Конструкция шарового крана с цапфой: классы API 6D

1. Что такое шаровой кран, установленный на цапфе-?

Шаровой кран с цапфой-установкой (типа цапфы-) представляет собой четверть-оборотный клапан, в котором шар удерживается на месте верхним и нижним валами цапфы, поддерживаемыми подшипниками, а не свободно плавает между седлами. Цапфа поглощает тягу, создаваемую давлением в магистрали, поэтому седлам не приходится прижимать шар к заднему седлу. Эта конструкция с фиксированным-шаром лучше всего подходит для клапанов больших размеров (обычно номинальный размер трубы 2 и выше), классов высокого давления (классы от 150 до 2500) и высоких перепадов давления, когда плавающий шаровой клапан может создавать чрезмерную нагрузку на седло и рабочий крутящий момент.

Поскольку положение шара механически зафиксировано, конструкция цапфы также обеспечивает двойной -поршневой-эффект или саморазгрузочные-седла, функцию двойной блокировки и стравливания (DBB), а также стабильную работу в условиях -вызванной вибрации -, поэтому трубопроводные клапаны API 6D при транспортировке газа и сырой нефти преимущественно устанавливаются на цапфе-.

2. Принципы проектирования и конструкция.

Система поддержки цапфы: шар соединен с верхней и нижней цапфами, которые вращаются в радиальных и упорных подшипниках внутри корпуса. Подшипники несут нагрузку давления, поэтому шар остается в центре независимо от давления в трубопроводе, а поверхности цапфы закалены (например, из азотированной нержавеющей или легированной стали) для обеспечения износостойкости.

Подпружиненные-сиденья: седла прижимаются к шару пружинами, обеспечивая первоначальное уплотнение при низком давлении; при высоком давлении давление в линии само подает напряжение на уплотнение. Седла могут быть металлическими-по-металлическими (твердыми-поверхностями) или мягкими-седлами (PTFE, RPTFE, PEEK, нейлон), в зависимости от температуры, среды и требований пожарной-безопасности.

Двунаправленное уплотнение и DBB: с седлами с двойным-поршневым-эффектом клапан уплотняется в обоих направлениях; шаровой кран с цапфой может обеспечить двойную блокировку и изоляцию от слива -, герметизируя от давления с любой стороны, в то время как полость корпуса стравливается в атмосферу.

Стили кузова: корпуса, состоящие из двух-или трёх-болтовых соединений для простоты обслуживания, или конструкции с верхним-входом, которые позволяют снимать седло и шар, не вынимая клапан из линии. Противовыбросовая-выдувная-штоковая конструкция входит в стандартную комплектацию.

Низкий рабочий крутящий момент: поскольку подшипники цапфы несут нагрузку, шар не трётся о седла под полным давлением, поэтому рабочий крутящий момент значительно ниже, чем у плавающего шарового крана того же номинала -, что является ключевым преимуществом при выборе приводов или приводов с ручным редуктором.

3. Технические данные и стандарты

4. Применение и выбор

Типовые услуги: трубопроводы транспортировки и распределения нефти и газа; изоляция компрессорной и насосной станции; коллекторы резервуаров для хранения; технологические линии нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятий; Газовые системы высокого-давления, СПГ и криогенные системы (с удлиненной крышкой и низкотемпературными-материалами); и магистральные запорные клапаны, где требуется двойная изоляция и продувка-дауном (DBB).

Руководство по выбору: (1) выберите тип кузова по доступу для обслуживания - верхний вход для подземной установки или установки в-ограниченном пространстве; (2) выберите тип седла в зависимости от температуры и пожаробезопасности; -класс безопасности - мягкие седла для плотного закрытия-при умеренной температуре, металлические седла для работы при высоких температурах, эрозии или пожаробезопасности-; (3) подтвердить функции DBB, анти-статические и пожаробезопасные-функции, если этого требует спецификация конвейера (опции API 6D); (4) убедитесь, что стандарт грани-к-грани соответствует стандарту размеров линии; (5) определите размер привода или привода редуктора исходя из крутящего момента клапана при максимальном перепаде давления с запасом не менее 25%.

