Типы газовых клапанов: практическое руководство по выбору и обслуживанию в нефтегазовой отрасли

Попросите инженеров перечислить типы газовых клапанов, и вы получите немного отличающийся список для каждого из них. Это не путаница; это потому, что «газовый клапан» описывает обязанность, а не отдельный продукт. При сборе природного газа, обслуживании устья скважин, компрессорных станциях и заводских трубопроводах правильный ответ зависит от того, нужна ли вам жесткая изоляция, контролируемый поток, односторонняя защита или безопасный сброс избыточного давления.

Мы производим арматуру и устьевое оборудование для нефтегазового сервиса, поэтому этот обзор исходит как из цеха, так и из каталога. Ниже приведены основные типы газовых клапанов, с которыми вы, вероятно, будете работать, какие функции каждый из них делает хорошо, а также детали, которые обычно определяют выбор.

Как классифицируются газовые клапаны

Две простые системы охватывают почти каждый клапан, который вы встретите на газопроводе.

• По функции: изоляция, дросселирование или регулирование, невозврат и сброс давления.
• По движению: линейные клапаны, такие как шиберные, шаровые и мембранные конструкции, обеспечивают прямолинейный ход штока, а поворотные клапаны, такие как плунжерные, шаровые и дроссельные конструкции, работают на четверть оборота.

Газовая служба добавляет свои правила. Газ сжимаем и найдет путь через зазоры, которые никогда не пропускают жидкость. Обычно он сухой, поэтому сама среда не обеспечивает смазки. А при работе вверх и вниз по течению он часто поступает горячим и под высоким давлением. Эти три факта объясняют, почему в газовых клапанах так часто используются седла «металл по металлу», уплотнение, предназначенное для контроля выбросов, и номинальные характеристики корпуса, значительно превышающие рабочее давление в линии.

Задвижки: рабочая лошадка для регулирования расхода газа

Когда клапан проведет свой срок службы либо полностью открытым, либо полностью закрытым, и вам нужен свободный, полнопроходной путь, задвижка обычно является первым выбором. Затвор скользит поперек потока, поэтому падение давления практически равно нулю, а работа на канате или очистке скребками не затруднена.

В пластинчатых задвижках, в том числе типа PFF, используется одна сплошная пластина, закрывающая два седла. Расширяющиеся задвижки разделяют затвор на две половины, которые расходятся при закрытии клапана, сильно прижимаясь к обоим седлам и обеспечивая очень плотное уплотнение под высоким давлением. Конструкции FC и FLS также распространены в данной области. Если вам нужна информация о стандартах, есть полезное объяснение роль задвижек API 6A в нефтегазовой отрасли на нашем сайте.

Расширяющаяся задвижка WKM API 6A для нефти и газа Стоит обратить внимание на надежную изоляцию в нефтегазовой отрасли под высоким давлением, с низким рабочим крутящим моментом и металлическими уплотнениями. Посмотреть продукт →

Единственное, о чем никогда не следует просить задвижку, — это дросселировать. Если ворота частично открыты, газ с высокой скоростью попадает на поверхности седла и быстро их разрушает. Используйте его для изоляции, и он прослужит долгие годы.

Пробковые клапаны: четвертьоборотная изоляция в тяжелых условиях эксплуатации

В плунжерном клапане используется цилиндрическая или коническая заглушка со сквозным отверстием. Поверните его на девяносто градусов, и порт либо окажется на одной линии с потоком, либо будет обращен к стенке корпуса. Движение быстрое, конструкция механически простая, потоки грязного или песчаного газа переносит лучше, чем большинство клапанов с мягким седлом, поэтому пробковые клапаны появляются в сборных линиях, компрессорных станциях, устьевых манифольдах и участках ГРП.

Пробковый клапан FMC для операций по консолидации скважин и ГРП Стоит обратить внимание на потоки грязного газа и трещины, с быстрым открытием и небольшим крутящим моментом, но обратите внимание на более высокий рабочий крутящий момент, чем у шаровых кранов. Посмотреть продукт →

В версиях со смазкой герметик впрыскивается, чтобы сохранить заглушку свободной и герметичной, в то время как версии без смазки полагаются на футеровку или тщательную геометрию конуса. Ожидайте, что рабочий крутящий момент будет выше, чем у шарового крана, и учитывайте это при выборе привода.

