U procesu ekstrakcije nafte, pouzdanost sustava za kontrolu tekućine izravno je povezana sa sigurnošću proizvodnje, zaštitom okoliša i ekonomskim koristima. Kao uređaj za odsječenje ključa, ventil S široko se koriste u uređajima za glavu, naftnim cjevovodima i sustavima skladištenja i transporta zbog svojih strukturnih karakteristika. Međutim, iza njegove naizgled jednostavne funkcije otvaranja i zatvaranja, postoji složena sigurnosna logika.
1. Strukturne karakteristike i sigurnosne prednosti ventila za vrata
Ventil vrata se otvara i zatvara podizanjem ploče vrata okomito na smjer tekućine. Ravnost kanala protoka u potpuno otvorenom stanju daje mu dvije osnovne sigurnosne prednosti:
Dizajn niskog otpora protoka: Kada se potpuno otvori, ploča vrata je potpuno odvojena od kanala tekućine, što može izbjeći trošenje tijela ventila uzrokovano turbulencijom ili lokalnim visokim tlakom, posebno pogodnim za cjevovode sirove nafte s visokim protokom.
Dvosmjerna sposobnost brtvljenja: visokokvalitetni ventili vrata (poput tvrdo zaleđenih ventila ravnih vrata) i dalje mogu održavati naprijed i obrnuto brtvljenje u okruženju visokog tlaka, što je ključno za ubrizgavanje vode ili nafte i plinskih polja koje sadrže sumpor s fluktuacijama tlaka.
Slučajevi međunarodnih naftnih kompanija pokazuju da je stopa propuštanja uzrokovana neuspjehom pečata u uređajima za bušotine pomoću standardnih ventila API 6A 37% niža od one u ostalim ventilima.
2. Analiza potencijalnih sigurnosnih rizika i načina neuspjeha
Iako ventili s vratima imaju značajne prednosti, u ekstremnim radnim uvjetima postoje tri tipične sigurnosne opasnosti:
1. Operativni kvar uzrokovan skaliranjem i blokiranjem
U voštanom i visoko mineraliziranom okruženju sirove nafte, asfalten ili skala soli lako se talože između vrata i sjedala ventila. Statistika Američkog instituta za naftu (API) pokazuje da je 23% kvarova na vratima uzrokovano nenormalnim povećanjem okretnog momenta otvaranja i zatvaranja uzrokovanog skaliranjem. U 2019. godini došlo je do nesreće u naftnom polju u Kazahstanu zbog nemogućnosti smanjenja hitnih slučajeva zbog ventila za zaglavljene vrata, što je rezultiralo izravnim ekonomskim gubicima većim od 8 milijuna američkih dolara.
2. Zatajeni zabluda pod diferencijalnim fluktuacijama tlaka
Kad se cjevovod brzo depresije (poput učinka čekića vode), tradicionalna elastična vrata mogu izgubiti svoju silu brtve zbog preokreta tlačne diferencijala. Eksperimentalni podaci pokazuju da trenutna fluktuacija diferencijalne tlaka ΔP ＞ 10MPa može uzrokovati porast propuštanja običnih ventila za vrata za 40 puta.
3. Materijalna korozija i rizik od primljenosti vodika
U kiselom okruženju nafte i plina koji sadrže H₂s, ventili s čeličnim vratima s niskim legurom skloni su pucanju korozije korozije sumporok -sulfida (SSCC). Prema NACE MR0175 Standard, dupleksni materijali od nehrđajućeg čelika ili nikla moraju se koristiti u takvim radnim uvjetima, ali 15% ventila za vrata u službi i dalje ima potencijalni rizik od loma zbog nepravilnog odabira.
Iii. Strategija za prevenciju i kontrolu sistemskog rizika
Da bi se poboljšali sigurnosni izvedba ventila za vrata, potrebno je izgraditi sustav zaštite od tri aspekta: odabir dizajna, rad i održavanje i tehnologija praćenja:
1. Optimizacija odabira za prilagodbu radnog stanja
Ventili elastičnih vrata tipa klina preferiraju se za polja nafte i plina koji sadrže sumpor visokog tlaka, a njihove ploče s Vratama u obliku V mogu nadoknaditi temperaturnu deformaciju;
Ventili za vrata s pločama s strukturama strugača preporučuju se za medije čvrstih čestica;
Čvrstoća materijala s niskom temperaturom mora biti provjerena u okruženjima s niskim temperaturama s niskim temperaturama (pogledajte ASTM A370 Standard).
2. Postupci preventivnog održavanja
Redovito izvodite injekciju masti ventila (preporučuje se mast visoke temperature koja sadrži MOS₂);
Izvršite testove zakretnog momenta svakog tromjesečja kako biste uspostavili osnovnu bazu podataka za otvaranje i zatvaranje momenta;
Ispitivanje ultrazvučne debljine (UT) u kombinaciji s ispitivanjem magnetskih čestica (MT) za praćenje korozije tijela ventila.
Iv. Trendovi u industriji: kretanje prema unutarnjoj sigurnosti
Uz tehnološki napredak, dizajni novih vrata ventila probijaju se kroz tradicionalna ograničenja:
Struktura karoserije ventila za ublažene ventile: eliminira točke istjecanja prirubnice i prikladna je za arktičke cjevovode permafrosta;
Nano-prekrivačka tehnologija: CR-AL-N obložena vrata koje je razvio FMC u Sjedinjenim Državama ima trostruko povećanje otpornosti na habanje;
Digitalni blizanci: Predvidite vijek trajanja ventila kroz dinamičku simulaciju i optimizirajte cikluse zamjene.
Kao "sigurnosni čuvar" naftne industrije, pouzdanost ventila za vrata izravno utječe na integritet čitavog proizvodnog lanca. Kroz znanstvenu selekciju, pažljivo održavanje i tehnološke inovacije, rizici se mogu izbjeći u najvećoj mjeri i može se postići prijelaz iz pasivnog hitnog odgovora na aktivnu obranu. Pod ciljem neutralnosti ugljika, tehnološka iteracija na ovom polju i dalje će voziti naftu i plinsku industriju prema sigurnijem i učinkovitijem smjeru.
