Ventili se danas mogu naći gotovo bilo gdje: u našim domovima, ispod ulice, u poslovnim zgradama i na tisućama mjesta unutar elektrana i vodovoda, tvornica papira, rafinerija, kemijskih postrojenja i drugih industrijskih i infrastrukturnih objekata.
Industrija ventila je zaista široka, sa segmentima koji variraju od distribucije vode do nuklearne energije, nafte i plina, uzvodno i nizvodno. Svaka od ovih industrija krajnjih korisnika koristi neke osnovne vrste ventila; međutim, detalji konstrukcije i materijala često su vrlo različiti. Evo uzorka:
VODOVOD
U svijetu distribucije vode, tlakovi su gotovo uvijek relativno niski, a temperature sobne. Te dvije činjenice primjene omogućuju niz elemenata dizajna ventila koji se ne bi našli na zahtjevnijoj opremi kao što su visokotemperaturni parni ventili. Okolna temperatura vodovoda omogućuje upotrebu elastomera i gumenih brtvi koje nisu prikladne drugdje. Ovi mekani materijali omogućuju da se ventili za vodu opreme tako da čvrsto zatvaraju kapanje.
Još jedno razmatranje kod ventila za vodovod je izbor materijala za izradu. Lijevano i nodularno željezo se široko koriste u vodovodnim sustavima, posebno u vodovima velikog vanjskog promjera. Vrlo mali vodovi mogu se prilično dobro nositi s brončanim materijalima za ventile.
Tlakovi koje većina ventila vodovoda vidi obično su znatno ispod 200 psi. To znači da nisu potrebne konstrukcije s debljim stijenkama za viši tlak. Uz to, postoje slučajevi kada su ventili za vodu izgrađeni za rukovanje višim tlakovima, do oko 300 psi. Ove primjene obično su na dugim akvaduktima blizu izvora tlaka. Ponekad se ventili za vodu višeg tlaka nalaze i na točkama najvišeg tlaka u visokoj brani.
Američko udruženje vodovoda (AWWA) izdalo je specifikacije koje pokrivaju mnoge različite vrste ventila i aktuatora koji se koriste u vodovodnim primjenama.
OTPADNE VODE
Druga strana svježe pitke vode koja ulazi u objekt ili građevinu je izlaz otpadnih voda ili kanalizacije. Ovi vodovi prikupljaju sve otpadne tekućine i krute tvari te ih usmjeravaju u uređaj za pročišćavanje otpadnih voda. Ovi uređaji za pročišćavanje imaju mnogo niskotlačnih cijevi i ventila za obavljanje svog "prljavog posla". Zahtjevi za ventile za otpadne vode u mnogim su slučajevima mnogo blaži od zahtjeva za uslugu čiste vode. Željezni zasuni i nepovratni ventili najpopularniji su izbor za ovu vrstu usluge. Standardni ventili u ovoj usluzi izrađeni su u skladu sa specifikacijama AWWA-e.
ELEKTROINDUSTRIJA
Većina električne energije proizvedene u Sjedinjenim Državama proizvodi se u parnim elektranama koje koriste fosilna goriva i turbine velike brzine. Skidanjem poklopca moderne elektrane dobio bi se pogled na cjevovodne sustave visokog tlaka i visoke temperature. Ovi glavni vodovi najvažniji su u procesu proizvodnje parne energije.
Zaporni ventili ostaju glavni izbor za primjene uključivanja/isključivanja u elektranama, iako se mogu pronaći i kuglasti ventili posebne namjene, u obliku slova Y. Visokoučinkoviti kuglasti ventili za kritične namjene dobivaju na popularnosti kod nekih projektanata elektrana i probijaju se u ovaj svijet u kojem su nekada dominirali linearni ventili.
Metalurgija je ključna za ventile u energetskim primjenama, posebno one koji rade u superkritičnim ili ultra-superkritičnim radnim rasponima tlaka i temperature. F91, F92, C12A, zajedno s nekoliko Inconel i legura nehrđajućeg čelika, često se koriste u današnjim elektranama. Klase tlaka uključuju 1500, 2500, a u nekim slučajevima i 4500. Modulirajuća priroda vršnih elektrana (onih koje rade samo po potrebi) također stavlja ogroman pritisak na ventile i cjevovode, što zahtijeva robusne dizajne za rješavanje ekstremne kombinacije ciklusa, temperature i tlaka.
Osim glavnih parnih ventila, elektrane su opterećene pomoćnim cjevovodima, s mnoštvom zapornih, kuglastih, nepovratnih, leptirastih i ventila.
