專用閥門選用需注意事項(xiàng)
發(fā)布時(shí)間: 12/24/2013 04:12:08 點(diǎn)擊數(shù): 673
專用閥門選用需注意事項(xiàng)
應(yīng)用于加工工業(yè)中的大多數(shù)流體介質(zhì)涉及不同腐蝕性級(jí)別的油氣流。這些包括介質(zhì)流在內(nèi)的流動(dòng)工況被認(rèn)為要么是干凈的、要么是污穢的、要么是磨損的（泥漿工況中），其區(qū)別主要在于導(dǎo)致閥門堵塞或腐蝕破壞的固體懸浮顆粒的數(shù)量和類型。除此之外，含有硫和其他混合物的介質(zhì)流在與高溫結(jié)合時(shí)將有助于形成腐蝕環(huán)境。對(duì)于這樣的介質(zhì)流需通過認(rèn)真選擇材料來保持閥門具有足夠的使用壽命。腐蝕工程師繼續(xù)研究和開發(fā)材料來解決這些問題。
⑴煉油加氫裂化、焦化裝置專用閥
煉油延遲焦化裝置是將減壓渣油經(jīng)深度熱裂化生成氣體、輕質(zhì)餾分油及焦炭的加工過程，是煉油廠提高輕質(zhì)油收率和生產(chǎn)石油焦的重要手段。其工藝分為焦化和除焦兩部分。焦化為連續(xù)生產(chǎn)，除焦為間斷式生產(chǎn)。加熱爐和焦炭塔的進(jìn)出口用四通閥連接。四通閥是切換加熱爐進(jìn)入焦炭塔的重要通道。它屬于特殊閥門，用于高溫場(chǎng)合，其質(zhì)量的好壞直接影響到裝置的生產(chǎn)能力，國內(nèi)無論新設(shè)計(jì)還是舊裝置大都采用進(jìn)口四通旋塞閥，但價(jià)格昂貴。而國產(chǎn)四通閥，一般存在結(jié)構(gòu)不合理，質(zhì)量不穩(wěn)定，易發(fā)生故障的問題。
煉油廠加氫裂化是主要的原油煉制工藝之一。由于加氫裂化裝置在高溫高壓下操作，介質(zhì)為易燃易爆的氫氣和烴類，工況特殊，所以密封必須可靠。因此對(duì)閥門的設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)提出了較高的要求。目前國內(nèi)大部分選用不銹鋼鍥式閘閥及直流式截止閥。
⑵油氣專用閥
為了實(shí)現(xiàn)對(duì)油氣流的控制，油氣專用閥應(yīng)具備以下基本性能：密封性，耐壓強(qiáng)度，安全性，可調(diào)節(jié)性，流體通流性及開關(guān)靈活性。對(duì)于高壓、易燃、易爆的油氣介質(zhì)，首先要解決密封性，要考慮油氣專用閥特殊工況要求：
① 在含硫化氫及二氧化碳?xì)怏w的濕天然氣中，對(duì)閥體材質(zhì)提出了特殊要求；
② 在井口裝置及集輸系統(tǒng)中存在著鹵水、殘酸及其他腐蝕介質(zhì)，對(duì)閥體材料的選擇及防腐要求；
③ 粉塵及固體顆粒加快了閥門關(guān)閉件的沖刷、磨損。使密封副很快失效；
④ 在高原、沙漠及高寒地區(qū)的室外，閥門材料的低溫脆變，彎曲變形等；
⑤ 用于長距離輸送管道上的油氣專用閥，要求與管道同等壽命，幾十年不換。
所有這些都說明油氣專用閥有別于普通閥門，在惡劣條件下要具有高可靠性，滿足高強(qiáng)度和不泄漏的要求。
⑶含氯工況
含氯工況閥門的選用應(yīng)該參照美國氯氣學(xué)會(huì)編寫的《干氯氣管道系統(tǒng)》。
含氯氣或液氯的工況是高腐蝕工況，特別是這種工況中含有水。氯與水混合形成的HCI（鹽酸）將會(huì)腐蝕閥體和內(nèi)件。由于氯具有高的熱膨脹系數(shù)，如果液氯封存于閥門中腔，將導(dǎo)致閥門中腔的壓力高速增加。使用于這種工況的閥門應(yīng)該具有一種可靠的中腔泄壓功能。
