Tappmonterad kulventildesign: API 6D-klasser

1. Vad är en trunnion-monterad kulventil?

En kulventil-monterad (tapp-typ) är en kvarts-varvsventil där kulan hålls på plats av övre och nedre axlar som stöds av lager, istället för att flyta fritt mellan sätena. Tappen absorberar dragkraften som genereras av linjetrycket, så sätena behöver inte pressa kulan mot nedströmssätet. Denna fasta-kulkonstruktion är den valda designen för stora storlekar (vanligtvis NPS 2 och högre), högtrycksklasser (klass 150 till 2500) och höga differenstryck, där en flytande kulventil skulle generera överdriven sätesbelastning och driftvridmoment.

Eftersom kulpositionen är mekaniskt fixerad möjliggör tappkonstruktionen även dubbel-kolv-effekt eller själv-avlastande säten, dubbel blockering och avluftning (DBB) funktionalitet och stabil drift under flöde-inducerad vibration - vilket är anledningen till att API 6D rörledningsventiler är dominerande{6} i transmissionsservice{6}.

2. Designprinciper och konstruktion

Trunnion stödsystem: kulan är kopplad till övre och nedre tappar som löper i radiella och axiallager inuti kroppen. Lagren bär tryckkraften så att kulan förblir centrerad oavsett linjetryck, och tappytorna är härdade (t.ex. nitrerat rostfritt eller legerat stål) för slitstyrka.

Fjädrande-säten: sätesringarna pressas mot kulan av fjädrar, vilket ger initial tätning vid lågt tryck; vid högt tryck aktiverar själva ledningstrycket tätningen. Sätena kan vara metall-till-metall (hård-belagd) eller mjuk-sittande (PTFE, RPTFE, PEEK, nylon), beroende på temperatur-, media- och brandsäkerhetskrav-.

Dubbelriktad tätning och DBB: med dubbel-kolv-säten tätar ventilen i båda riktningarna; en tappkulventil kan ge dubbel block och blödningsisolering - som tätar mot tryck från båda sidor medan kroppshålan släpps ut till atmosfären.

Kroppsstilar: två-eller tre-delade bultade kroppar för enkelt underhåll, eller topp-ingångsdesign som tillåter borttagning av säte och kula utan att ta ventilen ur linjen. Blås-ut-säker skaftdesign är standard.

Lågt driftvridmoment: eftersom tapplagren bär lasten, gnuggar kulan inte mot sätena under fullt tryck, så manövermomentet är betydligt lägre än en flytande kulventil med samma klassificering -, vilket är en viktig fördel när man väljer manuella växellådor eller manöverdon.

3. Tekniska data och standarder

4. Ansökningar och urval

Typiska tjänster: olje- och gasöverförings- och distributionsledningar; isolering av kompressor och pumpstation; lagringstankar grenrör; raffinaderi och petrokemiska processlinjer; hög-gas-, LNG- och kryogensystem (med förlängd motorhuv och låg-temperaturmaterial); och huvudledningsblockventiler där dubbel isolering och -nedblåsning (DBB) krävs.

Valvägledning: (1) välj kroppsstil genom underhållsåtkomst - övre ingången för nedgrävda eller utrymmes-begränsade installationer; (2) välj sätestyp efter temperatur och brand-säkerhetsklass - mjuka säten för tät avstängning- vid måttlig temperatur, metallsäten för hög temperatur, erosiv eller brandsäker-säkerhet; (3) bekräfta DBB, anti-statisk och brandsäkra-funktioner när pipelinespecifikationen kräver dem (API 6D-alternativ); (4) verifiera att ansikte-till-standarden matchar linjens dimensioneringsstandard; (5) dimensionera ställdonet eller växeloperatören från ventilens brytmoment vid maximalt differenstryck med minst 25 % marginal.

5. Anmärkningar om installation och underhåll

Stöd rörledningen så att ventilhuset och flänsarna inte belastas av rörets vikt; håll skaftet vertikalt eller enligt tillverkarens orienteringsgränser.

Spola ledningen före driftsättning för att skydda sätena från svetsslagg och skräp.

Cykla regelbundet ventilen, speciellt vid ren torrgasdrift, för att förhindra säte och kula vidhäftning; följ tillverkarens smörjschema för växellådor och lager.

På metall-sittande ventiler, övervaka sätesslitaget via det erforderliga läckagetestet; mjuka säten ska bytas ut vid första tecken på läckage eller värmeskador.

För ventiler med insprutningskopplingar för tätningsmedel, håll tätningsmedelstypen godkänd för media och tryck tillgängligt i underhållslagret.

Strukturella designfunktioner och trimval

Den tappmonterade kulventilen skiljer sig från den flytande designen i en strukturell punkt: kulan hålls på plats av två tappar, så linjetrycket trycker inte in kulan på nedströmssätet. Sätesbelastningen tillhandahålls av fjädrar och av trycket som verkar på säteshållarna, vilket gör att manövermomentet förblir lågt och förutsägbart även vid höga tryck, och ventilen kan förses med dubbla kolveffektsäten som tätar åt båda hållen, eller med enkelkolvssäten som ger automatisk hålrumsavlastning. Den dubbla block- och avluftningskonfigurationen, där ventilkroppen har två kultätningar och en ventilationsanslutning mellan dem, är standardvalet för gasöverföring och andra tjänster där ventilen måste isolera ledningen med hålrummet trycklöst för underhåll.

Trimval följer servicevillkoren. Stålkroppar av kolstål med rostfritt ståltrim tjänar allmänna olje-, gas- och vattenuppgifter; lågtemperaturkolstål eller rostfritt stål specificeras för kall service; och duplex eller super duplex material används för havsvatten och klorid service. Säte och tätningsmaterial, skaftpackning och kroppstätningstyp väljs för designtemperatur och vätska, och den brandsäkra designen med ett sekundärsäte av metall krävs där standarden eller köparen kräver det. Databladet bör ange konstruktionstryck och temperatur, vätskan, ändanslutningarna till relevant flänsstandard och testklassen, eftersom alla dessa bestämmer trimningen och priset, och att byta dem efter tillverkningen är dyrt.

Tillverkningskvalitetskontroll är det som ger trunniondesignen dess rykte om tillförlitlighet. Kroppen och tappstöden är bearbetade till snäva koncentricitetstoleranser så att kulan löper rätt mellan lagren, och säteshålen är bearbetade i samma uppsättning där designen tillåter det. Kulytans finish kontrolleras eftersom tätningsprestandan beror på kontakten mellan kulan och sätesringarna, och den sammansatta ventilen testas för sätesläckage i båda riktningarna vid skal- och sätestesttrycken. För kritisk service utsätts ventilen dessutom för ett högtrycksgastest, ett flyktiga emissionstest på spindeltätningen eller ett brandtest, beroende på specifikationen. Var och en av dessa tester dokumenteras på testcertifikatet, och certifikaten är den leverans som köparens inspektionsteam verifierar innan ventilen skickas. En tappventil som klarat denna sekvens kan förväntas ge en lång, läckagefri livslängd med endast rutinunderhåll, varför konstruktionen är specificerad för de högsta konsekvensuppgifterna i olje-, gas- och vattensystem.

Vanliga frågor