اجزای ولو صنعتی

انواع ولوهای مورد استفاده در صنعت نفت و گاز

ولو چیست؟

انواع مختلف ولو صنعتی مورد استفاده در صنعت پتروشیمی با هر یک از کاربردهای زیر مطابقت دارد:

• شروع یا متوقف کردن جریان مایعات (هیدروکربن ها ، روغن و گاز ، بخار ، آب ، اسیدها) از طریق خط لوله (به عنوان مثال: شیر دروازه ای  ، شیر توپیولو صنعتی ، شیر پروانه ای  ، شیر گلوب یا شیر پلاگ )

• جریان سیال را از طریق خط لوله تعدیل کنید (مثال: دریچه گلوب)

• کنترل جریان سیال (شیر کنترل)

• جهت جریان را تغییر دهید (به عنوان مثال دریچه توپ 3 طرفه)

• تنظیم فشار یک فرآیند (شیر کاهش فشار)

• از سیستم لوله کشی یا وسیله ای (پمپ ، موتور ، مخزن) در برابر فشار بیش از حد (ایمنی یا فشار) یا فشارهای پشتی محافظت کنید (شیر چک)

• بقایای فیلتر شده از طریق خط لوله ، برای محافظت از وسایلی که ممکن است توسط قطعات جامد آسیب دیده باشد (صاف کننده های y و سبد)

ولو صنعتی  با مونتاژ چندین قسمت مکانیکی ساخته می شود که مهمترین آنها بدنه (پوسته بیرونی) ، تریم (ترکیبی از قسمت های مرطوب شده قابل تعویض) ، ساقه ، درپوش و یک مکانیزم عمل (اهرم دستی ، دنده یا فعال کننده). سوپاپ هایی با اندازه های متهور کوچک (عموماً 2 اینچ) یا مقاومت زیادی در برابر فشار و دما دارند ، با بدنه های فولادی فورج ساخته می شوند. ولو صنعتی تجاری بالاتر از 2 اینچ از قطر دارای جنس مواد چدن است. بازار شیرآلات در سال 2018 تقریبا 40 میلیارد دلار ارزش دارد و تولید کنندگان عمده در ایالات متحده ، اروپا (ایتالیا ، آلمان ، فرانسه و اسپانیا) ، ژاپن و چین واقع شده اند.

انواع ولو صنعتی:

ولو صنعتی  مورد استفاده در صنعت نفت و گاز و برای مصارف لوله کشی می توانند به چند روش طبقه بندی شوند:

VALVES BY DISC TYPE

• عملکرد خطی: ولو ها ، گلوب ، دیافراگمی ، خرج کردن و شیرآلات را بررسی کنید

• عملکرد چرخشی : شیر پروانه ای  ، توپی ، پلاگ ، …

• چهارم دور: دستگاه هایی که تقریباً به یک چهارم حرکت چرخشی ، از 0 تا 90 درجه ساقه نیاز دارند تا از نزدیک به یک موقعیت کاملاً باز یا برعکس حرکت کنند.

متریال ولو صنعتی

• CAST (بدنه توسط ریخته گری فولاد بدست می آید). مواد اصلی ریخته گری شیرها در این مقاله ذکر شده است.

• FORGED (بدنه توسط جعل فولاد تولید می شود)

تفاوت بین ریخته گری و فورج فولاد در این مقاله توضیح داده شده است.

ارزش های نوع عملگر

• دستی : شیر به صورت دستی و از طریق اهرمها ، چرخ ها و یا گیربکس ها کار می شود.

• اکچویتور : ولو از طریق دستگاه های الکترومکانیکی موسوم به محرک عمل می کند که ممکن است برقی ، الکتریکی ، پنوماتیک ، هیدرولیک باشد.