⑷冷凍（低溫）工況
雖然用于低溫工況的閥門基于ASME B16.34標(biāo)準(zhǔn)和API標(biāo)準(zhǔn)，但是這些閥門也帶有其他設(shè)計(jì)功能進(jìn)而確保其在低溫工況中具有一定的可靠操作。這樣的閥門也可能包含閥蓋延長設(shè)計(jì)既延長填料和操作機(jī)構(gòu)與低溫流體的距離，從而允許在一個(gè)較高的溫度上對(duì)閥桿填料進(jìn)行操作及確保在使用中閥門操作裝置不會(huì)被冰凍住。MISS SP-134提供了包含閥蓋延長設(shè)計(jì)的一些細(xì)節(jié)。
⑸含氫氟酸工況
用于氫氟酸工況中的閥門，應(yīng)該僅僅局限于已經(jīng)在使用中論證過的或著測(cè)試中能成功處理這種工況的閥門類型。通常不為固體物質(zhì)堆積提供機(jī)會(huì)的閥門是首選的閥門類型。應(yīng)由持有資格證書的技術(shù)人員進(jìn)行氫氟酸處理操作，這些人嚴(yán)格控制上市的閥門。對(duì)于這些（典型的帶有特殊蒙乃爾內(nèi)件或?qū)嵭拿赡藸杻?nèi)件的碳鋼閥門）的設(shè)計(jì)和材料要求及內(nèi)部幾何體的細(xì)節(jié)是非常詳細(xì)的，這種閥門應(yīng)該被設(shè)計(jì)為具有耐氫氟酸腐蝕的特殊結(jié)構(gòu)。在含氫氟酸工況中，閥門的檢驗(yàn)和試驗(yàn)應(yīng)高于典型的過程閥門所用的標(biāo)準(zhǔn)。
⑹含氫工況
這種工況中使用的閥門相比于常規(guī)鑄造用品往往規(guī)定其具有很高鑄造質(zhì)量。因?yàn)闅涫且环N極具滲透性的流體，壓力等級(jí)大于或等于600磅級(jí)的焊接連接閥門在使用中減少了潛在泄漏源。API941包含氫工況中材料的選擇和使用范圍。
⑺含氧工況
含氧工況中使用的閥門當(dāng)適用時(shí)應(yīng)該遵循美國壓縮燃?xì)鈪f(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)CGA G4.4—2003《氧氣管道系統(tǒng)》。用于這種工況的閥門應(yīng)該是完全脫脂的、干凈的和在干凈條件下安裝以及恰當(dāng)?shù)陌b和密封，因?yàn)橛秃椭谘鯕獯嬖谙率菢O易燃的。有關(guān)的指南在CGA G4.1氧工況的清洗設(shè)備中給出。安裝之前有必要進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚砗蛢?chǔ)存。
適用于含氧工況的青銅或蒙乃爾閥體和內(nèi)件材料，經(jīng)常用來防止由于高能的機(jī)械碰撞產(chǎn)生的火花和著火。有特殊配制的硅基潤滑脂用于含氧工況中，因?yàn)樵谘鯕獯嬖谙聵?biāo)準(zhǔn)烴潤滑油不應(yīng)使用。
⑻脈動(dòng)或不穩(wěn)定流動(dòng)
用于脈動(dòng)或不穩(wěn)定流動(dòng)中的止回閥，其選用需給予特殊考慮，例如用于往復(fù)式壓縮機(jī)中的止回閥，可能會(huì)隨著流量的變化被快速打開和關(guān)閉，這可能會(huì)導(dǎo)致錘擊和閥門的損壞。關(guān)于脈動(dòng)和不穩(wěn)定流動(dòng)中使用的閥門類型可能會(huì)存在不同的意見，但是通常蝶型止回閥、斜盤式止回閥和軸流式止回閥被推薦用于脈動(dòng)或不穩(wěn)定流動(dòng)。
⑼含酸工況（濕H2S工況）