5. Замечания по установке и техническому обслуживанию.

Поддерживайте трубопровод так, чтобы корпус клапана и фланцы не нагружались весом трубы; держите шток вертикально или в соответствии с ограничениями ориентации производителя.

Перед вводом в эксплуатацию промойте линию, чтобы защитить седла от сварочного шлака и мусора.

Периодически проверяйте клапан, особенно при работе с чистым сухим газом, чтобы предотвратить прилипание седла и шара; соблюдайте график смазки редукторов и подшипников, указанный производителем.

На клапанах с металлическими-седлами проверяйте износ седла с помощью обязательного испытания на герметичность; мягкие седла следует заменять при первых признаках протечки или термического повреждения.

Для клапанов с фитингами для впрыска герметика держите в запасе для технического обслуживания тип герметика, одобренный для рабочей среды и давления.

Особенности конструктивного исполнения и выбор отделки

Шаровой кран с цапфой отличается от плавающей конструкции одним конструктивным моментом: шар удерживается на месте двумя цапфами, поэтому давление в линии не выталкивает шар на выходное седло. Нагрузка на седло обеспечивается пружинами и давлением, действующим на держатели седла, что означает, что рабочий крутящий момент остается низким и предсказуемым даже при высоких давлениях, а клапан может быть оснащен седлами с двойным поршневым эффектом, которые уплотняют в обоих направлениях, или седлами с одним поршнем, которые обеспечивают автоматический сброс давления в полости. Конфигурация с двойной блокировкой и выпуском воздуха, в которой корпус клапана имеет два шаровых уплотнения и вентиляционное соединение между ними, является стандартным выбором для транспортировки газа и других систем, где клапан должен изолировать линию с разгерметизированной полостью для технического обслуживания.

Выбор трима соответствует условиям эксплуатации. Корпуса из углеродистой стали с отделкой из нержавеющей стали предназначены для эксплуатации в нефтяной, газовой и водной отраслях; низкотемпературная углеродистая или нержавеющая сталь предназначена для эксплуатации в холодных условиях; а дуплексные или супердуплексные материалы используются для морской воды и хлоридов. Материалы седла и уплотнения, набивка штока и тип уплотнения корпуса выбираются с учетом расчетной температуры и жидкости, а пожаробезопасная конструкция с металлическим вторичным седлом требуется там, где этого требует стандарт или покупатель. В техническом паспорте должны быть указаны расчетное давление и температура, жидкость, торцевые соединения, соответствующие соответствующему стандарту фланцев, а также класс испытаний, поскольку все это определяет комплектацию и цену, а их замена после изготовления обходится дорого.

Контроль качества производства – это то, что придает конструкции цапфы репутацию надежной. Корпус и опоры цапфы обработаны с жесткими допусками концентричности, так что шарик проходит между подшипниками ровно, а отверстия седел обрабатываются на той же установке, где это позволяет конструкция. Чистота поверхности шара контролируется, поскольку характеристики уплотнения зависят от контакта между шаром и кольцами седла, а собранный клапан проверяется на герметичность седла в обоих направлениях при испытательном давлении корпуса и седла. В критических ситуациях клапан дополнительно подвергается испытанию газом под высоким давлением, испытанию на неорганизованные выбросы на уплотнении штока или испытанию на огнестойкость, в зависимости от спецификации. Каждое из этих испытаний документировано в сертификате испытаний, и эти сертификаты являются результатом, который проверяет инспекционная группа покупателя перед отправкой клапана. Можно ожидать, что цапфовый клапан, прошедший эту последовательность действий, прослужит долгий срок службы без утечек при условии лишь планового технического обслуживания, поэтому данная конструкция предназначена для эксплуатации с самыми высокими последствиями в нефтяных, газовых и водных системах.

Часто задаваемые вопросы