طراجی ولو صنعتی

• گیت ولو : این نوع بیشترین کاربرد را در کاربردهای لوله کشی و خط لوله دارد. شیر های گیت دستگاه های حرکتی خطی هستند که جریان سیال (شیر قطع ) را باز و بسته می کنند. ولو های دروازه ای  را نمی توان برای کاربردهای کنترلی ، یعنی برای تنظیم جریان سیال استفاده کرد (در این حالت باید از شیرهای گلوب یا توپی استفاده شود). بنابراین ولو دروازه ای کاملاً باز یا بسته شده است (توسط چرخ دستی ، چرخ دنده یا محرک برقی ، پنوماتیک و هیدرولیک)

• گلوب ولو : از این نوع ولو برای گاز (تنظیم) جریان سیال استفاده می شود. ولو های گلوب نیز می توانند جریان را خاموش کنند ، اما برای این عملکرد شیرهای دروازه ای ترجیح داده می شوند. شیر گلوبی باعث افت فشار در خط لوله می شود ، زیرا سیال باید از یک گذرگاه غیر خطی عبور کند.

• بال ولو : یک شیر توپ یک ولو ربع گرد  است که برای کاربرد قطع استفاده می شود. سوپاپ جریان سیال را از طریق یک توپی داخلی که درون بدن سوپاپ می چرخد ​​باز و بسته می کند. ولو های توپی برای برنامه های داخلی خاموش استاندارد بوده و نسبت به شیرهای دروازه ای سبک تر و کم حجم تر هستند که اهداف مشابهی را ارائه می دهند. دو طرح اصلی شناور و ترنس (ورودی جانبی یا بالایی)

• شیر پروانه ای : این یک شیر همه کاره ، مقرون به صرفه است که می تواند جریان سیال را برای تعدیل یا باز و بسته شدن آن تنظیم کند. شیر  های پروانه ای در طراحی متحدالمرکز یا خارج از خانه (دو برابر / سه برابر) در دسترس هستند ، از نوع کاملی برخوردار هستند و به دلیل ساخت و هزینه ساده تر ، در مقابل شیرهای توپی بیشتر رقابتی می شوند.

• شیر PINCH: این نوعی از شیر حرکت خطی است که می تواند برای کاربردهای لوله کشی و خاموش کردن در برنامه های لوله کشی که دارای مواد جامد ، دوغاب و مایعات متراکم هستند ، استفاده شود. دریچه خرج کردن برای تنظیم جریان دارای یک لوله خرج است.

• پلاگ ولو : شیر پلاگین به عنوان یک شیر 4-چرخش برای برنامه های خاموش طبقه بندی می شود. اولین دریچه های پلاگین توسط رومی ها برای کنترل خطوط لوله آب معرفی شدند.

• شیر ایمنی: از شیر ایمنی برای محافظت از خط لوله در برابر فشارهای خطرناک که ممکن است زندگی انسان یا دارایی های دیگر را تهدید کند ، استفاده می شود. در اصل ، یک شیر ایمنی فشار را آزاد می کند به عنوان بیش از یک مقدار تنظیم شده است.

• کنترل ولو : این شیرها برای اتوماسیون فرایندهای پیچیده پتروشیمی هستند.

• استراینر Y: در حالی که شیر ای به درستی نبوده است ، صافی های  Y عملکرد مهمی برای فیلتر کردن بقایای فیلتر و محافظت از تجهیزات پایین دست دارند که ممکن است در غیر این صورت آسیب ببینند.

اندازه های ولو :

برای اطمینان از اینکه شیرهای تولید کنندگان مختلف قابل تعویض هستند ، ابعاد چهره به چهره (یعنی فاصله mm یا اینچ بین ورودی و خروجی شیر) انواع اصلی شیرآلات با مشخصات ASME B16.10 استاندارد شده است.

ASME B16.34: VALVE COMPLIANCE

شیر استاندارد ASME B16.34 استانداردی جهانی است که برای طراحی ، ساخت و آزمایش ولو صنعتی مورد استفاده در صنعت نفت و گاز مورد قبول جهانی است. ASME B16.34 همچنین در مشخصات عمومی ASME ASME B31.1 ، “طراحی لوله کشی برق” ذکر شده است. در سال 1988 ، دامنه این استاندارد اصلاح شد تا علاوه بر ولو های پایان فلنج ، ولو های رشته ای و پایان جوش نیز وجود داشته باشد.

دریچه مطابق با شرایط زیر مطابق ASME B16.34 مطابقت دارد:

• مواد بدنه و پوسته شیر ها از نظر مواد شیمیایی و استحکام مطابق با استانداردهای مواد ASME و ASTM هستند

• مواد بدن و پوسته برای اطمینان از ساختار مناسب دانه ، مقاومت در برابر خوردگی و سختی ، از گرما استفاده می شوند.