含酸工況中閥門材料使用應(yīng)該服從NACEMR0103標(biāo)準(zhǔn)。這個(gè)針對(duì)下游烴加工工業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)限制了所有鋼的硬度；要求奧氏體鋼固熔退火；禁止承壓件（包括閥桿）使用某些材料；以及對(duì)螺栓連接、焊接閥門等提出了特殊的要求。
應(yīng)該注意在NACE MR0103中用戶的責(zé)任，其規(guī)定用戶應(yīng)詳細(xì)的說明是否將螺栓暴露于含H2S環(huán)境中。除非用戶已有規(guī)定，否則未在閥門內(nèi)部的螺栓如閥蓋連接螺栓往往服從產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，含硫工況未包括如此標(biāo)準(zhǔn)中。如果螺栓連接用材料沒有直接承受過程流體，那么閥體-閥蓋栓接不需要滿足NACE的要求。如果含硫油品的任何硫泄漏不能排除或蒸發(fā)（例如隔斷閥門），那么螺栓連接應(yīng)該服從NACE標(biāo)準(zhǔn)。
如果NACE允許的材料被認(rèn)為是不需要的，那么螺栓連接材料應(yīng)該關(guān)于特殊關(guān)注。這種強(qiáng)加的硬度要求將會(huì)導(dǎo)致強(qiáng)度的減少。閥蓋連接螺栓的強(qiáng)度將減小可能不適合于按標(biāo)準(zhǔn)栓接材料的相同的設(shè)計(jì)條件。
⑽黏性或固化工況
用語黏性或固化工況中的閥門，例如液態(tài)硫或重油，為使閥門具有可操作性，經(jīng)常需要蒸汽伴熱或蒸汽套管來維持足夠的操作溫度。因?yàn)橹够亻y的滯后反應(yīng)會(huì)引起操作問題，對(duì)其應(yīng)給予特別關(guān)注。
應(yīng)用于加工工業(yè)中的大多數(shù)流體介質(zhì)涉及不同腐蝕性級(jí)別的油氣流。這些包括介質(zhì)流在內(nèi)的流動(dòng)工況被認(rèn)為要么是干凈的、要么是污穢的、要么是磨損的（泥漿工況中），其區(qū)別主要在于導(dǎo)致閥門堵塞或腐蝕破壞的固體懸浮顆粒的數(shù)量和類型。除此之外，含有硫和其他混合物的介質(zhì)流在與高溫結(jié)合時(shí)將有助于形成腐蝕環(huán)境。對(duì)于這樣的介質(zhì)流需通過認(rèn)真選擇材料來保持閥門具有足夠的使用壽命。腐蝕工程師繼續(xù)研究和開發(fā)材料來解決這些問題。
⑴煉油加氫裂化、焦化裝置專用閥
煉油延遲焦化裝置是將減壓渣油經(jīng)深度熱裂化生成氣體、輕質(zhì)餾分油及焦炭的加工過程，是煉油廠提高輕質(zhì)油收率和生產(chǎn)石油焦的重要手段。其工藝分為焦化和除焦兩部分。焦化為連續(xù)生產(chǎn)，除焦為間斷式生產(chǎn)。加熱爐和焦炭塔的進(jìn)出口用四通閥連接。四通閥是切換加熱爐進(jìn)入焦炭塔的重要通道。它屬于特殊閥門，用于高溫場(chǎng)合，其質(zhì)量的好壞直接影響到裝置的生產(chǎn)能力，國內(nèi)無論新設(shè)計(jì)還是舊裝置大都采用進(jìn)口四通旋塞閥，但價(jià)格昂貴。而國產(chǎn)四通閥，一般存在結(jié)構(gòu)不合理，質(zhì)量不穩(wěn)定，易發(fā)生故障的問題。
煉油廠加氫裂化是主要的原油煉制工藝之一。由于加氫裂化裝置在高溫高壓下操作，介質(zhì)為易燃易爆的氫氣和烴類，工況特殊，所以密封必須可靠。因此對(duì)閥門的設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)提出了較高的要求。目前國內(nèi)大部分選用不銹鋼鍥式閘閥及直流式截止閥。
