Определение и объяснение стандартов клапанов API

API 6D против API 598

Арматурная промышленность является неотъемлемой частью многих отраслей промышленности, от нефтегазовой до химической переработки и очистки воды.   Клапаны являются критически важными компонентами, используемыми для управления потоком жидкостей и газов в различных системах, обеспечивая эффективность, безопасность и производительность.   Одним из важнейших факторов производства высококачественной и надежной арматуры является соблюдение отраслевых стандартов.   Двумя ключевыми стандартами в процессе производства клапанов являются API 6D и API 598, установленные Американским институтом нефти (API).   Эти стандарты гарантируют, что клапаны соответствуют конкретным требованиям безопасности, функциональности и качества, а также играют важную роль в повышении эксплуатационных характеристик. API 6D — это спецификация Американского института нефти для трубопроводов и трубопроводной арматуры в нефтяной и газовой промышленности.  Он содержит требования к проектированию, изготовлению, сборке, документации и испытаниям шаровых, задвижек, плунжерных и обратных клапанов для номинального давления до класса ASME 2500.  В этой статье мы рассмотрим, что представляет собой шаровой клапан, затвор, плунжер и обратный клапан API 6D, соображения по проектированию, а также API 6D и API 598.

В этом блоге мы представим обзор этих двух важных стандартов API, объясним их значение в производстве клапанов и рассмотрим, как они влияют на производство и тестирование клапанов.   К концу этой статьи вы получите более глубокое понимание API 6D и API 598, а также того, почему следование этим стандартам имеет решающее значение для производства высококачественной арматуры.

Что такое API 6D?

API 6D — это стандарт, разработанный Американским институтом нефти, который применяется специально к трубопроводной арматуре, используемой в нефтегазовой промышленности. Настоящий стандарт устанавливает требования к конструкции, материалам, изготовлению, испытаниям и эксплуатации арматуры, используемой в трубопроводных системах. Цель API 6D — обеспечить надежную работу этих клапанов в экстремальных условиях, часто встречающихся в секторе трубопроводов.

Ключевые особенности API 6D:

Требования к проектированию: API 6D определяет проектные параметры клапанов, гарантируя, что они соответствуют необходимым структурным и механическим свойствам для использования в трубопроводах. Это включает в себя соображения по прочности корпуса клапана, номинальному давлению и эксплуатационной способности.

Технические характеристики материалов: В стандарте изложены приемлемые материалы для конструкции клапанов, гарантирующие долговечность клапанов и их устойчивость к коррозии, истиранию и другим формам износа, которые могут возникнуть в трубопроводных системах.

Протоколы испытаний: API 6D также определяет методы испытаний, необходимые для проверки функциональности и безопасности трубопроводной арматуры, включая испытания под давлением и испытания на герметичность.

Стандарты производительности: Клапаны должны соответствовать строгим критериям производительности, включая герметичное перекрытие, защиту от утечек и способность выдерживать условия высокого давления.

Придерживаясь стандарта API 6D, производители гарантируют, что их клапаны способны выдерживать суровые условия эксплуатации и высокое давление, обычно встречающиеся в трубопроводных системах, обеспечивая спокойствие операторов и снижая риск отказов клапанов.

Шаровой кран API 6D

Шаровые краны API 6D идеально подходят для запорных систем в нефтехимической, энергетической и нефтегазовой промышленности. Их конструкция обеспечивает высокую производительность и надежность в течение длительного времени. Для API 6D шаровые краны доступны только для следующих номинальных значений давления: класс 150, класс 300, класс 600, класс 900, класс 1500 и класс 2500.

Размеры варьируются от NPS 2 до 36 дюймов или DN от 50 до 900 мм как в полнопроходном, так и в уменьшенном проходе. В стандарте указано, что обтюратор клапана должен вращаться вокруг оси, перпендикулярной направлению потока. Кроме того, ключ и/или индикатор положения должны находиться либо на одной линии, либо поперек трубопровода при открытии и закрытии клапана соответственно. Важно отметить, что конструкция этого индикатора не должна допускать его монтажа таким образом, чтобы он ложно интерпретировал положение клапана. Типичными конфигурациями шаровых кранов API 6D являются шаровые краны с верхним входом, трехкомпонентные и шаровые краны со сварным корпусом.