Nuklearne elektrane rade na istom principu pare/brze turbine. Osnovna razlika je u tome što se u nuklearnoj elektrani para stvara toplinom iz procesa fisije. Ventili nuklearnih elektrana slični su svojim rođacima na fosilna goriva, osim svog porijekla i dodatnog zahtjeva za apsolutnom pouzdanošću. Nuklearni ventili proizvode se prema izuzetno visokim standardima, a dokumentacija o kvalifikaciji i inspekciji ispunjava stotine stranica.
PROIZVODNJA NAFTE I PLINA
Naftni i plinski bušotine i proizvodna postrojenja uvelike koriste ventile, uključujući mnoge teške ventile. Iako više nije vjerojatno da će se pojaviti mlazovi nafte koji izbacuju stotine metara u zrak, slika ilustrira potencijalni tlak podzemne nafte i plina. Zbog toga se glave bušotina ili božićna drvca postavljaju na vrh dugog niza cijevi bunara. Ovi sklopovi, sa svojom kombinacijom ventila i posebnih spojnica, dizajnirani su za podnošenje tlakova većih od 10 000 psi. Iako se danas rijetko nalaze na bunarima iskopanim na kopnu, ekstremno visoki tlakovi često se nalaze na dubokim offshore bušotinama.
Dizajn opreme za ušće bušotine obuhvaćen je API specifikacijama kao što je 6A, Specifikacija za ušće bušotine i opremu za božićna drvca. Ventili obuhvaćeni u 6A dizajnirani su za izuzetno visoke tlakove, ali umjerene temperature. Većina božićnih drvca sadrži zasunske ventile i posebne kuglaste ventile koji se nazivaju prigušnice. Prigušnice se koriste za regulaciju protoka iz bušotine.
Osim samih bušotina, naftno ili plinsko polje zauzimaju mnogi pomoćni objekti. Procesna oprema za prethodnu obradu nafte ili plina zahtijeva niz ventila. Ti ventili su obično od ugljičnog čelika nižih klasa.
Povremeno je u sirovom naftnom toku prisutna vrlo korozivna tekućina - sumporovodik. Ovaj materijal, koji se naziva i kiseli plin, može biti smrtonosan. Kako bi se prevladali izazovi kiselog plina, moraju se slijediti posebni materijali ili tehnike obrade materijala u skladu s međunarodnom specifikacijom NACE MR0175.
ODMORSKE INDUSTRIJE
Cjevovodni sustavi za naftne platforme i proizvodna postrojenja na moru sadrže mnoštvo ventila izrađenih prema različitim specifikacijama kako bi se nosili sa širokim rasponom izazova regulacije protoka. Ovi objekti također sadrže razne petlje regulacijskog sustava i uređaje za smanjenje tlaka.
Za postrojenja za proizvodnju nafte, arterijsko srce je stvarni sustav cjevovoda za iskorištavanje nafte ili plina. Iako ne uvijek na samoj platformi, mnogi proizvodni sustavi koriste božićna drvca i cjevovodne sustave koji rade na negostoljubivim dubinama od 3000 metara ili više. Ova proizvodna oprema izgrađena je prema mnogim strogim standardima Američkog naftnog instituta (API) i navedena je u nekoliko preporučenih praksi (RP) API-ja.
Na većini velikih naftnih platformi primjenjuju se dodatni procesi na sirovu tekućinu koja dolazi iz ušća bušotine. To uključuje odvajanje vode od ugljikovodika i odvajanje plina i prirodnog plina u tekućinama od toka tekućine. Ovi cjevovodni sustavi nakon božićnog drvca obično se grade prema propisima o cjevovodima Američkog društva strojarskih inženjera B31.3, a ventili su dizajnirani u skladu sa specifikacijama API ventila kao što su API 594, API 600, API 602, API 608 i API 609.
Neki od ovih sustava mogu sadržavati i API 6D zaporne, kuglaste i nepovratne ventile. Budući da se svi cjevovodi na platformi ili brodu za bušenje nalaze unutar postrojenja, ne primjenjuju se strogi zahtjevi za korištenje API 6D ventila za cjevovode. Iako se u ovim cjevovodnim sustavima koristi više vrsta ventila, vrsta ventila po izboru je kuglasti ventil.
