Введение

При проведении плановых остановок на нефтеперерабатывающих заводах перекрытие трубопроводов часто рассматривается как плановая задача технического обслуживания до тех пор, пока операторы не столкнутся с утечкой во время подготовки к огневым работам или вмешательства в трубопровод. Выбор между заглушкой типа «очки» и заглушкой типа «лопатка» — это не просто вопрос предпочтений при монтаже. Выбор влияет на надежность перекрытия, время работы, нагрузку на трубопровод и доступ для технического обслуживания.

Оба устройства предназначены для позитивная изоляция в системах углеводородов, СПГ, нефтехимии и электроэнергетики, особенно там, где двойные перегородки и системы отбора воздуха недостаточны для обеспечения безопасности при техническом обслуживании. Однако их конструкция и эксплуатационные характеристики значительно различаются в реальных технологических условиях.

Обзор клапана-заглушки для очков

Запорный клапан типа «очки» состоит из двух соединенных дисков: одной сплошной заглушки и одного открытого распорного кольца, соединенных перегородкой. Конструкция устанавливается стационарно между фланцами ASME, что позволяет операторам поворачивать заглушку или распорное кольцо в отверстие трубопровода.

Типичные конструкции соответствуют ASME B16.48 Они изготавливаются из нержавеющей стали ASTM A216 WCB, CF8M или дуплексной нержавеющей стали в зависимости от рабочей среды и припуска на коррозию в процессе производства.

В трубопроводных системах нефтеперерабатывающих заводов часто устанавливаются заглушки для окон и дверей:

● линии вспышки

● заголовки процесса

● системы перекачки из резервуарных парков

● паропроводы

● трубопроводы для подачи кислых растворов в соответствии с требованиями NACE MR0175

Как правило, номинальные давления варьируются от класса 150 до класса 1500, при этом конфигурация фланцев RTJ или с выступающей поверхностью выбирается в соответствии с пределами давления и температуры ASME B16.34.

В отличие от жалюзи с лопастями, жалюзи с окошком остаются прикрепленными к трубопроводу на постоянной основе, что снижает риск смещения запорных пластин во время работ по остановке двигателя.

Как работает шлагбаум в промышленных системах

Лопастная затворная заслонка, иногда называемая линейной затворной заслонкой или затворной заслонкой-лопаткой, представляет собой отдельную сплошную пластину, вставляемую между фланцами для полного перекрытия потока. Обычно при возобновлении работы системы устанавливается распорное кольцо.

В отличие от заглушки типа «очки», заглушка типа «лопатка» требует полного разъединения фланцев при переналадке. Это увеличивает трудозатраты на техническое обслуживание и часто требует использования дополнительных болтораспределителей или гидравлических инструментов для фланцев на трубопроводах большого диаметра класса 600 или 900.

Навесы с откидными бортиками чаще встречаются в:

● временная изоляция отключения

● работы по техническому обслуживанию морских сооружений

● высокотемпературные паровые системы

● Компактная компоновка трубопроводов с ограниченным зазором для вращения

При использовании в системах с большим диаметром ствола (выше 24 NPS) установка заглушек с лопастями может стать сложной и небезопасной из-за веса листового металла и требований к нагрузке на болты.

Основные моменты, которые следует учитывать при выборе систем клапанов с заглушками.

Давление и температура

Выбор класса давления должен соответствовать нормам проектирования трубопроводов и условиям эксплуатации. Например:

● Системы класса 150 или 300 широко распространены в системах водоочистки и коммунального хозяйства.

● Трубы класса 600 и выше часто используются в технологических установках нефтеперерабатывающих заводов и системах подачи газа под высоким давлением.

При повышенных температурах термическое расширение может увеличить напряжение во фланце и ослабить болты. Углеродистая сталь WCB, как правило, подходит для эксплуатации в средах с умеренными температурами и высоким содержанием углеводородов, в то время как нержавеющая сталь F316 или CF8M лучше работает в коррозионных средах или средах с высокой влажностью.

Для работы с материалами, содержащими H₂S, обычно предпочтение отдается дуплексной нержавеющей стали или материалам, соответствующим стандартам NACE.