Обратный клапан API 6D

Обратные клапаны API 6D представляют собой полнопроходные поворотные обратные клапаны, которые в основном используются на промышленных объектах для предотвращения обратного потока. Кроме того, их закрытие упрощает поиск и устранение неисправностей и техническое обслуживание, обеспечивая доступ к всем внутренним компонентам клапана через верхний вход. При полном открытии механизм закрытия должен полностью очищать путь потока. Существуют различные типы, включая пластины, осевые потоки и подъемные типы с полным или уменьшенным открыванием. Обратные клапаны API 6D доступны для тех же номинальных значений давления, что и шаровые краны, но их диапазон размеров меньше, от NPS 2 до 24 дюймов или DN от 50 до 600 мм.

Стандарт рекомендует использовать обратные клапаны в качестве вторичного средства изоляции в точках впрыска герметика, смазки или промывки. При использовании в этом качестве они должны быть рассчитаны выше трубопровода и давления впрыска. Любое положение блокировки обратных клапанов должно быть только в открытом положении, и на положение его обтюратора не должны влиять динамические силы потока.

Кроме того, обратные клапаны API 6D должны иметь четкую маркировку направления потока на своем корпусе. Поставщик должен обеспечить надежную фиксацию диска во время транспортировки. Перед очисткой скребками операторы должны убедиться, что клапан может принять такую операцию.

Задвижка API 6D

Как правило, задвижки API 6D поставляются в виде цельной или многокомпонентной конструкции для пластинчатых задвижек и расширительных задвижек соответственно. В дополнение к первичному уплотнению штока, они должны поставляться с функцией вторичного уплотнения в виде заднего сиденья.

API 6D указывает, что конструкция задвижек должна быть такой, чтобы силы, создаваемые внутренним давлением, не изменяли положение обтюратора. Стандарт также рекомендует поставлять задвижки обратного действия со сквозным кабелепроводом в открытом положении, если они не оснащены приводом с отказозакрывающимся механизмом. Как и для других типов задвижек, отгрузка должна осуществляться в полностью закрытом положении.

Плунжерный клапан API 6D

Согласно API 6D, плунжерные клапаны должны иметь конический или цилиндрический обтюратор, который вращается вокруг оси, перпендикулярной направлению потока. Он доступен в обычном диапазоне размеров от NPS 2 до NPS 36, но большинство больших размеров ограничены конфигурацией Вентури.

Для пробковых клапанов стандарт предусматривает, что ключ или индикатор положения должны находиться на одной линии с трубопроводом при открытом клапане. Но когда клапан закрыт, он должен быть поперечным. Кроме того, его конструкция должна быть такой, чтобы компоненты индикатора/гаечного ключа не могли быть собраны для ложного указания положения клапана. Клапаны без упоров положения должны предусматривать проверку соосности в открытом и закрытом положении при снятом приводе. Во время гидростатических испытаний и испытаний на газовых седлах низкого давления утечка из смазанных плунжерных клапанов не должна превышать коэффициент A ISO 5208 (отсутствие видимых утечек).

Проектирование клапанов API 6D

Помимо спецификаций для отдельных клапанов, API 6D содержит общие рекомендации, охватывающие различные аспекты проектирования клапанов. Некоторые из них включают подъемную силу, допустимые напряжения и прогибы, а также характеристики материала.

Подъем клапанов

В стандарте указано, что клапаны NPS 8 или более должны иметь точки подъема. Производитель несет ответственность за проверку пригодности этих точек подъема для комплектного клапана и оператора. Однако, если покупатель несет ответственность за поставку узла оператора, то покупатель должен предоставить достаточную информацию, позволяющую производителю проверить пригодность.

Допустимые напряжения и прогибы

Чтобы свести к минимуму риск отказа, API 6D рекомендует допустимые напряжения и прогибы для компонентов трансмиссии клапанов. Некоторые из них следующие:

Конструкция трансмиссии должна располагать ее наиболее слабый компонент за пределами границы давления.

При создании расчетной тяги или крутящего момента растягивающие напряжения в компонентах трансмиссии и удлинителях штока не должны превышать 67% от SMYS. Кроме того, напряжения сдвига, скручивания и нагрузки на подшипник не должны превышать пределы, указанные в Кодексе ASME, раздел VIII, раздел 2, часть AD-132. Эти ограничения не распространяются на запатентованные подшипники или другие компоненты с высокой несущей способностью.

Для угловых сварных швов следует использовать коэффициент полезного действия прочности 0,75.