Шаровые краны: быстро, привычно и легко автоматизировать

Шаровой кран — это поворотный родственник, который большинство людей представляет в первую очередь. Просверленная сфера вращается вокруг двух седел, обеспечивая плотное закрытие, низкий крутящий момент и компактный корпус. Конструкции с плавающим шаром подходят для меньших размеров, тогда как шарики, установленные на цапфе, несут нагрузку в более крупных газопроводах с более высоким давлением.

Мягкие седла очень хорошо герметизируют чистый сухой газ, но имеют температурные ограничения. Там, где важна пожарная безопасность, ищите проверенные пожаробезопасные конструкции и антистатическую конструкцию. Шаровые краны также легко автоматизируются, что делает их популярным выбором для газопроводов с дистанционным управлением.

Проходные и игольчатые клапаны: где регулируется расход газа

Если задача состоит в том, чтобы контролировать поток, а не просто останавливать его, честным ответом будет шаровой клапан. Пробка движется перпендикулярно седлу, проталкивая газ по заданному пути, поэтому клапан можно установить в промежуточные положения, не разрушая себя.

Цена – это реальный перепад давления, поэтому шаровые клапаны редко используются в качестве изолирующих устройств на длинных трассах газа. Игольчатые клапаны представляют собой версию той же идеи с малым диаметром прохода, и они используются повсюду в линиях приборного газа, отбора проб и манометров.

Обратные и предохранительные клапаны: клапаны, которые действуют самостоятельно

Не каждый газовый клапан ждет оператора. Обратный клапан открывается при прямом потоке и закрывается при реверсе потока, защищая компрессоры, насосы и счетчики от обратного потока. В газовой сфере используются поворотные, подъемные, двухдисковые и поршневые конструкции; выбор обычно сводится к тому, насколько быстро должен закрываться диск и насколько приемлемо падение давления.

Предохранительные и предохранительные клапаны являются последней линией защиты. Типы с пружинным и пилотным управлением выпускают газ, когда давление превышает заданное значение, а в газовых системах они заслуживают большего внимания, чем часто получают, поскольку захваченный или термически расширенный газ может быстро поднять давление.

Поворотные и мембранные клапаны: полезны в нужном месте

Поворотные затворы компактны, легки и недороги при больших размерах, поэтому они широко распространены на линиях газоснабжения, вентиляции и установках низкого давления. Это не устьевые клапаны; Диск находится на пути потока, и его седло легко повредить при дросселировании на высокой скорости.

Мембранные клапаны изолируют механизм от среды с помощью гибкой диафрагмы, которая подходит для агрессивных, влажных или содержащих частицы газов при умеренных давлениях и температурах.

Сравнение распространенных типов газовых клапанов

Как правильно выбрать газовый клапан

В нашем магазине перед любой рекомендацией стоят четыре вопроса.

1. Каково рабочее давление и какой номинал кузова требует стандарт?
2. Является ли обязанность изоляцией, регулированием, невозвратом или защитой?
3. Что в газе: сухое, влажное, кислое, песчаное, едкое?
4. Будет ли клапан управляться вручную, с помощью привода или только в редких случаях?

Ответьте на них, и список подходящих дизайнов быстро сузится. После этого выбор материала, концевые соединения и требования к испытаниям завершают картину. Если вы хотите увидеть, как клапан проходит путь от отливки до окончательного испытания под давлением, наш производственный процесс На странице показаны шаги, которые мы контролируем внутри компании.

Полевые заметки: ошибки, которые мы видим чаще всего

1. Дроссельная заслонка с последующим обвинением клапана в повреждении седла.
2. Подбирайте обратный клапан для трубы, а не для потока, чтобы диск дребезжал.
3. Игнорирование крутящего момента привода на пробковых клапанах, особенно в холодную погоду.
4. Выбор мягкого седла при температуре газа выше номинальной.
5. Пропуск документированных испытаний под давлением перед установкой.

Типы газовых клапанов на самом деле не являются списком, который нужно запомнить; это набор инструментов, каждый из которых соответствует определенной задаче. Думайте отдельно об изоляции, регулировании, защите обратного потока и защите от избыточного давления, и правильный клапан обычно становится очевидным.

Если вы работаете над спецификацией устья скважины, манифольда или линии гидроразрыва и хотели бы получить второе мнение, свяжитесь с нами. Мы рады вместе с вами рассмотреть приложение и подсказать, что подойдет, в том числе и те опции, которые вам на самом деле могут не понадобиться.