È necessario scegliere le valvole giuste per i lavori nel settore petrolifero e del gas. API 6D e ASME B16.34 stabiliscono le regole di progettazione. L"API 607 verifica la sicurezza antincendio. L"API 6FA fornisce test antincendio. ASME B16.34 copre i valori di pressione. Gli standard API e ASME guidano la scelta dei materiali. API e ASME lavorano insieme. L"API 6D rimane importante. Anche ASME B16.34 rimane importante. API e ASME interrompono i guasti. Le linee guida ASME proteggono il tuo lavoro.
Le valvole devono soddisfare gli standard API e ASME. API e ASME bloccano le perdite. Le buone valvole a sfera API e ASME riducono i tempi di fermo della produzione e le perdite di gas fuggitive. È necessario valutare le valvole a sfera per l"industria petrolifera e del gas.
Sommario
Attiva/disattiva
Punti chiave
Scegli valvole a sfera flottante per piccole dimensioni e scegli valvole a perno per tubazioni ad alta pressione.
Utilizza API 6D quando progetti le tubazioni e utilizza ASME B16.34 per i valori di pressione.
Scegli materiali che soddisfino le norme NACE MR0175 per i lavori con gas acido.
Installare e controllare spesso le valvole a sfera per ridurre i tempi di inattività e arrestare le perdite.
Valvola a sfera per l"industria petrolifera e del gas: principi di funzionamento
Una valvola a sfera utilizza una sfera con un foro per controllare il flusso. Giri la maniglia di 90 gradi per aprire o chiudere la linea. Questo design a un quarto di giro offre uno spegnimento rapido e una tenuta ermetica. Questa velocità è importante per gli oleodotti e i gasdotti ad alta pressione, dove ogni secondo è importante.
Le norme di sicurezza del settore affermano che le valvole di isolamento di emergenza dovrebbero chiudersi in cinque secondi per contenere gli incendi della piscina o i rilasci di gas dopo la rottura di una tubazione.
Le parti principali sono il corpo, la sfera, le sedi e lo stelo. Le sedi premono contro la sfera per creare una tenuta. I sedili morbidi garantiscono una chiusura a prova di bolle. Le sedi metalliche gestiscono fluidi grezzi e temperature più elevate. Queste parti lavorano insieme per arrestare le perdite e proteggere il processo.
Le valvole a sfera per gas sono diverse dalle valvole standard. Utilizzano materiali più resistenti, dispongono di certificazioni API e ASME e includono funzionalità di sicurezza come dispositivi antistatici e sedili ignifughi. API 6D and ASME B16.34 set their design rules. API 607 and API 6FA cover fire testing. Queste norme API e ASME separano le valvole a sfera per pipeline dalle valvole per uso generale.
Vantaggi in condizioni di alta pressione e alta temperatura
Ball valves work well in high-pressure systems. Il design flottante si adatta a dimensioni più piccole e pressioni medie. Il design del perno trattiene la palla su entrambe le estremità, quindi gestisce una pressione molto più elevata.
Le valvole a sfera montate su perno sono ideali per condotte sottomarine con pressioni nominali fino a 10.000 psi.
Le valvole a sfera con sede morbida sigillano meglio delle valvole a saracinesca con sede metallica secondo API 598.
Tipo di valvola
Materiale del sedile
Valvola a sfera
Seduto morbido
Perdita zero (a tenuta di bolle): 0 gocce di liquido / 0 bolle di gas
Valvola a saracinesca
Seduta in metallo
Perdite ammissibili basate su NPS (ad esempio, valvola da 6 pollici: fino a 12 gocce di acqua/min o 24 bolle di gas/min)
Questa valutazione di perdite pari a zero riduce le emissioni fuggitive di idrocarburi e riduce i tempi di fermo della produzione. Si ottiene inoltre una bassa coppia operativa e una distanza da faccia a faccia ridotta. Queste caratteristiche migliorano le prestazioni delle valvole nel settore del petrolio e del gas. I test API e ASME confermano i numeri prima della spedizione della valvola.
Tipi chiave di valvole a sfera utilizzate nelle operazioni petrolifere e del gas
La scelta delle valvole a sfera per lavori nel settore petrolifero e del gas inizia con la conoscenza dei tipi principali. L'API 6D stabilisce le regole per la progettazione della pipeline. ASME B16.34 stabilisce i valori di pressione. I lavoratori del settore petrolifero e del gas dipendono da queste norme API e ASME per la sicurezza.