Прогибы трансмиссии не должны препятствовать выходу обтюратора в полностью открытое или полностью закрытое положение.

Завод-изготовитель должен продемонстрировать с помощью испытаний или расчетов, что внешние нагрузки или нагрузки от расчетного давления не ухудшают герметичность или функциональность. Потому что допустимые предельные значения напряжения и прогиба только по нормам проектирования могут не привести к функциональности клапана.

Материалы

Некоторые из технических характеристик материалов клапанов API 6D следующие:

Удерживающие давление части должны быть изготовлены из материалов, соответствующих номинальному давлению и температуре.

Все детали, контактирующие с технологическим процессом, и смазочные материалы должны быть совместимы с жидкостями для ввода в эксплуатацию и эксплуатации, указанными покупателем.

При выборе эластомерных материалов для работы с углеводородным газом при давлениях PN 100 (класс 600) и выше необходимо учитывать влияние взрывной декомпрессии.

Что касается металлических деталей, выбор материала должен быть сделан таким образом, чтобы избежать коррозии и истирания. Кованые материалы подвергаются горячей обработке и термообработке для получения однородного размера зерна и механических свойств готового изделия.

Что касается технических характеристик для работы в кислой среде, материалы для деталей, содержащих давление, регулирующих давление, и болтовых соединений должны соответствовать требованиям ISO 15156 (все детали).

Что такое API 598?

В то время как API 6D специализируется на трубопроводной арматуре, API 598 конкретно занимается испытаниями клапанов, включая испытания, необходимые для обеспечения соответствия клапанов необходимым стандартам уплотнения и давления. В нем изложены процедуры тестирования клапанов в различных отраслях промышленности, таких как нефтегазовая, нефтехимическая и энергетическая.

API 598 определяет требования к испытаниям различных типов клапанов, включая задвижные, шаровые, обратные, шаровые и плунжерные клапаны. Стандарт широко используется для проверки производительности клапанов перед их установкой в системы, гарантируя, что они соответствуют ожидаемым эксплуатационным стандартам.

Ключевые особенности API 598:

Испытание клапанов на герметичность: Одним из основных требований API 598 является проверка клапанов на герметичность. Стандарт определяет методы проверки способности клапана к надлежащему герметизации, включая испытания на герметичность седла и испытания на герметичность корпуса. Это гарантирует, что клапаны могут эффективно контролировать расход и давление без утечек.

Гидростатические и пневматические испытания: API 598 определяет как гидростатические, так и пневматические методы испытаний для проверки утечек и проверки производительности клапана под давлением. В гидростатических испытаниях используется вода, в то время как в пневматических испытаниях используется воздух или газ для проверки герметичности клапана.

Функциональное тестирование: Стандарт также включает функциональные испытания, чтобы убедиться в плавной и надежной работе клапана в нормальных и экстремальных условиях. Это включает в себя проверку характеристик открытия, закрытия и уплотнения клапана.

Соблюдая стандарт API 598, производители могут гарантировать, что их клапаны соответствуют необходимым стандартам качества и безопасности, что помогает избежать сбоев во время работы и повышает надежность системы.

(Для получения подробной информации о стандарте API 598 и его стандартах испытаний клапанов нажмите здесь)

Методы тестирования: API 6D против API 598

Методы тестирования API 6D

API 6D специально разработан для клапанов, используемых в трубопроводах, как правило, в нефтегазовой промышленности. Основное внимание уделяется обеспечению того, чтобы клапаны могли выдерживать экстремальные давления и условия эксплуатации, характерные для трубопроводных систем. Методы испытаний, указанные в API 6D, являются строгими, что отражает высокие условия, в которых работают эти клапаны.

Основные тесты, включенные в API 6D:

Испытание гидростатической оболочки: Это испытание гарантирует, что корпус клапана может выдерживать внутреннее давление трубопровода без утечек. Испытание проводится путем приложения давления, которое в 1,5 раза превышает номинальное давление клапана.

Гидростатическое испытание седла: проверяет наличие утечек в седлах клапанов, чтобы обеспечить герметичное уплотнение при закрытии клапана. Испытательное давление обычно в 1,5 раза превышает номинальное.

Испытание заднего сиденья штока: гарантирует, что шток клапана может выдержать давление, оказываемое на заднее сиденье, обычно при давлении, в 1,1 раза превышающем номинальное.