• ضخامت دیواره بدنه و سایر اجزای حاوی فشار ، ASME B16.34 را برای هر کلاس فشار حداقل تعیین می کند.

• اتصالات NPT و SW با ASME B1.20.1 یا ASME B16.11 مطابقت دارند.

• ساقه ها داخلی هستند و ضد انفجار هستند.

• تمام پیچ خواهد شد درجه ASTM با حداکثر استرس اعمال شده توسط B16.34 کنترل می شود.

• هر شیر پوسته با فشار 1.5x دارای فشار برای مدت زمان تست خاص آزمایش می شود.

• هر شیر برای نشت سیت در هر دو جهت برای مدت زمان تست خاص آزمایش می شود.

• هر شیر به طور دائم با مصالح ساختمانی ، حدود کارکرد و نام کارخانه سازنده مشخص شده است.

شیرهای کنترل

یک شیر کنترل در صنعت نفت و گاز برای تنظیم سرعت جریان سیال در یک خط لوله یا فرآیند (و پارامترهای فرایند مربوط به عنوان فشار ، دما و سطح) طبق سیگنال هایی که توسط یک کنترل کننده کنترل می شود ، استفاده می شود. نقش شیر کنترل جریان در فرآیند پیچیده پتروشیمی بسیار مهم است ، زیرا چندین حلقه درگیر در فرآیند باید تحت کنترل دقیق و پویا نگه داشته شوند تا اطمینان حاصل شود که فرایند ، به عنوان یک کل ، به عنوان پیش بینی شده عمل می کند و خروجی مورد نظر را تولید می کند. از نظر کمیت ، کیفیت و زمان. کاربرد شیرهای کنترل جریان به دلیل رشد اتوماسیون فرآیند در اکثر صنایع در سالهای گذشته رو به افزایش است. این نوع شیرها در سیستم های آبیاری ، تصفیه خانه های آب ، کارخانه های نفت و گاز ، تولید برق ، سیستم های جلوگیری از آتش سوزی ، صنایع فرآوری مواد غذایی با ساده سازی پاسخ به تغییرات در فرآیندها و تأمین امنیت بیشتر پرسنل و تجهیزات مورد استفاده قرار می گیرد. شیر کنترل جریان مورد استفاده در صنعت نفت و گاز می تواند دارای کره زمین ، پروانه یا شکل توپ باشد و در مقادیر و اندازه های مختلف مواد موجود است. پرمصرف ترین نوع محرک هوا عمل می کند ، زیرا در مقایسه با سایر محرک ها ، تجهیزات کمکی (مانند کابل کشی ، تابلو برق) را شامل می شود. باز و بسته شدن سوپاپ و تنظیم آن با اثر ترکیبی از یک کنترلر الکترونیکی ، یک موقعیت یاب و محرک شیر (که می تواند الکتریکی ، پنوماتیک یا هیدرولیکی باشد) انجام می شود. محرک در پاسخ به تغییر در پارامترهای کلیدی فرآیند مانند تغییرات فشار ، سطح ، دما و جریان ، شیر کنترل را باز و بسته می کند. با چنین اقدامی ، پارامترهای فرآیند در محدوده هدف مورد نیاز حفظ می شوند تا اطمینان حاصل شود که فرایند ، به عنوان یک کل ، در نظر گرفته شده عمل می کند و محصول نهایی را در کمیت و کیفیت مطلوب تولید می کند.