Valvole a sfera flottanti vs. Trunnion
Le valvole a sfera flottanti funzionano bene per dimensioni più piccole e pressioni medie. La palla fluttua tra i sedili. La pressione della linea spinge la sfera nella sede a valle. Le regole API e ASME ne controllano la progettazione. ASME B16.34 copre le classi da 150 a 600. Le regole ASME assicurano che la qualità sia sempre la stessa.
Le valvole a sfera trunnion gestiscono esigenze molto più elevate. Un perno sostiene la palla ad entrambe le estremità. I sedili a molla premono contro la palla. L"API 6D copre queste valvole per l"uso nelle condutture. ASME B16.34 stabilisce i valori nominali di pressione dalla Classe 150 a 2500. Test di copertura API 607 e API 6FA per la sicurezza antincendio.
La maggior parte dei produttori limita le valvole a sfera flottante a 6 pollici e alla Classe 600. Oltre questo punto, la forza che spinge la sfera nella sede è eccessiva per i normali materiali della sede. I lavori più grandi dovrebbero utilizzare design montati su perni.
Scegli valvole a sfera flottante per dimensioni più piccole e pressioni medie. Scegli valvole a sfera trunnion per tubi ad alta pressione e di grandi dimensioni. Entrambi i design soddisfano l"API 6D. Le regole API e ASME confermano il loro funzionamento.
Configurazioni a passaggio totale, ridotto e a tre vie
Le valvole a sfera a passaggio totale hanno un diametro interno uguale a quello del tubo. Le valvole a passaggio ridotto hanno un diametro interno più piccolo. Una valvola a passaggio totale ha un valore Cv da 3 a 4 volte superiore rispetto ad una valvola a passaggio ridotto. Ridurre il diametro del 25% può ridurre la capacità di flusso del 40-50%. Le regole API 6D e ASME coprono entrambi i tipi.
I design a tre vie consentono di modificare la direzione del flusso nei sistemi collettori. Usano un design a quarto di giro per modificare i percorsi del flusso. Una valvola a L ruota la maniglia di 90 gradi per inviare il flusso da una porta all"altra. Queste valvole seguono ASME B16.34. Le valvole a T miscelano o dividono il flusso. La maniglia arresta la rotazione per limitare le posizioni impostate. È possibile inviare il flusso tra serbatoi di stoccaggio o modificare le sorgenti della pompa. Queste configurazioni aiutano il lavoro nel settore petrolifero e del gas a funzionare bene. Le regole ASME si applicano ai progetti a tre vie.
Criteri di selezione delle valvole per applicazioni nel settore petrolifero e del gas
Una buona scelta della valvola inizia dai dati di processo. Hai bisogno di pressione, temperatura, fluidi e portata prima di parlare con qualsiasi fornitore. Questi quattro input guidano ogni altra decisione. Determinano inoltre quali regole API e ASME si applicano al tuo ordine.
Compatibilità dei materiali e valori di pressione/temperatura
Il servizio acido cambia tutto. È necessario controllare la pressione parziale di H2S prima di scegliere un materiale per il corpo. L"acciaio al carbonio funziona fino a 0,003 MPa, l"acciaio inossidabile duplex raggiunge 0,1 MPa e le leghe di nichel supportano 10 MPa e oltre. La temperatura sposta anche il rischio di corrosione. La rottura da stress da solfuro, la fessurazione da tensocorrosione e l"infragilimento da idrogeno minacciano tutti la lega sbagliata. NACE MR0175 stabilisce i limiti di durezza per ogni parte bagnata.
Fattore chiave
Cosa devi controllare
Concentrazione e pressione di H2S
Limiti di pressione parziale per famiglia di materiale
Temperatura e corrosione
SSC, SCC e rischio di infragilimento da idrogeno
Componenti interni
Sfera, stelo, sedi e guarnizioni devono soddisfare NACE MR0175
Trattamenti superficiali
I rivestimenti in cromo duro, ceramica e PTFE riducono l"usura
Conformità
Rapporti di test sui materiali, test di durezza, trazione e SSC
La scelta del materiale del corpo segue la stessa logica. Gli acciai al carbonio ASTM A105 e A216 WCB sono adatti al servizio H2S da basso a medio a 22 HRC massimo. Corpi forgiati ad alta pressione in acciaio legato AISI 4130 e 4140 con cappuccio della stessa durezza. L"acciaio inossidabile tipo 316 resiste alla rottura da stress da solfuro e si adatta alle valvole acide di trim e di piccolo diametro. Duplex 2205 e Super Duplex 2507 servono lavori offshore e ad alto contenuto di cloruri. Inconel 625 e Hastelloy C-276 gestiscono i gas acidi più aggressivi. AISI 440C non è consentito nelle valvole acide.
