Yağ çıkarma sürecinde, sıvı kontrol sisteminin güvenilirliği doğrudan üretim güvenliği, çevre koruma ve ekonomik faydalarla ilişkilidir. Önemli bir kesme cihazı olarak, kapı valfi S, yapısal özellikleri nedeniyle kuyu başı cihazlarında, petrol boru hatlarında ve depolama ve taşıma sistemlerinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Bununla birlikte, görünüşte basit açma ve kapanış işlevinin arkasında, karmaşık bir güvenlik mantığı var.
1. Kapı vanalarının yapısal özellikleri ve güvenlik avantajları
Kapı valfı, sıvının yönüne dik olarak kapı plakasını kaldırarak açılır ve kapatılır. Akış kanalının tamamen açık durumda düzlüğü, ona iki temel güvenlik avantajı verir:
Düşük Akış Direnç Tasarımı: Tamamen açık olduğunda, kapı plakası, özellikle yüksek akışlı ham petrol hatları için uygun olan türbülans veya lokal yüksek basınçtan kaynaklanan valf gövdesi aşınmasını önleyebilen sıvı kanalından tamamen ayrılır.
Çift yönlü sızdırmazlık kabiliyeti: Yüksek kaliteli kapı vanaları (sert kapatılmış düz kapı vanaları gibi), su enjeksiyon kuyuları veya kükürt içeren petrol ve gaz alanları için basınç dalgalanmaları ile çok önemli olan yüksek basınç farkı ortamı altında ileri ve ters sızdırmazlık sağlayabilir.
Uluslararası petrol şirketleri vakaları, API 6A standart kapı vanalarını kullanan kuyu başı cihazlarında mühür arızasının neden olduğu sızıntı kazası oranının diğer valflerden% 37 daha düşük olduğunu göstermektedir.
2. Potansiyel güvenlik risklerinin ve başarısızlık modlarının analizi
Kapı vanalarının önemli avantajları olmasına rağmen, aşırı çalışma koşulları altında hala üç tipik güvenlik tehlikesi vardır:
1. Ölçeklendirme ve engellemenin neden olduğu çalışma hatası
Mumsu ve son derece mineralize bir ham petrol ortamında, asfalten veya tuz ölçeği kapı ve valf koltuğu arasında kolayca birikir. Amerikan Petrol Enstitüsü'nden (API) istatistikler, kapı valfi arızalarının% 23'ünün ölçeklendirmenin neden olduğu açma ve kapanış torkunda anormal artıştan kaynaklandığını göstermektedir. 2019 yılında, Kazakistan'daki bir petrol alanında, sıkışmış kapı valfi nedeniyle acil durum kesilmemesi nedeniyle bir patlama kazası meydana geldi ve bu da 8 milyon ABD dolarından fazla doğrudan ekonomik kayıplara neden oldu.
2. Basınç diferansiyel dalgalanmaları altında sızdırmazlık arızası
Boru hattı hızla baskılandığında (su çekiç etkisi gibi), geleneksel elastik kapı, basınç farkının tersine çevrilmesi nedeniyle sızdırmazlık kuvvetini kaybedebilir. Deneysel veriler, ΔP ＞ 10MPA'nın anlık basınç diferansiyel dalgalanmasının, sıradan kapı vanalarının sızıntı oranının 40 kez dalgalanmasına neden olabileceğini göstermektedir.
3. Malzeme korozyonu ve hidrojen sarsıntı riski
H₂s içeren asidik bir yağ ve gaz ortamında, düşük alaşımlı çelik kapı vanaları hidrojen sülfür stres korozyonu çatlağına (SSCC) eğilimlidir. NACE MR0175 standardına göre, bu tür çalışma koşullarında dubleks paslanmaz çelik veya nikel bazlı alaşım malzemeler kullanılmalıdır, ancak hizmetteki kapı valflerinin% 15'inin hala uygunsuz seçim nedeniyle potansiyel kırık riskleri vardır.
III. Sistemik Risk Önleme ve Kontrol Stratejisi
Kapı valflerinin güvenlik performansını artırmak için, üç açıdan bir koruma sistemi oluşturmak gerekir: tasarım seçimi, çalışma ve bakım ve izleme teknolojisi:
1. Çalışma koşulu adaptasyonu için seçimin optimizasyonu
Yüksek basınçlı kükürt içeren yağ ve gaz alanları için kama tipi elastik kapı vanaları tercih edilir ve V şeklindeki kapı plakaları sıcaklık deformasyonu için telafi edebilir;
Katı parçacık ortamı için kazıyıcı yapılara sahip levha kapısı vanaları önerilir;
Malzemelerin düşük sıcaklık etkisi tokluğunun derin deniz düşük sıcaklık ortamlarında doğrulanması gerekir (bkz. ASTM A370 standardına bakınız).
2. Önleyici bakım prosedürleri
Valf kök gres enjeksiyonunu düzenli olarak gerçekleştirin (mos₂ içeren yüksek sıcaklık gres önerilir);
Torkları açmak ve kapatmak için bir temel veritabanı oluşturmak için her çeyrekte bir tork testleri gerçekleştirin;
Valf gövdesi korozyonunu izlemek için Ultrasonik Kalınlık Testi (UT) manyetik partikül testi (MT) ile birleştirildi.
IV. Endüstri trendleri: iç güvenliğe doğru hareket etmek
Teknolojik ilerlemelerle, yeni kapı valfi tasarımları geleneksel sınırlamalardan geçiyor:
All-Welded Valf Vücut Yapısı: Flanş sızıntısı noktalarını ortadan kaldırır ve Arktik Permafrost boru hatları için uygundur;
Nano kaplama teknolojisi: FMC tarafından Amerika Birleşik Devletleri'nde geliştirilen CR-AL-N kaplı kapı, aşınma direncinde üç kat artışa sahiptir;
Dijital İkizler: Dinamik simülasyon yoluyla valf ömrünü tahmin edin ve yedek döngüleri optimize edin.
Petrol endüstrisinin "güvenlik koruması" olarak, kapı vanalarının güvenilirliği tüm üretim zincirinin bütünlüğünü doğrudan etkiler. Bilimsel seçim, titiz bakım ve teknolojik inovasyon yoluyla, risklerden en büyük ölçüde önlenebilir ve pasif acil durum tepkisinden aktif savunmaya geçiş elde edilebilir. Karbon nötrlüğü amacıyla, bu alandaki teknolojik yineleme, petrol ve gaz endüstrisini daha güvenli ve daha verimli bir yöne yönlendirmeye devam edecektir.