جریان کامپوننت های VALVE CONTROL

اجزای اصلی شیر کنترل عبارتند از:

• بدنه شیر: جایی که عنصر تعدیل کننده در آن موجود است و کار می کند

• پوزیشنر : که عنصری برای کنترل درجه باز شدن شیر است و روی بدنه سوپاپ سوار می شود

• کنترلر

انتخاب اکچویتور

انتخاب محرک ها بر اساس نیروی لازم میله و حرکت شیر ​​انجام می شود. مهندسان باید مشخص کنند که نمودار یا محرک پیستون مناسب ترین نوع است یا خیر. محرک ها منبع اصلی انرژی هستند که برای جابجایی و قرار دادن عنصر کنترل جریان در بدنه شیر استفاده می شوند. انواع مختلفی از جمله پنوماتیک ، برقی ، هیدرولیکی ، الکترو هیدرولیکی و دستی موجود است. محرک های پنوماتیک بیشتر برای کاربردهای پرتاب استفاده می شوند. در نظر گرفتن استاندارد کنترل اتوماتیک بیش از یک قرن ، سه نوع محرک پنوماتیک در دسترس است: پیستون ، دیافراگم فنر دار و دیافراگم و پره چرخشی. دو مورد اول برای استفاده در شیرهای دوار یا خطی قابل تنظیم هستند. دومی فقط در شیرهای دوار استفاده می شود.

لوازم جانی برای کنترل ولو

به طور معمول ، انتخاب لوازم جانبی از قبیل مبدل های پوزیشنر  ، ولو بوستر  ، شیرهای برقی ، سوییچ های محدود ، ، اسنوبرد ، رگلاتور  ، خطوط انتقال ، بر اساس مشخصات مهندسی است. هزینه عامل اصلی در انتخاب مواد است. نه تنها هزینه مواد به دلار به ازای هر پوند ، بلکه هزینه ساخت و بازرسی در هزینه حذف شیر نیز کمک می کند. هزینه نصب شده نه تنها هزینه نصب ، بلکه هزینه هرگونه خسارت ناشی از نصب نادرست را نیز شامل می شود و هزینه بازرسی را نیز شامل می شود. مورد دوم شامل مواردی مانند تجزیه و تحلیل شیمی مواد ، آزمایش رادیوگرافی و بررسی سطح ریخته گری و جوش و بررسی است که دریچه نصب شده صحیح است و به درستی جهت گیری شده است. انتخاب نوع کنترل مناسب یا بهینه شیر کنترل به مطالعه خاص سیستم لوله و شرایط سیال آن بستگی دارد ، اما اندازه شیر کنترل باید به گونه‌ای باشد که فشار از طریق آن فرو رود و نه افت فشار لوله. کسی است که جریان را کنترل می کند. تمام ولو ها ، از جمله شیرهای کنترل بخار ، به گونه ای طراحی شده اند که استاندارد نشت داخلی مجاز (FCI / ANSI) را برآورده سازند. هرچه تعداد نشتی بیشتر باشد ، میزان نشت داخلی مجاز کمتر است. شیر کلاس I بالاترین میزان نشت داخلی و معمولاً کمترین هزینه را دارد. در حالی که یک شیر کلاس Class کمترین میزان نشت داخلی مجاز را دارد. ولو های بخار باید مشخص شوند تا میزان نشت آنها از کلاس IV کمتر نباشد. شیر کنترل بخار کلاس IV عمر طولانی را حفظ می کند.

نوع کنترل جریان انواع

شیرهای کنترل را می توان بر اساس حرکت ساقه به دو نوع اصلی طبقه بندی کرد:

•  خطی: گلوب (مستقیم ، زاویه ای ، 3 طرفه) ، ولو های کنترل دیافراگم
  

• روتاری : انواع شیرها ، پروانه ها و ، پلاگ ها

شیر های کنترل گلوب می توانند تک پورت   یا دو پورت  باشند.

انتخاب کنترل ولو

مهندسان فرآیند برای انتخاب شیر کنترل صحیح باید عوامل زیادی را در نظر بگیرند. معیارهای کلی که برای انتخاب در نظر گرفته می شود در زیر خلاصه می شود:

• نوع کنترل؛ درجه کنترل؛ درجه قطع کردن
  

• دمای طراحی؛ فشار طراحی؛ افت فشار مجاز.

• خوردگی سیال؛ خواص فرسایش مایع؛ خصوصیات دیگر ، مانند رسوب یا کک کردن.

• خصوصیات ذاتی مانند CV شیر: درجه خطر ناشی از نشت؛ حفاظت از گرما یا سرما هزینه.