Продолжительность этих испытаний зависит от размера клапана. Клапаны большего размера, например, подвергаются более длительному тестированию. Например, клапан с размером 20 NPS или более может подвергаться испытаниям корпуса в течение 1800 секунд, чтобы обеспечить полную целостность в условиях высокого давления.

Методы тестирования по API 598

API 598, хотя и занимается испытаниями клапанов, работает в более широком отраслевом диапазоне. Он обеспечивает общую основу для проверки клапанов в различных отраслях промышленности, включая нефтегазовую, а также водоснабжение, химические процессы и производство электроэнергии. Методы испытаний в API 598 направлены на обеспечение герметичности клапанов и их надлежащего функционирования, что делает его более универсальным, чем API 6D, который предназначен для трубопроводных клапанов.

Ключевые тесты, указанные в API 598:

Испытание кожуха: Аналогично испытанию оболочки API 6D, это испытание прикладывает давление к корпусу клапана для обнаружения любой утечки.

Тест заднего сиденья: тест, в ходе которого проверяется целостность заднего седла штока клапана, чтобы убедиться в отсутствии утечек при закрытии клапана.

Испытания на закрытие под низким и высоким давлением: Эти испытания предназначены для проверки герметичности клапана при различных давлениях, включая условия как низкого, так и высокого давления.

Визуальный осмотр: Этот первоначальный осмотр гарантирует, что в клапане нет явных дефектов, которые могут повлиять на его работу.

Продолжительность испытаний в соответствии с API 598, как правило, короче, чем требуется в соответствии с API 6D. Например, клапаны меньшего размера (менее 2 NPS) тестируются всего несколько минут, в то время как клапаны большего размера могут испытываться до 10 минут. Испытательные среды также являются более гибкими в соответствии с API 598, что позволяет использовать для испытаний воздух, воду, инертные газы или даже керосин

API 6D и API 598: понимание различий

Несмотря на то, что API 6D и API 598 являются важнейшими стандартами для производства и тестирования клапанов, они выполняют разные функции. API 6D в первую очередь занимается проектированием, материалами и производственными требованиями к клапанам, используемым в трубопроводных системах. В отличие от этого, API 598 фокусируется на тестировании производительности этих клапанов, чтобы убедиться, что они соответствуют требуемым стандартам качества и эксплуатации.

Вот сравнение API 6D и API 598:

Почему API 6D и API 598 важны для производителей клапанов

Соответствие стандартам API 6D и API 598 имеет важное значение для производителей арматуры по нескольким причинам:

Безопасность и надежность:

Оба стандарта гарантируют, что клапаны соответствуют строгим критериям тестирования, что имеет решающее значение для предотвращения утечек, обеспечения надлежащего функционирования и поддержания эксплуатационной безопасности.

Гарантия качества:

Следование этим стандартам обеспечивает производителям основу для поставки высококачественной продукции, которая протестирована в соответствии с ведущими отраслевыми спецификациями. Это помогает завоевать доверие клиентов и поддерживает репутацию бренда.

Рыночная конкурентоспособность:

Клапаны, соответствующие стандартам API, с большей вероятностью будут соответствовать нормативным требованиям и будут приняты как на местном, так и на международном рынках. Производители, которые придерживаются этих стандартов, могут расширить свой охват рынка и привлечь больше клиентов в строго регулируемых отраслях.

Операционная эффективность:

Придерживаясь стандартов API 6D и API 598, производители гарантируют, что производимые ими клапаны могут выдерживать эксплуатационные нагрузки, с которыми они столкнутся. Это снижает вероятность отказов и дорогостоящего технического обслуживания, обеспечивая долгосрочную надежность в системах, где отказ клапана может привести к серьезным последствиям.

Заключение

Таким образом, соблюдение строгих требований API 6D и API 598 имеет важное значение для производителей клапанов для обеспечения безопасности, надежности и производительности своей продукции. API 6D устанавливает высокие стандарты для клапанов, используемых в сложных трубопроводных системах, уделяя особое внимание строгим процедурам испытаний и спецификациям материалов. С другой стороны, API 598 обеспечивает более универсальную испытательную среду для более широкого спектра типов клапанов в различных отраслях промышленности. Соблюдая эти стандарты, производители не только обеспечивают качество продукции, но и получают конкурентное преимущество на рынке, отвечая как нормативным требованиям, так и ожиданиям клиентов.