Как изолировать промышленные жидкостные системы с помощью запорных клапанов

Как изолировать промышленные жидкостные системы с помощью запорных клапанов

Джо Буш, менеджер по продукции Swagelok, клапаны

При выполнении технического обслуживания промышленных жидкостных систем безопасность имеет первостепенное значение. Давление или поток внутри одной линии представляет опасность для технических специалистов, меняющих манометр или измерительное устройство. Вот почему специалисты по управлению рисками подчеркивают необходимость изоляции любой линии жидкостной системы перед техническим обслуживанием.

Стало отраслевым стандартом и стандартом безопасности последовательное проектирование и установка двух запорных клапанов при выпуске воздуха из стояка под напряжением в жидкостной системе. Последовательность двойного запорного клапана является одним из самых безопасных способов достижения необходимого состояния нулевого давления и нулевого расхода.

Есть два общих подхода, которые инженеры обычно используют при проектировании двух запорных клапанов для изоляции жидкостных систем. Во-первых, инженеры могут добавить третий клапан между двумя запорными клапанами для выпуска или сброса любого давления, которое может вытекать из первого запорного клапана. Другим жизнеспособным вариантом является использование третьего клапана для перенаправления потока в байпасную петлю вокруг участка линии, который находится на обслуживании. Ниже представлены обе конфигурации жидкостных систем, обеспечивающие ориентированные на безопасность варианты конструкции для изоляции и обслуживания системы.

Основные места для конфигураций изоляции на предприятии

Для любой линии жидкостной системы на заводе или промышленном объекте, которая может потребовать обслуживания, технические специалисты должны иметь какие-либо средства для безопасной изоляции этой линии. Некоторые конкретные местоположения, требующие настройки для изоляции, включают:

1. Любое устройство или компонент, требующие регулярного обслуживания, например фильтр, клапан или преобразователь.
2. Любая система, блок или линия, которые могут нуждаться в перенастройке, ремонте или замене.
3. Любой участок основного технологического трубопровода, который может нуждаться в обслуживании или ремонте.
4. Любая измерительная линия, отходящая от технологической линии (например, станция отбора проб, система отбора проб или показания давления, температуры или расхода).
5. Калибровочные жидкости в системах отбора проб, а также любые потоки отбора проб, которые могут быть включены или выключены.

Параметры настройки изоляции

Промышленным стандартом является предотвращение ситуации, когда имеется только один запорный клапан или нет резервного. Если у одинарного запорного клапана есть даже небольшая утечка через седло, давление в обслуживаемой линии может медленно нарастать, что создает угрозу безопасности. Поэтому рекомендуется использовать одну из двух основных конфигураций для достижения изоляции в трубопроводе жидкости:

1. Двойная блокировка и прокачка (DBB)

Конфигурация с двойной блокировкой и выпуском, или DBB, является самой простой конфигурацией для изоляции жидкостной системы. Он обычно используется для перехода от технологической линии к измерительной линии при использовании клапана интерфейса технологического процесса или на линии, ведущей к прибору или устройству, такому как датчик. Три клапана могут быть сконфигурированы как единый блок коллектора или как три отдельных компонента.

2. Обход петли

Байпасная петля представляет собой немного более сложную конфигурацию, которая не только изолирует линию жидкостной системы при обслуживании, но и перенаправляет поток, чтобы процесс мог продолжать функционировать во время обслуживания.

Например, первый запорный клапан в байпасной конфигурации может быть трехходовым клапаном, отводящим поток в обход секции, требующей обслуживания. Системный фильтр теперь можно заменить без простоя. Еще одна причина использования байпаса – избежание гидравлического удара или "водяного удара", возникающего при внезапном отключении потока в системе.

Изолировать и сбросить давление

Первым шагом при подготовке к техническому обслуживанию любой жидкостной системы является сброс давления. При этом рекомендуется последовательно установить два запорных клапана для защиты от повышения давления на обслуживаемом участке линии. Хороший клапан не должен протекать через седло, но это может случиться. Например, если линия находится снаружи, солнце может нагреть линию и поднять давление выше указанного номинала клапана. Другие возможные сценарии включают, если клапан не обслуживался должным образом или если это неправильный выбор клапана для надежного отключения. Для защиты от этих и других возможных утечек необходим второй запорный клапан, а также выпускной или выпускной клапан. В качестве альтернативы, в случаях, когда простои недопустимы, отличным выбором является байпасная петля, дублирующая компоненты обслуживаемой линии.

Выбор правильной запорной арматуры

Двумя наиболее распространенными вариантами запорных клапанов в линиях КИП являются шаровые краны или игольчатые клапаны. Крайне важно, чтобы специалисты по техническому обслуживанию проверяли технические характеристики системы для клапана, необходимого для каждой системы.

Шаровые краны: Шаровые краны хороши для быстрого отключения и высокого расхода. Кроме того, ручки помогают указать направление потока или отключение. Однако при потоке жидкости шаровой кран может создать гидравлический удар или «гидравлический удар» из-за внезапного отключения, которое он вызывает, что приводит к повреждению индикаторов давления, расходомеров и других компонентов перед отсечкой. Существует несколько способов избежать гидравлического удара. Один из них заключается в том, чтобы включить обходную петлю. Перед закрытием первого шарового клапана байпасная петля открывается, чтобы потоку было куда идти, что позволяет избежать внезапной остановки потока и скачков давления, которые могут возникнуть в противном случае. Второй вариант заключается в использовании игольчатых клапанов вместо шаровых.

Игольчатые клапаны: В то время как игольчатые клапаны в первую очередь предназначены для управления расходом или дозированием, многие игольчатые клапаны эффективны для принудительного отсечения. Кроме того, перекрытие жидкостной системы с помощью игольчатого клапана происходит постепенно и, следовательно, защищает от гидравлического удара. Если используется в качестве запорного клапана, игольчатый клапан должен быть разработан специально для этой цели, с вращающимся наконечником или наконечником с мягким штоком. Для предотвращения утечек при использовании игольчатого клапана могут потребоваться специальные конструктивные решения. Например, металлический V-образный наконечник может притереться к металлическому седлу во время отсечки, что приведет к задирам.

Встроенный DBB: Swagelok предлагает встроенную конфигурацию с двойной блокировкой и выпуском (DBB) для обеспечения дополнительной надежности. Меньшее количество потенциальных мест утечки, уменьшенное пространство и вес, а также упрощенная установка помогают еще больше упростить систему.

Остерегайтесь непреднамеренного использования неправильного компонента жидкостной системы в конфигурации изоляции. Шаровые краны и некоторые типы игольчатых клапанов предназначены для надежного перекрытия, а регуляторы — нет, хотя регуляторы можно настроить так, чтобы они останавливали большую часть потока. Если вам нужна отсечка вокруг регулятора, безопаснее всего установить шаровой кран выше по течению.

В дополнение к выбору запорного клапана рекомендуется установить индикатор давления после второго запорного клапана в запорной конфигурации. Это позволит визуально проверить давление во время технического обслуживания.

Если вы потратите время на надлежащую изоляцию линий жидкостной системы с помощью запорных клапанов, это может привести не только к более безопасному техническому обслуживанию, но и к увеличению времени безотказной работы системы и прибыльности предприятия. Чтобы узнать, как безопасно настроить жидкостные системы на вашем предприятии, и обучить свою команду передовым методам, запишитесь на курс обучения Swagelok по основам жидкостных систем или обратитесь в местный центр продаж и обслуживания Swagelok.