⑵油氣專用閥
為了實(shí)現(xiàn)對(duì)油氣流的控制，油氣專用閥應(yīng)具備以下基本性能：密封性，耐壓強(qiáng)度，安全性，可調(diào)節(jié)性，流體通流性及開關(guān)靈活性。對(duì)于高壓、易燃、易爆的油氣介質(zhì)，首先要解決密封性，要考慮油氣專用閥特殊工況要求：
① 在含硫化氫及二氧化碳?xì)怏w的濕天然氣中，對(duì)閥體材質(zhì)提出了特殊要求；
② 在井口裝置及集輸系統(tǒng)中存在著鹵水、殘酸及其他腐蝕介質(zhì)，對(duì)閥體材料的選擇及防腐要求；
③ 粉塵及固體顆粒加快了閥門關(guān)閉件的沖刷、磨損。使密封副很快失效；
④ 在高原、沙漠及高寒地區(qū)的室外，閥門材料的低溫脆變，彎曲變形等；
⑤ 用于長距離輸送管道上的油氣專用閥，要求與管道同等壽命，幾十年不換。
所有這些都說明油氣專用閥有別于普通閥門，在惡劣條件下要具有高可靠性，滿足高強(qiáng)度和不泄漏的要求。
⑶含氯工況
含氯工況閥門的選用應(yīng)該參照美國氯氣學(xué)會(huì)編寫的《干氯氣管道系統(tǒng)》。
含氯氣或液氯的工況是高腐蝕工況，特別是這種工況中含有水。氯與水混合形成的HCI（鹽酸）將會(huì)腐蝕閥體和內(nèi)件。由于氯具有高的熱膨脹系數(shù)，如果液氯封存于閥門中腔，將導(dǎo)致閥門中腔的壓力高速增加。使用于這種工況的閥門應(yīng)該具有一種可靠的中腔泄壓功能。
⑷冷凍（低溫）工況
雖然用于低溫工況的閥門基于ASME B16.34標(biāo)準(zhǔn)和API標(biāo)準(zhǔn)，但是這些閥門也帶有其他設(shè)計(jì)功能進(jìn)而確保其在低溫工況中具有一定的可靠操作。這樣的閥門也可能包含閥蓋延長設(shè)計(jì)既延長填料和操作機(jī)構(gòu)與低溫流體的距離，從而允許在一個(gè)較高的溫度上對(duì)閥桿填料進(jìn)行操作及確保在使用中閥門操作裝置不會(huì)被冰凍住。MISS SP-134提供了包含閥蓋延長設(shè)計(jì)的一些細(xì)節(jié)。
⑸含氫氟酸工況
用于氫氟酸工況中的閥門，應(yīng)該僅僅局限于已經(jīng)在使用中論證過的或著測(cè)試中能成功處理這種工況的閥門類型。通常不為固體物質(zhì)堆積提供機(jī)會(huì)的閥門是首選的閥門類型。應(yīng)由持有資格證書的技術(shù)人員進(jìn)行氫氟酸處理操作，這些人嚴(yán)格控制上市的閥門。對(duì)于這些（典型的帶有特殊蒙乃爾內(nèi)件或?qū)嵭拿赡藸杻?nèi)件的碳鋼閥門）的設(shè)計(jì)和材料要求及內(nèi)部幾何體的細(xì)節(jié)是非常詳細(xì)的，這種閥門應(yīng)該被設(shè)計(jì)為具有耐氫氟酸腐蝕的特殊結(jié)構(gòu)。在含氫氟酸工況中，閥門的檢驗(yàn)和試驗(yàn)應(yīng)高于典型的過程閥門所用的標(biāo)準(zhǔn)。
⑹含氫工況
這種工況中使用的閥門相比于常規(guī)鑄造用品往往規(guī)定其具有很高鑄造質(zhì)量。因?yàn)闅涫且环N極具滲透性的流體，壓力等級(jí)大于或等于600磅級(jí)的焊接連接閥門在使用中減少了潛在泄漏源。API941包含氫工況中材料的選擇和使用范圍。
⑺含氧工況