Герметичность

Защитный клапан для очков Обеспечивается полная надежная изоляция, поскольку глухая пластина физически блокирует отверстие. Однако герметичность по-прежнему зависит от:

● Состояние поверхности фланца

● выбор прокладки

● Точность предварительной затяжки болта

● выравнивание трубопроводов

В системах класса 900 или 1500 для снижения риска утечек при термических циклах обычно используются спирально намотанные графитовые прокладки или соединения RTJ.

Метод выполнения операции

Опорные жалюзи с поворотными элементами проще в эксплуатации на линиях, где требуется регулярная изоляция, поскольку узел вращается без полного демонтажа компонентов. В отличие от них, жалюзи с лопастными элементами требуют больше рабочей силы и более длительного времени простоя.

Для систем большого диаметра могут быть установлены заглушки с редуктором или механические системы перекрытия трубопроводов для снижения крутящего момента при работе и повышения безопасности.

Распространенные инженерные ошибки

Одна из распространенных проблем — установка заглушки с недостаточным классом давления. Заглушка класса 300, установленная в трубопроводе, подверженном скачкам давления на выходе компрессора, может деформироваться под нагрузкой.

Еще одна распространенная проблема — неправильный выбор материала. Стандартные листы из углеродистой стали, подвергающиеся воздействию влажного сернистого газа, часто быстро растрескиваются под действием сульфидов, если игнорируются требования NACE.

Неправильное выравнивание фланцев также приводит к нарушению герметичности. Чрезмерное напряжение в трубопроводе может деформировать заглушку, что приводит к неравномерному сжатию прокладки и утечкам во время гидростатических испытаний.

Кроме того, ремонтные бригады сталкиваются с чрезмерным крутящим моментом при установке жалюзи без достаточного зазора для вращения, особенно в условиях плотной застройки трубопроводов.

Рекомендуемые решения и конфигурации

Для нефтеперерабатывающих заводов и предприятий по производству сжиженного природного газа обычно используются следующие конфигурации:

● Защитная шторка ASTM A216 WCB для работы с углеводородами класса 150–600

● Нержавеющая сталь CF8M для линий обработки агрессивных химических веществ

● Дуплексная нержавеющая сталь для использования на морских платформах или в средах, содержащих сероводород.

● Соединения для изоляции трубопроводов, совместимые с API 6D.

● Механизмы управления шторками для очков с индексом светопропускания NPS 20 и выше

В случаях, когда ожидается частое переключение, использование заглушек типа «очки» обычно обеспечивает меньшее время простоя по сравнению с отдельными установками заглушек типа «лопатка».

Часто задаваемые вопросы

В чём основное различие между клапаном для защитных очков и клапаном для защитных щитков?

В клапане для жалюзи типа «очки» жалюзи и прокладка объединены в единый узел, тогда как в жалюзи типа «лопатка» используются отдельные пластины, которые необходимо заменять вручную.

Подходят ли заглушки типа «очки» для применения в условиях высокого давления?

Да. Обычно их изготавливают для систем классов 600, 900 и 1500, если они спроектированы в соответствии с требованиями ASME B16.34 и B16.48.

Какой материал предпочтительнее для работы с сероводородом?

Для работы в средах, содержащих H₂S, обычно выбирают дуплексную нержавеющую сталь или нержавеющую сталь, соответствующую стандарту NACE MR0175.

Требуют ли солнцезащитные очки обслуживания?

Да. Операторы должны периодически проверять поверхности фланцев, степень сжатия прокладок, состояние коррозии и вращательное движение во время остановок.

В каких случаях предпочтительнее использовать укрытие с веслом?

Жалюзи с лопастными ножками часто выбирают для временной изоляции или в системах, где отсутствует возможность вращения, характерная для обычных жалюзи.

Заключение

Разница между заглушкой типа «очки» и заглушкой типа «лопатка» выходит за рамки внешнего вида. На практике при эксплуатации трубопровода выбор заглушки влияет на эффективность остановки, безопасность оператора, надежность герметизации и долгосрочные затраты на техническое обслуживание.

Для систем, требующих частого принудительного перекрытия потока, запорные клапаны с смотровыми окошками, как правило, обеспечивают более быструю работу и лучший контроль над процедурами технического обслуживания. Клапаны с лопастными заглушками остаются практичными для временного перекрытия потока или для трубопроводов с ограниченными ресурсами, особенно в условиях высоких температур или ограниченного пространства. Правильный выбор класса давления, совместимость материалов и методы герметизации фланцев остаются важными независимо от выбранного метода перекрытия потока.