Запорная арматура на КС

Запорное устройство с шаром в опорах имеют следующие преимущества:

• с уплотнительным седлом перед шаром - при закрытом кране уплотнение шпинделя и большая часть корпуса крана не нагружена внутренним давлением;
• с уплотнением за шаром - значительное снижение нагрузки на опорные 
  подшипники, уменьшение суммарного момента трения в запорном устройстве.

Краны с уплотнительным седлом перед шаром характеризуются большими моментами, необходимыми для поворота шара, и высокими нагрузками на опорные подшипники в результате увеличения эффективной площади, на которую действует давление.

Краны изготавливаются следующими российскими производителями: ПК «Сплав», АО «Тяжпромарматура», ОАО «Дзержинскхиммаш», ООО «Самараволгомаш», АООТ «Волгоград-нефтемаш» и др.

 

 

2.6 Приводы

 

 

Как уже отмечалось, привод - это исполнительный механизм, перемещающий запорный орган внутри запорного устройства (запорного узла) относительно седла из закрытого положения в открытое и наоборот.

В соответствии с требованиями к конструктивному устройству кранов (ОТС ЗРА -98) краны должны поставляться с приводами, обеспечивающими поворот запорного органа на 90°.

Согласно ОТС-ЗРА-98 для управления кранами применяются: поршневые приводы с кулисным механизмом и системой управления (пневматической, пневмогидравлической и электрогидравлической);

- электрические с механическим редуктором;

- ручные приводы с механическим редуктором;

- ручные приводы без механического редуктора,

Электроприводы должны быть выполнены во взрывозащищенном исполнении и должны функционировать от силового напряжения 380V. На рисунке 12 представлена упрощенная схема электропривода.

 

Рисунок 12. Упрощенная схема электропривода

Система управления приводами подразделяется на пневматическую, пневмогидравлическую и электрогидравлическую.

Приводы с пневматической и пневмогидравлической системами управления должны функционировать от энергии давления транспортируемого газа либо от энергии давления газа

или воздуха из автономной системы. На рисунке 13 представлена упрощенная схема пневмогидропривоода.

 

Рисунок 13. Упрощенная схема пневмогидропривоода;

1 – корпус крана; 2 – мультипликатор; 3 – концевой выключатель;                          4 – пневмогидропривод; 5 – электропневмоклапаны; 6 – вентиль запорный; 7 – шпиндель крана; 8 – коническая пробка крана; 9 – коллектор импульсного газа

 

Приводы с электрогидравлической системой управления должны функционировать от энергии давления транспортируемого газа, передаваемого в гидросистему, либо от энергии давления масла в создаваемом электрическим насосом гидроаккумуляторе.

Приводы, функционирующие от энергии давления газа должны обеспечивать открытие и закрытие кранов минимальным давлением управляющего газа: например, для кранов класс 400 (PN 6,4) - 1.5 МПа, для кранов 2500 (PN 42,0) -3.5 МПа.

Приводы должны обеспечивать крутящий момент, позволяющий производить полное открытие кранов DN 100-500 мм при одностороннем дифференциальном давлении газа на шаровом кране равном PN и кранов DN 700-1400мм при одностороннем дифференциальном давлении на шаровом кране равном 2,0 МПа (минимальном давлении управляющего газа), а также обеспечивать крутящий момент, позволяющий производить открытие (страгивание) шаровых кранов DN 100-1400мм при наличии дифференциальных давлений газа равных PN на обоих седлах одновременно (давлением управляющего газа равным 0,5 PN).

Приводы с пневмогидравлической системой управления должны иметь устройства регулировки времени перестановки крана и устройства ограничения и регулировки конечных положений шарового запорного органа. Время перестановки крана с приводами, функционирующими от энергии давления газа, в зависимости от давления управляющего газа, для кранов различных DN также различно.

Краны должны иметь следующие способы управления:

- дистанционный (основной);

- местный (основной);

- ручной дублер (аварийный).