I valori di pressione-temperatura decidono la classe. ASME B16.34 fornisce la pressione di esercizio ammissibile senza shock a ciascuna temperatura. In condizioni ambientali, l'acciaio al carbonio A216 WCB presenta un leggero vantaggio rispetto a SS304 CF8 e SS316 CF8M. A 300°C e oltre, entrambi i gradi inossidabili superano l'acciaio al carbonio. Una valvola WCB Classe 300 con valore nominale di 740 psi a temperatura ambiente scende a 365 psi a 300°C, mentre CF8M mantiene 445 psi alla stessa temperatura. È necessario far corrispondere la valutazione al punto operativo del caso peggiore, non al punto di progettazione.
Connessioni finali, dimensioni della porta e adattamento del progetto
Le connessioni finali seguono il servizio. Le estremità filettate si adattano a sistemi di piccole dimensioni in cui la manutenzione è rara. Le estremità flangiate sono adatte a sistemi di grandi dimensioni che necessitano di manutenzione frequente e sono tra le connessioni più comuni nelle operazioni di petrolio e gas. Le estremità a saldare sono destinate a compiti di piccolo diametro pericolosi, tossici o ad alta pressione. I giunti flangiati si installano e si disinstallano facilmente e richiedono una coppia di serraggio inferiore rispetto alle estremità filettate.
Le dimensioni delle porte influiscono sul flusso e sui costi. Le valvole a sfera a passaggio totale passano attraverso i pig e corrispondono al diametro interno del tubo. Le valvole a sfera a passaggio ridotto costano meno e fanno risparmiare spazio, ma riducono la capacità di flusso. Le configurazioni a tre vie deviano il flusso nei sistemi a collettori.
La selezione della valvola significa anche la selezione del fornitore. Richiedi rapporti sui test sui materiali, certificati NACE MR0175 e documentazione API 6D prima di emettere un ordine di acquisto. Un fornitore che risponde rapidamente a queste richieste ti supporterà durante il progetto. Questa abitudine mantiene le valvole a sfera per i progetti dell"industria petrolifera e del gas nei tempi previsti.
Standard di settore per valvole a sfera nel settore petrolifero e del gas
Lo standard che scegli dipende dal tuo settore industriale. Gli oleodotti e le parti a monte dell"industria petrolifera e del gas necessitano di un insieme di regole più severe. Il lavoro generale e di processo segue gli standard ASME. Gli standard ASME si applicano quando il tuo progetto è al di fuori della giurisdizione della pipeline. La maggior parte delle valvole a sfera in questo servizio sono montate su perno. Gli standard API aggiungono test specifici della pipeline. Gli standard ASME definiscono i valori di pressione-temperatura. Gli standard ASME stabiliscono la base ingegneristica per le classificazioni delle flange. Gli standard API coprono anche la documentazione.
API 6D e ASME B16.34 per progettazione e test
Le due regole funzionano insieme ma hanno ruoli diversi. ASME B16.34 stabilisce i valori nominali di pressione-temperatura consentiti per valvole flangiate, filettate e con estremità saldate. Lo standard sulle tubazioni aggiunge test e ispezioni obbligatori per le valvole a sfera delle tubazioni. Un progetto che soddisfa un solo documento potrebbe fallire un'offerta di pipeline.
Il divario di test tra i documenti è grande. Gli standard API richiedono tempi di tenuta idrostatica più lunghi, un test della sede del gas a bassa pressione e un test di deriva laddove applicabile. Gli standard ASME forniscono tempi di attesa più brevi e linee guida generali. Confronta i principali test di accettazione in fabbrica:
Aspetto del test
API6D
ASME B16.34
Prova del guscio idrostatico
Obbligatorio e più specifico
Linee guida generali fornite
Prova del sedile idrostatico
Obbligatorio e più specifico
Linee guida generali fornite
Prova sul sedile posteriore
Obbligatorio ove applicabile
Non specificatamente enfatizzato
Prova di deriva
Necessario per valvole a saracinesca e a maschio
Non specificato
Prova di coppia/spinta
Necessario per le valvole azionate
Non specificato
Prove al fuoco
Richiesto per alcuni tipi di valvole; si applica la certificazione antincendio
Facoltativo e non specificatamente affrontato
Test sulle emissioni fuggitive
Necessario; riferimenti ISO 15848-1
Non specificatamente affrontato
Gli standard API richiedono anche test sulle emissioni fuggitive che fanno riferimento alla norma ISO 15848-1. Gli standard ASME non coprono questo requisito. Il tuo ordine di acquisto dovrebbe nominare entrambi i documenti. Chiedere al fornitore la scheda tecnica della valvola della tubazione e la tabella dei valori nominali ASME B16.34.
