Безопасная изоляция промышленных жидкостных систем с блокирующими клапанами: Пошаговое руководство

Как изолировать промышленные жидкостные системы с блокирующими клапанами

Джо Буш, менеджер по продуктам Swagelok, Клапаны

При выполнении обслуживания промышленных жидкостных систем безопасность первостепенна. Давление или поток одной линии внутри представляет опасность для техников, меняющих манометр или измерительное устройство. Именно поэтому менеджеры рисков подчеркивают необходимость изоляции любой линии жидкостной системы перед обслуживанием.

Это стало промышленным стандартом и стандартом безопасности проектировать и устанавливать два блокирующих клапана последовательно при сливе под давлением участка в жидкостной системе. Последовательность двойного блокирующего клапана — один из самых безопасных способов достичь основного состояния нулевого давления и нулевого потока.

Существует два распространенных подхода, которые инженеры обычно принимают при проектировании двух блокирующих клапанов для изоляции жидкостных систем. Во-первых, инженеры могут добавить третий клапан между двумя блокирующими клапанами для вентиляции или слива любого давления, которое может течь из первого блокирующего клапана. Другой жизнеспособный вариант — иметь третий клапан, который перенаправляет поток в байпасный контур вокруг участка линии, который находится под обслуживанием. Описаны ниже обе конфигурации жидкостных систем, предоставляющие ориентированные на безопасность дизайн-опции для изоляции и обслуживания системы.

Основные места для конфигураций изоляции на заводе

Для любой линии жидкостной системы на заводе или промышленном объекте, которая может требовать обслуживания, техники должны иметь некоторое средство безопасной изоляции этой линии. Некоторые конкретные места, требующие конфигурации для изоляции, включают:

1. Любое устройство или компонент, который может требовать регулярного обслуживания, такой как фильтр, клапан или трансмиттер.
2. Любая система, скид или линия, которая может нуждаться в переконфигурации, ремонте или замене.
3. Любой участок главной процессной трубы, который может нуждаться в сервисе или обслуживании.
4. Любая инструментальная линия, исходящая от процессной линии (например, станция забора пробы, система отбора проб или показания давления, температуры или потока).
5. Калибровочные жидкости в системах отбора проб, а также любые потоки отбора проб, которые могут быть включены или выключены.

Варианты конфигурирования изоляции

Промышленный стандарт — избегать ситуации, в которой есть только один блокирующий клапан или нет резервного. Если у одиночного блокирующего клапана даже небольшая утечка через седло, давление может медленно накапливаться в линии под обслуживанием, создавая опасность безопасности. Поэтому поощряется одна из двух основных конфигураций для достижения изоляции в жидкостной линии:

1. Двойная блокировка и слив (DBB)

Конфигурация двойной блокировки и слива, или DBB, — самая простая конфигурация для изоляции жидкостной системы. Она обычно используется при переходе от процессной линии к инструментальной линии при использовании клапана процессного интерфейса или на линии, ведущей к инструменту или устройству, такому как трансмиттер. Три клапана могут быть сконфигурированы как единый коллекторный блок или как три отдельных компонента.

2. Байпасный контур

Байпасный контур — слегка более сложная конфигурация, которая не только изолирует линию жидкостной системы под обслуживанием, но и перенаправляет поток так, что процесс может продолжать функционировать во время обслуживания.

Например, первый блокирующий клапан в байпасной конфигурации может быть трехходовым клапаном — отводящим поток вокруг участка, требующего обслуживания. Системный фильтр теперь может быть заменен без необходимости простоя. Другая причина для байпаса — избежать гидравлического удара или «водяного молота», который результатирует при внезапном отключении системного потока.

Изоляция и депрессирование

Первый шаг при подготовке к обслуживанию любой жидкостной системы — депрессирование. При этом лучшей практикой является наличие двух блокирующих клапанов последовательно для защиты от накопления давления в участке линии под обслуживанием. Хороший клапан не должен течь через седло, но это может случиться. Например, если линия на улице, солнце может нагреть линию и поднять давление выше указанного рейтинга клапана. Другие потенциальные сценарии включают если клапан не был должным образом обслужен или если это неправильный выбор клапана для положительного закрытия. Для защиты от этих и других возможных утечек необходим второй блокирующий клапан, вместе с вентиляционным или сливным клапаном. Альтернативно, в случаях, когда простой не является опцией, байпасный контур, дублирующий компоненты в линии под обслуживанием, — отличный выбор.

Правильный выбор блокирующего клапана

Два самых распространенных выбора для блокирующих клапанов в инструментальных линиях — шаровые клапаны или игольчатые клапаны. Необходимо, чтобы техники обслуживания проверяли системные спецификации для клапана, который требуется для каждой системы.

Шаровые клапаны: Шаровые клапаны хороши для быстрого закрытия и высокого потока. Дополнительно ручки полезны в указании направленного потока или закрытия. С жидкостным потоком, однако, шаровой клапан может создать гидравлический удар или «водяной молот» из-за внезапного закрытия, которое он вызывает, приводя к повреждению манометров давления, расходомеров и других компонентов вверх по течению от закрытия. Есть несколько способов избежать гидравлического удара. Один — включить байпасный контур. Перед закрытием первого шарового клапана байпасный контур открывается, так что потоку есть куда идти, что избегает внезапной остановки потока и скачка давления, который в противном случае произошел бы. Второй вариант — использовать игольчатые клапаны вместо шаровых.

Игольчатые клапаны: Пока игольчатые клапаны в основном спроектированы для контроля потока или дозирования, многие игольчатые клапаны эффективны при положительном закрытии. Дальше, закрытие жидкостной системы с игольчатым клапаном постепенное, и поэтому защищает от гидравлического удара. Если используется как блокирующий клапан, игольчатый клапан должен быть спроектирован для этой конкретной цели, с вращающимся кончиком или мягким кончиком штока. Специальные дизайнерские соображения могут потребоваться для предотвращения утечки при использовании игольчатого клапана. Например, металлический V-кончик может втираться в металлическое седло при закрытии, вызывая царапины.

Интегральный DBB: Swagelok предлагает интегральную конфигурацию Double Block and Bleed (DBB) для предоставления дополнительной надежности. Меньше потенциальных точек утечки, уменьшенное пространство и вес, и упрощенная установка помогают дальше упростить систему.

Остерегайтесь непреднамеренного использования неправильного компонента жидкостной системы в конфигурации изоляции. Шаровые клапаны и некоторые типы игольчатых клапанов сделаны для положительного закрытия, но регуляторы нет — даже если возможно настроить регуляторы остановить большую часть потока. Если вам нужно закрытие вокруг местоположения регулятора, безопаснее установить шаровой клапан вверх по течению.

Помимо выбора блокирующего клапана, хорошей практикой является установка индикатора давления вниз по течению от второго блокирующего клапана в конфигурации изоляции. Это позволит визуальную проверку давления во время обслуживания.

Уделение времени правильной изоляции ваших линий жидкостных систем с блокирующими клапанами может привести не только к более безопасным мероприятиям обслуживания, но и к увеличению времени бесперебойной работы системы и рентабельности завода. Чтобы узнать, как безопасно конфигурировать жидкостные системы на вашем заводе и обучить вашу команду лучшим практикам, запишитесь на курс Swagelok fluid system essentials training или свяжитесь с вашим локальным центром продаж и сервиса Swagelok.