 

 

 

3 ИМПОРТНАЯ ПРОМЫШЛЕННАЯ  ТРУБОПРОВОДНАЯ АРМАТУРА

 

3.1 Общие сведения

 

 

В связи с тем, что в технологическом процессе используется природный газ с содержанием Н2S применяется запорная арматура (шаровые краны, обратные клапаны, задвижки и т.д) импортных производителей. (DKG-EAST, Венгрия; «Со Дю Тарн», Франция; «Камерон», Франция  «Грове», Италия, «Серк Аудко», Англия; «Моквелд», Голландия; «Петрол Валвес», Италия; «Форрстер», США; «Китэ», Япония и др.).

Для обеспечения максимальной герметичности и уменьшения утечек в окружающую среду в основном предусмотрено применением арматуры с присоединением "под приварку". На факельных и дренажных линиях применена арматура с фланцевым присоединением, что обеспечивает возможность ее демонтажа и замены.

Для сред, не содержащих сероводород, применяется запорная арматура арматурных заводов Российской Федерации.

 

 

3.2 Запорные шаровые краны производства фирмы «Со Дю Тарн»

 

 

В настоящее время на отечественных магистральных газопроводах используются шаровые краны фирмы «Со Дю Тарн» (Франция) следующих моделей::

- модель «Д» - равнопроходные краны ДМ 200-1200 на номинальные (условные) давления до 15,0 МПа (150 кгс/см );

- модель «В» - краны ДМ 15-150 на номинальные (условные) давления 15,0-70,0 МПа (150-700 кгс/см2).

Все модели кранов по типу относятся к кранам с шаром в опорах и плавающими неповоротными седлами без смазки.

На отечественных магистральных газопроводах эксплуатируются краны модели «Д» диаметром до 700 мм на номинальное (условное) давление 7,5 МПа (75 кгс/см ). Все краны имеют концы для приварки к трубопроводу. Краны с диаметрами номинального (условного) прохода 50, 100, 200 и 600 мм выпускаются только в надземном исполнении, с диаметрами номинального (условного) прохода 150 и 300 мм - как в надземном, так и в подземном исполнении, с диаметрами номинального (условного) прохода 400, 500 и 700 мм - в подземном исполнении, т.е. имеют дополнительно колонну с удлинителем шпинделя.

Необходимая сталь для производства шаровых кранов выплавляется в сталелитейных электропечах завода фирмы, мощность которого ориентировочно составляет 36000 т/год. Химический состав стали проверяется в лаборатории на спектрографе. Литые части кранов и поковки подвергаются термообработке и контролю радиографическим и магнитографическим методами, а также ультразвуком.

Согласно ОТС-ЗРА-98 материал кранов должен допускать их применение в диапазоне температур транспортируемой среды от -10°С до +50°С (для арматуры надземной установки до +80°С), поэтому основные элементы кранов изготовляют из специальных сортов сталей. Сферический запорный орган для кранов DN 50-700 выполняют из нержавеющей стали, для кранов DN 700-1200 - из низколегированной стали с хромированным гальваническим покрытием.

Основные детали кранов (корпусы, запорные органы, полуоси) изготавливают в виде литья и поковок, которые затем поступают в цех обработки с линиями производства, соответствующими основным диаметрам кранов. Обработка сферических запорных органов - наиболее ответственная операция, требующая большой точности. Она осуществляется на специальных прецизионных копировальных станках. Сварка отдельных элементов и корпусов кранов производится в цехах автоматической, полуавтоматической и ручной сварки. Далее все детали кранов поступают в сборочные цеха. При выходе из сборочных цехов каждый кран и каждый привод подвергают испытаниям на специальных стендах. Результаты испытаний заносят в технический паспорт каждого крана в виде протокола испытаний.

Запорные равнопроходные шаровые краны, производимые фирмой «Со Дю Тарн», предназначены для работы на магистральных газопроводах в качестве запорно-отключающих устройств.

 

 

3.3 Шаровые краны фирмы «Камерон»

 

 

Фирма «Камерон» выпускает оборудование для нефтяной и газовой промышленности начиная с 1920 г. В настоящее время краны типа «Камерон» освоены и выпускаются российской фирмой ООО «Самараволгомаш».