Standard antincendio (API 607/6FA) e servizio acido (NACE MR0175)
La certificazione antincendio protegge persone e beni. API 607 si applica alle valvole a quarto di giro con sede morbida, che include la maggior parte delle valvole a sfera utilizzate nelle raffinerie. API 6FA copre tubazioni e valvole di isolamento critiche, solitamente valvole a sfera montate su perno . Le valvole a sfera con sede morbida dominano il compito di isolamento delle raffinerie. Le valvole a quarto di giro con sede morbida puntano al primo standard. Le valvole di isolamento della tubazione puntano al secondo.
La prova antincendio verifica che una tenuta secondaria metallo-metallo funzioni dopo la rottura delle sedi morbide. Le sedi morbide in PTFE possono bruciarsi. La palla spinge quindi contro una superficie di seduta metallica. La baderna e le guarnizioni in grafite impediscono le perdite esterne dello stelo e del corpo. Una valvola pressurizzata rimane immersa in una fiamma a una temperatura compresa tra 750 °C e 1000 °C per 30 minuti. Dopo la combustione, la valvola si raffredda naturalmente fino a 100°C. Un test a bassa pressione conferma quindi che la valvola sigilla ancora entro i limiti consentiti.
Il servizio acido aggiunge un altro livello. NACE MR0175 / ISO 15156 previene la fessurazione da stress da solfuri e la fessurazione indotta da idrogeno in ambienti H₂S. Le parti contenenti pressione in acciaio al carbonio devono mantenere una durezza massima di 22 HRC, verificata mediante test di durezza al 100%. Il rivestimento duplex rimane pari o inferiore a 28 HRC. Le molle Inconel 718 rimangono pari o inferiori a 35 HRC. Le molle e i bulloni possono guastarsi per primi se li si trascura, quindi applicare i limiti a ogni componente bagnato.
Scegliere le valvole a sfera per il servizio dell"industria petrolifera e del gas significa controllare entrambi i documenti. Abbina i materiali del rivestimento alla pressione parziale del tuo H₂S. La corretta selezione degli standard riduce i tempi di fermo della produzione e le emissioni fuggitive di idrocarburi. Esamina tutti gli standard API e la documentazione sugli standard ASME prima di approvare un fornitore.
Installazione e manutenzione di valvole a sfera nel settore petrolifero e del gas
Specifiche di installazione e coppia corrette
È necessario allineare la valvola con il tubo prima di serrare i bulloni. Le estremità flangiate richiedono una coppia uniforme dei bulloni secondo uno schema a stella. Questo passaggio evita lo stress della guarnizione e la distorsione del corpo. API 6D e ASME B16.34 costituiscono la base di progettazione per questi giunti. L"API 6D copre le valvole delle tubazioni. ASME B16.34 copre i valori nominali di pressione. Dovresti seguire la tabella di coppia del produttore per ogni dimensione e classe.
Support the pipe on both sides of the valve. Le valvole a sfera pesanti possono abbassarsi e caricare le flange. That load hurts valve performance over time. Check the stem direction too. Vuoi che lo stelo sia rivolto verso l"alto o lateralmente, mai verso il basso. Questa posizione mantiene le sedi pulite e consente di effettuare la manutenzione della valvola in un secondo momento. Le regole API e ASME non sostituiscono la buona pratica sul campo.
Ispezione di routine, lubrificazione e risoluzione dei problemi
You should check ball valves on a set schedule. Cerca eventuali perdite sullo stelo, sul giunto del corpo e sulle flange. Listen for strange noise during operation. Annota ogni risultato nel registro di manutenzione. Questa abitudine protegge le operazioni di petrolio e gas e riduce i tempi di fermo della produzione.
Gli intervalli di manutenzione per le valvole a sfera cambiano in base alle condizioni operative e possono variare da giornaliero a mensile. Quando è necessaria la manutenzione, sia il corpo della valvola che lo stelo devono essere spurgati con grasso fresco. Le valvole a sfera devono essere posizionate in posizione completamente aperta durante la manutenzione per garantire una corretta distribuzione del grasso.
