و به نشیمنگاه در هنگام باز شدن آسیب میرساند.
شیرهای دروازهای موازی در سرویس بخار فشار بالا
شیر دروازهای موازی به جای گوه، از دو دیسک موازی برای آببندی در برابر نشیمنگاه استفاده میکند.
این اثر گیر کردن را که شیرهای گوهی شکل در کاربردهای بخار با دمای بالا ایجاد میکنند، از بین میبرد، جایی که انبساط حرارتی گوه را در برابر نشیمنگاه قفل میکند.
طراحیهای کشویی موازی برای سیستمهای بویلر و خطوط بخار فشار بالا که چرخههای حرارتی مکرر دارند، بسیار مناسب هستند. آنها در کلاسهای ASME 150 تا 2500 کار میکنند و گشتاور عملیاتی کمتری نسبت به شیرهای دروازهای گوهی در شرایط مشابه نیاز دارند.
تأسیسات آب و کاربردهای فشار پایین
هر کاربردی به درجهبندی فشار صنعتی نیاز ندارد.
شیر دروازهای کندی برای خدمات آب و فاضلاب ساخته شده است، با درجهبندی 200 تا 250 PSI برای طراحیهای استاندارد گوه ارتجاعی و تا 350 PSI برای سریهای حفاظت از آتش.
شیر دروازهای MJ، یک طراحی اتصال مکانیکی که در تاسیسات آب زیرزمینی استفاده میشود، با فشار کاری 250 PSI کار میکند.
هر دو برای خدمات مورد نظر خود قابل اعتماد هستند. مشکلات زمانی شروع میشود که یک شیر با درجهبندی آب و فاضلاب در یک کاربرد صنعتی با فشار بالاتر قرار میگیرد زیرا اندازه لوله مطابقت ندارد. کلاس فشار و اندازه لوله مشخصات جداگانهای هستند و باید به همین ترتیب با آنها برخورد شود.
تعویض شیر دروازهای فشار بالا: چه چیزی را باید بررسی کرد
جایگزینی شیر دروازهای فشار بالا به سادگی تطبیق قطر لوله نیست. در اینجا نحوه ادامه کار با تأیید آن آمده است.
منحنی فشار-دما را دوباره بررسی کنید
فقط به درجهبندی فشار محیطی تکیه نکنید. قبل از انتخاب جایگزین، حداکثر فشار و دمای سیستم را با هم دوباره بررسی کنید.
مواد، سبک بونت و اتصالات انتهایی را مطابقت دهید
جایگزینی فولاد فورج شده A105 با یک جایگزین ریختهگری در سرویس بخار فشار بالا، خطر خرابی را به همراه دارد.
انتقال از یک کلاهک پیچی به یک طراحی آببندی فشار، ردپای شیر را تغییر میدهد و بر چیدمان لولهکشی اطراف آن تأثیر میگذارد.
اتصالات انتهایی نیز باید دقیقاً مطابقت داشته باشند. تعویض یک اتصال جوش لب به لب با یک جایگزین فلنجی در یک خط فشار بالا، نیاز به اصلاحات لولهکشی دارد که به ندرت در مرحله تدارکات در نظر گرفته میشود.
برای سرویس فشار بالا که نیاز به بدنه فورج شده دارد، شیر دروازهای گوهی فورج شده ما کلاسهای فشار بالا را در ساختار فولاد فورج شده پوشش میدهد. در جایی که شرایط سرویس اجازه ساختار ریختهگری را میدهد،, شیر دروازهای گوهی ریختهگری یک جایگزین مقرون به صرفه است.
وضعیت نشیمنگاه، پکینگ و منبعیابی
بررسی وضعیت نشیمنگاه در شیرهای با نشیمنگاه فلزی قبل از تعویض کل واحد. نشیمنگاههای فلزی قابل تجدید اغلب میتوانند به جای تعویض کامل، دوباره سطحبندی شوند.
برای دماهای بالای 232 درجه سانتیگراد، پکینگ گرافیتی مورد نیاز است. PTFE در این دماها از کار میافتد و نباید بالاتر از این آستانه مشخص شود.
تست هیدرواستاتیک روی شیرهای فشار بالا با 1.5 برابر MAWP انجام میشود. یک شیر 10,000 PSI در 15,000 PSI تست میشود. اطمینان حاصل کنید که هر جایگزینی دارای مستنداتی است که تأیید میکند طبق آن استاندارد تست شده است.
هنگام تهیه قطعات جایگزین، کاتالوگ شیر دروازهای پاول، طرحهای آببندی فشاری API 600 را در کلاسهای 600 تا 4500، شامل پیکربندیهای گوه و موازی برای خدمات صنعتی سنگین، فهرست میکند.
نتیجه
شیر عالی را برای پروژه خود سفارشی کنید! یک نقل قول دریافت کنید و گزینه های سفارشی ما را بررسی کنید.
شیری که روی کاغذ صحیح به نظر میرسد اما با منحنی فشار-دمای واقعی سیستم مطابقت ندارد، دوام زیادی نخواهد داشت. در سرویسهای فشار بالا، این خرابی به ندرت به خود شیر محدود میشود.
اگر در حال کار بر روی مشخصات شیر دروازهای هستید و به راهنمایی در مورد طراحی مناسب برای کاربرد خود نیاز دارید،, با تیم ما در تماس باشید و ما به شما کمک خواهیم کرد تا گزینه مناسب را پیدا کنید.
