Виды задвижек для нефтепродуктов

Регулирующая, предохранительная, контрольная и запорная арматура обеспечивает эффективность работы коммуникаций. В сетях, предназначенных для транспортировки нефтепродуктов, используются специальные нефтяные задвижки, свойства и особенности которых повышают эксплуатационные характеристики трубопроводов. Надежные, высокотехнологичные и недорогие в производстве модели могут изготавливаться из стали или чугуна, а также иметь комбинированное строение.

Особенности задвижек для нефтепроводов

Нефтяные задвижки крепятся к трубопроводным системам приварным способом или при помощи фланцевого соединения. Способ фиксации выбирается с учетом эксплуатационных условий коммуникаций. К этому типу арматурного оборудования предъявляются особые требования, соблюдение которых обеспечивает эффективность работы систем, их надежность и безопасность как для окружающей среды, так и для обслуживающего персонала.

Основные требования к задвижкам на нефтяных скважинах, в коммуникационных системах:

• Прочность. Нефтяные задвижки должны обладать повышенной устойчивостью к различным механическим воздействиям, не быть подвержены деформациям при нагрузках и в процессе продолжительной эксплуатации, а также под воздействием негативных факторов внешней среды.
• Устойчивость к воздействию коррозии и температурным колебаниям. Это свойство обусловлено тем, что по коммуникациям постоянно транспортируются химически агрессивные среды, которые негативно воздействуют на материал трубопровода и арматуру (задвижки). Высокой коррозионной стойкостью обладает чугун, но изделия из него не всегда можно применять для строительства трубопроводов для нефти из-за свойств материала.
• Повышенная герметичность. Задвижки должны на 100 % обеспечивать герметичность и защиту коммуникаций от протечек, исключая попадание нефтепродуктов в окружающую среду. Есть два типа герметичности – внешняя и внутренняя. Для повышения герметичных свойств в конструкции задвижек используются дополнительные уплотнительные компоненты.
• Точность регулировки. Нефтяные задвижки должны работать точно и слаженно, выполняя все заданные при производстве функции, что способствует бесперебойной работе системы с минимальным риском возникновения аварийных ситуаций.
• Продолжительный срок эксплуатации. Задвижки на нефтяных коммуникациях рассчитаны на продолжительный период использования без частого обслуживания и ремонта. Для их производства должны применяться материалы, обладающие повышенной износоустойчивостью и надежностью.
• Взрывобезопасность. Все конструктивные элементы нефтяных трубопроводов должны обеспечивать безопасность и эффективность работы коммуникаций без негативных последствий для окружающей среды.

Нефтяные трубопроводы работают под высоким давлением, а также в условиях температурных перепадов. В зависимости от функциональных особенностей, конструкции, свойств и параметров задвижки могут использоваться для полного или частичного перекрытия движения потока рабочей среды. Задвижки применяются как на магистральных, так и на распределительных системах. Для каждой сети вариант задвижки выбирается индивидуально, с учетом технических параметров коммуникаций, условий эксплуатации, типа транспортируемой среды и т. д.

Запорные устройства должны обеспечивать остановку потока рабочей среды, эффективно регулировать интенсивность потока (при наличии таких функций), контролировать и защищать системы от избыточного давления и противодавления.

Преимущества задвижек для нефтепродуктов

На нефтепроводные системы чаще всего устанавливаются задвижки с ручным управлением или электроприводом. Ручные конфигурации отличаются простотой и легкостью эксплуатации, не оснащаются сложными системами контроля и мониторинга. Последний тип запорного оборудования обеспечивает максимальную эффективность управления транспортной сетью. Он позволяет дистанционно управлять работой коммуникаций при помощи пульта. В таких системах задвижки могут дополнительно комплектоваться специальными датчиками, позволяющими мониторить состояние сети в режиме реального времени.

Основными достоинствами нефтяных задвижек являются:

• простота конструктива и легкость монтажных работ;
• низкое гидравлическое сопротивление;
• относительно малая строительная длина;
• возможность пропускания рабочего потока в любом направлении;
• бесколодезная система установки;
• высокий уровень герметичности;
• возможность применения в различных условиях эксплуатации;
• продолжительный срок службы;
• ремонтопригодность;
• повышенная износостойкость;
• вариативность выпускаемых диаметров.

Основные виды задвижек в нефтяной отрасли – это клиновидные и параллельные модификации. Клиновидные задвижки перекрывают движение среды, перемещая затвор перпендикулярно потоку рабочего вещества. Уплотнители в такой конструкции располагаются под углом. В них используются клинья нескольких типов – цельные, упругие или жесткие и двухдисковые. Для обеспечения надежности и высоких эксплуатационных свойств клинья покрывают высоколегированным стальным сплавом. В параллельных нефтяных задвижках клинья располагаются параллельно друг другу. Они делятся на шиберные задвижки нефтепроводов (комплектуются одним диском) и двухдисковые конфигурации для комплектации коммуникаций.