La perdita ha due cause comuni. La tabella seguente mostra ciascuna causa e i passaggi da eseguire.
Causa della perdita
Passaggi per la risoluzione dei problemi
Perdite dallo stelo o dall"area della baderna dovute a baderna schiacciata o bulloni del premistoppa allentati (comune nelle valvole a ciclo termico o ad azionamento frequente)
Stringere uniformemente i bulloni del premistoppa su entrambi i lati senza rendere troppo rigido il funzionamento dello stelo; se il serraggio non arresta la perdita, sostituire la baderna con materiale compatibile con il fluido e la temperatura; ispezionare lo stelo per eventuali graffi o danni alla superficie che potrebbero impedire un"efficace tenuta.
Perdita a valle anche quando la valvola è completamente chiusa, causata da un guasto della tenuta interna tra sfera e sede (anelli della sede usurati, particelle rigide intrappolate tra sfera e sede o graffi sulla sfera dovuti a mezzi abrasivi)
Do not over-tighten the handle; aprire e chiudere la valvola più volte per eliminare le particelle minori; se la perdita persiste, rimuovere e smontare la valvola, ispezionare la sede per eventuali tagli, usura irregolare e deformazioni e controllare la superficie della sfera per eventuali graffi; sostituire la sede e la sfera se il danno è irreversibile.
Una buona manutenzione riduce le emissioni fuggitive di idrocarburi e mantiene le valvole a sfera in servizio più a lungo. Le classificazioni di sicurezza antincendio API 607 e API 6FA sono valide solo quando la valvola rimane in buone condizioni. API and ASME standards define the design. Your inspection routine defines the life.
Ora sai come scegliere le valvole a sfera per i lavori nel settore petrolifero e del gas. Adatta il design al tuo lavoro: porta flottante o con perno, porta completa o ridotta. Seguire l'API 6D per le valvole delle tubazioni. Utilizza API 607 e API 6FA per la sicurezza antincendio. Conforme ASME B16.34 per i valori di pressione. Applicare l'API 598 per i test sui sedili. Controlla i documenti API 6D e i certificati API 6FA. Rivedere NACE MR0175 per il servizio acido. Installa e mantieni ciascuna valvola nel modo giusto. Questi passaggi mantengono le tue operazioni sicure e affidabili. Consulta le schede tecniche API, i rapporti di test e i certificati API 6D prima di acquistare. Parla con un fornitore esperto delle tue valvole a sfera.
Domande frequenti
Qual è il primo passo nella scelta delle valvole a sfera per il servizio di petrolio e gas?
Inizia con i dati di processo. Hai bisogno di pressione, temperatura, fluidi e portata prima di contattare qualsiasi fornitore. Questi quattro input guidano ogni altra decisione. Determinano inoltre quali regole API e ASME si applicano al tuo ordine.
Quali standard dovresti menzionare in un ordine di acquisto?
Nome API 6D per valvole per tubazioni e ASME B16.34 per valori di pressione. Add API 607 or API 6FA for fire safety. Include NACE MR0175 for sour service. API 598 covers seat testing. Il tuo ordine dovrebbe elencare tutti i documenti applicabili.
Una valvola ignifuga mantiene una tenuta secondaria metallo-metallo dopo che le sedi morbide sono bruciate. API 607 tests quarter-turn soft-seated valves. API 6FA covers pipeline isolation valves. La valvola rimane in una fiamma a una temperatura compresa tra 750 °C e 1000 °C per 30 minuti. It must still seal after cooling.
Sour service demands NACE MR0175 compliance. Le parti in pressione in acciaio al carbonio devono rimanere a una temperatura massima di 22 HRC. Il rivestimento duplex rimane pari o inferiore a 28 HRC. È necessario controllare la pressione parziale di H2S prima di scegliere un materiale per il corpo. API 6D documentation helps confirm the design.
Con quale frequenza dovresti ispezionare le valvole a sfera sul campo?
Gli intervalli di manutenzione vanno da giornalieri a mensili. Verificare la presenza di perdite sullo stelo, sul giunto del corpo e sulle flange. Registra ogni risultato. API 6D e ASME B16.34 stabiliscono le basi della progettazione. Le classificazioni API 607 valgono solo quando la valvola rimane in buone condizioni. Ciò riduce i tempi di fermo della produzione e riduce le emissioni fuggitive di idrocarburi.
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