همانطور که از معیارهای طراحی شناخته شده است ، مهندسان فرآیند می توانند نسبت به انتخاب صحیح نوع شیر کنترل و تجهیزات مربوطه ، و همچنین مواد خود سوپاپ اقدام کنند. مرحله بعدی ایجاد مشخصات دقیق (عموما توسط مهندس لوله کشی اختصاصی تهیه شده) و ایجاد یک مشخصات خرید برای توصیف شیر برای تأمین کنندگان است. مشخصات باید به حداقل برسد: توضیحی در مورد نوع شیر کنترل (چرخشی ، کشویی). اندازه و درجه فشار اتصالات انتهایی؛ نوع مفاصل بدن؛ مشخصات مواد برای اجزای بدن ، برش ، واشر و پیچ و مهره. الزامات موقعیت یاب و کنترل کننده؛ ارجاع به استاندارد طراحی صنعت برای نوع دریچه. به طور کلی ، یک سیستم رایانه ای به مهندسان کمک می کند تا مناسب ترین شیر کنترل و ویژگی های آن را بر اساس پارامترهای فرآیند تعیین کنند.

نصب و راه اندازی شیرهای کنترل

• همیشه خط لوله بخار تخلیه حداقل یک قطر لوله را گسترش دهید. گسترش لوله های تخلیه حداقل دو یا سه قطر لوله غیر معمول نیست. لازم به ذکر است که انبساط لوله سرعت خروجی شیر را کاهش می دهد و در نتیجه عمر شیر را طولانی تر می کند. تولیدکننده شیر بعد از شیر کنترل ، اندازه لوله مناسب را ارائه می دهد. اندازه لوله را با اتصال ورودی انتقال حرارت مطابقت دهید.
• فاصله پس از شیر کنترل بخار باید حداقل ده قطر لوله قبل از اتصال ورودی هر انتقال گرما باشد. در برنامه های کاهش فشار حداقل باید 20 قطر لوله افقی قبل از تغییر جهت جریان باقی بماند.

• شیر کنترل همیشه باید در یک خط بخار افقی نصب شود ، هرگز به صورت عمودی.

• انتخاب صحیح شیر در شرایط کار با جریان کم که در شرایط کار با جریان زیاد فرض می شود ، مهمتر است.

• از شیرهای بای پس در نصب شیر کنترل استفاده می شود. از شیر بای پس استفاده می شود تا در صورت خراب شدن دریچه یا نگهدارنده واکنشی ، پیشگیری و پیش بینی ، فرآیند بدون شیر کنترل را به کار گیرد.

• نصب فشار سنج قبل و بعد از شیر کنترل بخار امکان تشخیص خط را در زمان واقعی فراهم می کند. اهمیت نصب مناسب را نمی توان زیاده روی کرد. در بسیاری از موارد ، منبع راه اندازی مشکل ساز را می توان در دریچه کنترل که به درستی نصب نشده است ، ردیابی کرد. اکیداً توصیه می شود حداقل از پرسنل با سابقه ابزار دقیق برای نظارت بر نصب و راه اندازی شیرهای کنترل استفاده شود.

سفارش گذاری کنترل ولو

تولید کنندگان ولو صنعتی مورد استفاده در صنعت نفت و گاز برای تهیه دستگاه مناسب باید اطلاعات زیر را بدانند:

• نوع شیر
• اندازه مته در NPS یا DN است
• امتیاز فشار شیر (محدوده کلاس از 150 # 4500 #)
• مشخصات (به عنوان مثال API 6D ، API 600 ، API 602 و غیره)
• مواد و مواد اصلاح شده
• (حداقل) اتصال نهایی مورد نیاز (فلنج دار ، نخ ، جوش لب به لب ، لنگه و سایر موارد)
• سیال در خط لوله (> نفت ، گاز ، آب ، بخار ، جامدات)
• دمای کار و فشار
• تعداد
• زمان تحویل
• محدودیت های مبدا (منشأ چینی و هندی مجاز است یا نه)

نمونه ای از نحوه سفارش روغن و گیت دروازه ، گلوب ، چک های دریایی

هر سازنده دارای شیرآلات مخصوص سفارش ورق است که پارامترهای پیکربندی ولو را که کاربر باید در نظر بگیرد نقشه برداری می کند:

GS – F – 6″ / 150 – 316 – B

  1    2        3           4      5