Краны предназначены для работы в следующих диапазонах температур рабочей среды и окружающего воздуха:

- от -30 до +150°С - с применением тефлоновых прокладок и уплотнений седел из нейлона;

- от -30 до +230°С - с применением прокладок и уплотнений из стабилизированного или смешанного тефлона;

- от -55 до +121°С - с применением сталей, обладающих высокой вязкостью при низких отрицательных температурах.

Шаровые краны типа «Камерон» могут поставляться с различными типами привода:

- с ручными исполнительными механизмами - с рычагом, одноступенчатым червячным редуктором, двухступенчатым червячным редуктором;

- с поршневым приводом.  
Укомплектовываются системой управления приводами:

- пневмогидравлической и автоматом АЗК.

В зависимости от исполнения и технологических условий эксплуатации шаровые краны типа «Камерон» могут поставляться:

- для надземной установки;

- для подземной установки;

- с концами под приварку;

- фланцевые;

- с одним концом под приварку и фланцем на другом конце.

По типу шаровые краны типа «Камерон» относятся к кранам со сварным корпусом, шаровым запорным органом в опорах, плавающими поворотными седлами, в которых установлены тефлоновые или нейлоновые уплотнения. К седлам на аварийный случай предусмотрен подвод уплотнительной пасты. Основные детали, работающим под давлением, выполнены коваными.

Шаровые краны поставляются с системами управления, размещенной в специальном шкафу.

Шаровые краны типа «Камерон» с системой управления первой модификации поставлялись следующих диаметров номинального (условного) прохода (в мм): 700, 1000, 1200 и 1400 . Краны с диаметрами номинального (условного )прохода (в мм) 700, 1200 и 1400 предназначаются для подземной установки, DN1000 - как для подземной, так и надземной установки. Краны для подземной установки имеют дополнительно колонну с удлинителем шпинделя, дренажную трубку и автомат АЗК.

С системой управления второй модификации поставляются шаровые краны следующих диаметров номинального (условного) прохода (в мм): 150, 700, 1000, 1200 и 1400. Краны с диаметрами номинального (условного) прохода (в мм) 700, 1200, 1400 предназначены только для подземной установки, краны с диаметром номинального (условного) прохода (в мм) 150 и 1000 - как для подземной, так и для надземной установки. Кран DN 150 в подземном исполнении автоматом АЗК не оборудован.

Краны в исполнении для подземной установки могут использоваться для надземной установки после демонтажа колонны и дренажной трубки без каких-либо дополнительных конструктивных изменений.

Все шаровые краны состоят из трех основных узлов: корпуса с шаровым запорным органом, привода (исполнительного силового механизма) и пневмогидравлической системы управления.

 

Список использованных источников

 

1 Парамонова Н. Л. «Трубопроводная арматура специалистам. Сборник лекций». - М.: ИРЦ Газпром, 1999 – 212с.

2 Гуревич Д.Ф., Заринский О.Н., Кузьмин Ю.К. Справочник по арматуре для газо- и нефтепроводов. - Л.: Недра, 1988 - 463с.

3 Техническая документация шарового крана типа 11с41п,  изготовитель ООО «Олбризсервис», Украина, г. Киев

4 Техническая документация задвижки клиновой литой типа 30с41нж с выдвижным шпинделем стальной,  изготовитель ООО «НАВО», Россия, г. Москва

5 Техническая документация кранов конусных натяжных РN 0,1 МПа (1,0 кгс/см2), Pр 0,01 МПа (0,1кгс/см2),  изготовитель Пензенский арматурный завод, Россия, г. Пенза

6 Техническая документация клапанов запорных стальных PN 16 МПа (160 кгс/см2) РN 0,1 МПа (1,0 кгс/см2), Pр 0,01 МПа (0,1кгс/см2),  изготовитель Пензенский арматурный завод, Россия, г. Пенза

7 Техническая документация крана шарового фланцевого с пневмоприводом ФБ39,  изготовитель ЗАО "АК" Фобос", Россия, Ярославская область, г. Рыбинск