В зависимости от направления движения шпинделя задвижки могут оснащаться выдвижным или невыдвижным штоком. Первые обладают большими размерами за счет необходимости шпинделя выдвигаться из корпуса. Вторые не предполагают выдвижения штока из затвора при запирании трубопровода и обычно имеют меньшие габариты.

Используемые в нефтяной промышленности задвижки трубопроводных коммуникаций могут эффективно перекрывать поток, если транспортируемая среда имеет различную вязкость. Важно, чтобы при изготовлении были строго соблюдены нормы ГОСТ, что гарантирует соответствие свойств изделий условиям эксплуатации.

Нефтяные задвижки могут иметь литые или сварные корпуса. Они устанавливаются на трубопроводные коммуникации с помощью фланцев или с помощью сварного соединения.

Стальные задвижки

Различные марки стали – распространенный материал для изготовления нефтяной запорной арматуры. Задвижки такого типа обычно используют для монтажа в незамкнутые гидравлические коммуникации. Они могут различаться типом затвора, конфигурацией шпинделя, вариантом привода, способом монтажа на трубопровод, технологией изготовления.

Стальные конфигурации отличаются повышенной прочностью. За счет того что материал легко поддается механической обработке, есть возможность изготавливать модели для различных типов трубопроводных сетей, учитывая индивидуальные характеристики коммуникаций. Для специальных условий эксплуатации есть возможность использовать марки стали, обладающие определенным набором свойств: морозостойкостью, жаропрочностью, жаростойкостью и другими.

Применение стальных задвижек в нефтяной отрасли показано, если система отвечает следующим характеристикам:

• Давление выше 140 кГс/см²;
• Температура транспортируемого вещества в пределах -40…565 °С.

Устройства, изготовленные в соответствии с требованиями ГОСТ, способны выдерживать до 2000 циклов открытия/закрытия без потери эксплуатационных свойств. Они отличаются устойчивостью к воздействию агрессивных сред. Для модификаций небольшого диаметра используется ручная система управления. Для магистральных сетей, где применяются трубы и задвижки большого диаметра, используются модели с пневматическими или электрическими приводами.

Нефтяная запорная арматура из стали обладает определенным набором эксплуатационных преимуществ: она проста и удобна в эксплуатации, отличается низким гидравлическим сопротивлением, небольшой строительной длиной. Высокопрочные стальные конструкции используют в сетях с большими температурными перепадами и нагрузками. Основные марки стали для производства: углеродистая, легированная, нержавеющая.

Чугунные задвижки

Задвижки для нефтяной сферы, изготовленные из чугуна, также находят широкое применение. Их используют в коммуникациях, диаметр которых составляет от 50 до 3000 мм. Они подойдут для сетей, в которых рабочая среда распространяется с большой скоростью. Запорная арматура такого типа представлена полнопроходными и суженными модификациями. Основными эксплуатационными преимуществами чугунных моделей являются:

• невысокая стоимость изготовления;
• устойчивость к процессам коррозии;
• продолжительный срок эксплуатации;
• низкое гидравлическое сопротивление.

Для производства используется различный чугун: серый (с включениями графита), ковкий (с высокими характеристиками пластичности), высокопрочный с шаровым графитом. Для получения высокопрочных изделий из чугуна изготавливается корпусная часть запорной арматуры. Чугунные типы задвижек монтируют на трубопроводы при помощи фланцев или муфтового соединения.

По сравнению со сталью чугун более хрупкий и не рассчитан на применение в условиях высоких температур. Максимальное рабочее давление, которое способна выдерживать арматура, составляет 16 атмосфер, при этом температурный режим не должен превышать 225 °С. Стальные устройства выдерживают более высокие нагрузки температурных изменений и мощности, но они и более подвержены коррозионным процессам, которые негативно сказываются на состоянии трубопроводов.

Для технологических, магистральных и промысловых нефтепроводов запорная арматура подбирается индивидуально, с учетом различных технических параметров коммуникаций. Чугунные модели могут эксплуатироваться, если система не предполагает работы с повышенными температурами, а стальные конфигурации предпочтительно использовать в сетях, давление в которых более 1 МПа. Нефтяные задвижки разных типов должны обладать определенным уровнем безопасности, который обеспечит экологичность коммуникаций и отсутствие их воздействия на окружающую среду. Основные требования, которые применяются к задвижкам для нефтепроводных систем, изложены в ГОСТ 34029-2016, 55020-2012. Стандарты регламентируют технические параметры устройств, условия их применения, конструктивные особенности и т. д.