CJEVOVODOVI
Iako je većina cjevovoda skrivena od pogleda, njihova prisutnost je obično očita. Mali znakovi s natpisom "naftovod" jedan su od očitih pokazatelja prisutnosti podzemnih transportnih cjevovoda. Ovi cjevovodi opremljeni su mnogim važnim ventilima duž cijele svoje duljine. Ventili za zatvaranje cjevovoda u slučaju nužde nalaze se u intervalima određenim standardima, propisima i zakonima. Ovi ventili služe vitalnoj funkciji izoliranja dijela cjevovoda u slučaju curenja ili kada je potrebno održavanje.
Također, duž trase cjevovoda nalaze se objekti gdje cjevovod izlazi iz zemlje i gdje je omogućen pristup cjevovodu. Ove stanice su dom za opremu za lansiranje "svinjskih" ventila, koja se sastoji od uređaja umetnutih u cjevovode radi pregleda ili čišćenja cjevovoda. Ove stanice za lansiranje svinjskih ventila obično sadrže nekoliko ventila, bilo zapornih ili kuglastih. Svi ventili na cjevovodnom sustavu moraju biti potpuno otvoreni kako bi omogućili prolaz svinja.
Cjevovodi također trebaju energiju za borbu protiv trenja u cjevovodu i održavanje tlaka i protoka u liniji. Koriste se kompresorske ili crpne stanice koje izgledaju kao male verzije procesnog postrojenja bez visokih tornjeva za kidanje. Ove stanice imaju desetke zapornih, kuglastih i nepovratnih ventila cjevovoda.
Sami cjevovodi su projektirani u skladu s raznim standardima i propisima, dok ventili za cjevovode slijede API 6D standard za ventile za cjevovode.
Postoje i manji cjevovodi koji se dovode u kuće i poslovne objekte. Ovi vodovi osiguravaju vodu i plin te su zaštićeni zapornim ventilima.
Velike općine, posebno u sjevernom dijelu Sjedinjenih Država, opskrbljuju parom komercijalne korisnike toplinskim sustavima. Ovi parovodi opremljeni su raznim ventilima za kontrolu i regulaciju opskrbe parom. Iako je fluid para, tlakovi i temperature niži su od onih u proizvodnji pare u elektranama. U ovoj usluzi koriste se razni tipovi ventila, iako je poznati čepni ventil i dalje popularan izbor.
RAFINERIJA I PETROKEMIJA
Rafinerijski ventili čine veću industrijsku upotrebu od bilo kojeg drugog segmenta ventila. Rafinerije su dom korozivnim tekućinama, a u nekim slučajevima i visokim temperaturama.
Ovi čimbenici diktiraju kako se ventili grade u skladu s API specifikacijama dizajna ventila kao što su API 600 (zasunski ventili), API 608 (kuglasti ventili) i API 594 (nepovratni ventili). Zbog teških uvjeta rada s kojima se susreću mnogi od ovih ventila, često je potreban dodatni tolerancija za koroziju. Ta se tolerancija očituje kroz veće debljine stijenki koje su navedene u API dokumentima o dizajnu.
Gotovo svaki glavni tip ventila može se naći u izobilju u tipičnoj velikoj rafineriji. Sveprisutni zasunski ventil i dalje je kralj brda s najvećom populacijom, ali četvrtokružni ventili zauzimaju sve veći dio njihovog tržišnog udjela. Četvrtokružni proizvodi koji uspješno prodiru u ovu industriju (kojom su nekada dominirali i linearni proizvodi) uključuju visokoučinkovite trostruko pomaknute leptiraste ventile i kuglaste ventile s metalnim sjedištem.
Standardni zasuni, kuglasti i nepovratni ventili još se uvijek nalaze u velikom broju i zbog srdačnosti svog dizajna i ekonomičnosti proizvodnje neće uskoro nestati.
Nazivni tlakovi za rafinerijske ventile kreću se od klase 150 do klase 1500, pri čemu je klasa 300 najpopularnija.
Obični ugljični čelici, kao što su klase WCB (lijevani) i A-105 (kovani), najpopularniji su materijali specificirani i korišteni u ventilima za rafinerijske usluge. Mnoge primjene u procesima rafiniranja pomiču gornje temperaturne granice običnih ugljičnih čelika, a za te primjene specificirane su legure za više temperature. Najpopularniji od njih su krom/molibden čelici kao što su 1-1/4% Cr, 2-1/4% Cr, 5% Cr i 9% Cr. Nehrđajući čelici i legure s visokim udjelom nikla također se koriste u nekim posebno teškim procesima rafiniranja.
Vrijeme objave: 10. srpnja 2020.