含氧工況中使用的閥門當(dāng)適用時(shí)應(yīng)該遵循美國壓縮燃?xì)鈪f(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)CGA G4.4—2003《氧氣管道系統(tǒng)》。用于這種工況的閥門應(yīng)該是完全脫脂的、干凈的和在干凈條件下安裝以及恰當(dāng)?shù)陌b和密封，因?yàn)橛秃椭谘鯕獯嬖谙率菢O易燃的。有關(guān)的指南在CGA G4.1氧工況的清洗設(shè)備中給出。安裝之前有必要進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚砗蛢?chǔ)存。
適用于含氧工況的青銅或蒙乃爾閥體和內(nèi)件材料，經(jīng)常用來防止由于高能的機(jī)械碰撞產(chǎn)生的火花和著火。有特殊配制的硅基潤滑脂用于含氧工況中，因?yàn)樵谘鯕獯嬖谙聵?biāo)準(zhǔn)烴潤滑油不應(yīng)使用。
⑻脈動(dòng)或不穩(wěn)定流動(dòng)
用于脈動(dòng)或不穩(wěn)定流動(dòng)中的止回閥，其選用需給予特殊考慮，例如用于往復(fù)式壓縮機(jī)中的止回閥，可能會(huì)隨著流量的變化被快速打開和關(guān)閉，這可能會(huì)導(dǎo)致錘擊和閥門的損壞。關(guān)于脈動(dòng)和不穩(wěn)定流動(dòng)中使用的閥門類型可能會(huì)存在不同的意見，但是通常蝶型止回閥、斜盤式止回閥和軸流式止回閥被推薦用于脈動(dòng)或不穩(wěn)定流動(dòng)。
⑼含酸工況（濕H2S工況）
含酸工況中閥門材料使用應(yīng)該服從NACEMR0103標(biāo)準(zhǔn)。這個(gè)針對(duì)下游烴加工工業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)限制了所有鋼的硬度；要求奧氏體鋼固熔退火；禁止承壓件（包括閥桿）使用某些材料；以及對(duì)螺栓連接、焊接閥門等提出了特殊的要求。
應(yīng)該注意在NACE MR0103中用戶的責(zé)任，其規(guī)定用戶應(yīng)詳細(xì)的說明是否將螺栓暴露于含H2S環(huán)境中。除非用戶已有規(guī)定，否則未在閥門內(nèi)部的螺栓如閥蓋連接螺栓往往服從產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，含硫工況未包括如此標(biāo)準(zhǔn)中。如果螺栓連接用材料沒有直接承受過程流體，那么閥體-閥蓋栓接不需要滿足NACE的要求。如果含硫油品的任何硫泄漏不能排除或蒸發(fā)（例如隔斷閥門），那么螺栓連接應(yīng)該服從NACE標(biāo)準(zhǔn)。
如果NACE允許的材料被認(rèn)為是不需要的，那么螺栓連接材料應(yīng)該關(guān)于特殊關(guān)注。這種強(qiáng)加的硬度要求將會(huì)導(dǎo)致強(qiáng)度的減少。閥蓋連接螺栓的強(qiáng)度將減小可能不適合于按標(biāo)準(zhǔn)栓接材料的相同的設(shè)計(jì)條件。
⑽黏性或固化工況
用語黏性或固化工況中的閥門，例如液態(tài)硫或重油，為使閥門具有可操作性，經(jīng)常需要蒸汽伴熱或蒸汽套管來維持足夠的操作溫度。因?yàn)橹够亻y的滯后反應(yīng)會(huì)引起操作問題，對(duì)其應(yīng)給予特別關(guān)注。
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