Преодоление суровых условий: хорошие характеристики шарового крана для особых условий с металлическим седлом

Для нефтехимических печей, сверхкритических паровых коллекторов и терминалов СПГ неоднократно выбирается одна конструкция клапана, чтобы гарантировать изоляцию с нулевой утечкой там, где другие выходят из строя. Шаровой кран с металлическим седлом в особых условиях . Этот специально созданный четвертьоборотный клапан сочетает в себе скорость и компактность традиционного шарового крана с металлургией, покрытиями и геометрией, разработанными для «особых условий»: сверхвысокие температуры, криогенный холод, поток с содержанием твердых частиц или коррозионная эксплуатация. Ниже мы рассмотрим, почему шаровой кран особого состояния с металлическим седлом стал последней линией защиты в самых суровых технологических процессах в мире.

Анатомия специалиста
Каждый шаровой клапан для особых условий с металлическим седлом начинается с кованого или литого корпуса из ASTM A105, A182 F22 или аустенитной нержавеющей стали. Внутри цельный шар, притертый до зеркального блеска, покрыт карбидом вольфрама, Stellite™ 12 или карбидом хрома путем высокоскоростного кислородно-топливного напыления (HVOF). Кольцо седла изготовлено не из мягкого полимера, а из соответствующей металлической накладки, подпружиненной для поддержания контакта даже после многих лет термоциклирования. Эта единственная деталь отличает шаровой кран для особых условий с металлическим седлом от обычных конструкций с мягким седлом и позволяет ему выдерживать температуру выше 538 °C (1000 °F) или до –196 °C (–320 °F) без разрушения уплотнения.

Реальные приложения
Установка для гидрокрекинга нефтеперерабатывающего завода: 20-дюймовый шаровой клапан для особых условий с металлическим седлом класса 1500 и накладкой из инконеля 625 рассчитан на рециркуляционный газ с температурой 427 °C, богатый H₂S. После 60 000 циклов утечка остается ниже 40 мл/мин, что соответствует стандарту API 6D, Приложение H, уровень D.
Геотермальная электростанция: пар при температуре 315 °C с частицами кремнезема разрушает шаровые клапаны за несколько недель. Запасные шаровые краны особого состояния с металлическим седлом, оснащенные комбинацией керамического шара и седла из стеллита, прослужили восемь лет при условии только ежегодной проверки.
Загрузочные рычаги СПГ: при температуре –162 °C эластомеры становятся хрупкими и трескаются. Шаровые краны особого состояния с металлическим седлом и удлиненной крышкой, выполненные из криогенной нержавеющей стали, обеспечивают герметичное перекрытие во время загрузки судна, предотвращая дорогостоящую утечку метана.

Инженерные преимущества
Устойчивость к термическому удару: согласованное тепловое расширение шара и седла исключает истирание при резких перепадах температуры.
Самоочистка: вращающийся шарик постоянно очищает поверхность седла, уменьшая накопление кокса, полимеров или кристаллов соли.
Двунаправленное уплотнение: Конфигурации шаровых кранов для особых условий с металлическим седлом на цапфе одинаково хорошо уплотняют в обоих направлениях при полном перепаде давления.
Пожаробезопасное вторичное уплотнение: графитовые прокладки и контакт металл-металл сохраняют изоляцию, даже если мягкие компоненты сгорают при пожаре.

Контрольный список выбора для конечных пользователей
При выборе шарового крана для особых условий с металлическим седлом обратите внимание на следующее:
Жесткие условия процесса: документируйте качество/температуру, давление и частоту циклов.
Состав среды: Определите коррозионные вещества, содержание твердых веществ и возможность фазового перехода.
Стандарты: Обеспечьте соответствие API 6D, ASME B16.34, ISO 15848 по неорганизованным выбросам и NACE MR0175 для кислой среды.
Приведение в действие: Высокое трение седла означает, что пневматические или электрические приводы должны иметь запас прочности как минимум на 30 % выше расчетного крутящего момента.
Доступ для технического обслуживания: укажите конструкции с боковым или верхним входом, чтобы обеспечить возможность замены седла в линию, не снимая клапан с катушки трубопровода.

Экономический эффект
Хотя 6-дюймовый шаровой кран с металлическим седлом для особых условий класса 600 может стоить в три-четыре раза дороже, чем его эквивалент с мягким седлом, его общая стоимость владения часто ниже. Европейский нефтеперерабатывающий завод сообщил о 92-процентном сокращении количества незапланированных остановов после замены 48 клапанов с мягким седлом на шаровые клапаны с металлическим седлом для специального состояния в установках коксования. Срок окупаемости составил 14 месяцев, что обусловлено предотвращением потерь на факеле и затратами на техническое обслуживание.

Перспективы на будущее
Аддитивное производство начинает обеспечивать возможность индивидуального градиента твердого сплава внутри накладки шарика, что еще больше продлевает срок службы при эрозии. Между тем, цифровые позиционеры с непрерывной диагностикой износа седла интегрируются в интеллектуальные шаровые клапаны с металлическим седлом для особых условий, что позволяет проводить профилактическое обслуживание на критически важных технологических линиях.

Чжэцзянская компания Naishi Valve Co., Ltd. специализируется на производстве широкого спектра шаровых кранов, соответствующих международным стандартам, таким как ASME, ANSI, EN, BS, DIN, API, GB и ГОСТ. Размеры нашей продукции варьируются от DN10 до DN1600, включая разнообразный ассортимент, включающий гусеничные шаровые краны, газовые шаровые краны высокого давления из кованой стали, цельносварные шаровые краны, плавающие шаровые краны, фиксированные шаровые краны, высокотемпературные износостойкие шаровые краны, двойные шаровые краны DBB и специальные шаровые краны из нержавеющей стали и сплавов с высоким содержанием никеля. Наши клапаны рассчитаны на работу в различных условиях, включая высокие температуры до 600°C, низкие температуры до -196°C и высокое давление, достигающее 4500 фунтов, что обеспечивает надежность продукции в сложных условиях.

Используя хорошо обученную команду профессионалов, солидный технический опыт, эффективную систему управления и тщательное управление производством, Naishi Valve стремится поставлять высококачественные шаровые краны для таких отраслей, как транспортировка нефти и газа, городское отопление, газ, нефтехимия, химическая промышленность, энергетика, электростанции и металлургия.