Анализ основных технических моментов применения арматуры в газопроводе 

В системе транспортировки и распределения природного газа клапаны являются основными компонентами управления жидкостями, и их выбор, установка и обслуживание напрямую связаны с безопасностью, бесперебойностью и соответствием нормативным требованиям системы. Природный газ сам по себе горюч, взрывоопасен и склонен к утечкам, поэтому при использовании арматуры в технологическом процессе необходимо строго соблюдать технические условия и стандарты безопасности, особенно в трубопроводах большой протяженности, в условиях высокого давления и сложной окружающей среды. В данной статье анализируются принципы выбора, требования к установке, пригодность материалов, эксплуатация и техническое обслуживание, а также контроль безопасности клапанов в трубопроводах природного газа.

Ⅰ. Выбор клапана и конструктивное исполнение

В системе транспортировки природного газа выбор арматуры должен полностью учитывать характеристики среды (наличие серы, сухой газ/влажный газ), уровень давления, диапазон температур и условия эксплуатации.

Выбор арматуры: обычно используются шаровые краны полного диаметра (подходят для магистральных газопроводов, обладают хорошей герметичностью, быстро открываются и закрываются), задвижки (подходят для длительного цикла, нормально открыты или полностью закрыты), поворотные затворы (используются для регулирования среднего и низкого давления) и аварийные запорные клапаны (используются для ликвидации последствий аварии).

Конструкция уплотнения: среда природного газа предъявляет очень высокие требования к уплотнению, для обеспечения нулевой утечки необходимо использовать уплотнение “металл-металл” или износостойкие мягкие уплотнительные материалы (уплотнение API 6D или ANSI Class VI).

Антистатическая конструкция: во избежание возникновения в большом потоке природного газа статического электричества, вызванного пожаром, клапан должен быть оснащен антистатическим устройством, так что шток клапана и корпус клапана проводящее заземление.

Сертификация взрывозащищенности привода: электрические или пневматические приводы, если они установлены во взрывоопасных зонах, таких как зона 1, зона 2 и т.д., должны быть сертифицированы ATEX, IECEx и другими сертификатами взрывозащищенности для предотвращения опасности источника воспламенения.

Ⅱ. Технические требования к установке и расположению

Разумное размещение арматуры: газопроводы должны быть оборудованы арматурой в ключевых местах, таких как начальные и конечные концы, разветвления ветки, густонаселенные районы, места пересечения рек и т.д., чтобы облегчить изоляцию от аварий и обслуживание. На магистральных трубопроводах секционные клапаны (запорные клапаны) должны располагаться через каждые 20-50 км.

Требования к установке: Клапаны должны устанавливаться в направлении, рекомендованном производителем (например, направление установки шаровых кранов, уплотнительный конец), а кронштейны должны быть установлены таким образом, чтобы избежать передачи напряжения трубопровода на корпус клапана, что может привести к деформации или утечке.

Испытание на газонепроницаемость: после установки необходимо провести испытание на герметичность и прочность (например, по стандарту API 598), для подтверждения герметичности обычно используется метод мыла и воды или электронный течеискатель.

Ⅲ. Материал и коррозионная стойкость

Материал корпуса клапана: для адаптации к среде, содержащей сероводород (H?S), рекомендуется использовать нержавеющую сталь 316L, сплав Inconel или углеродистую сталь с покрытием (эпоксидное, PTFE) для повышения коррозионной стойкости.

Низкотемпературная прочность: при низких температурах в высоких широтах необходимо использовать низкотемпературную углеродистую сталь (например, A350 LF2) или аустенитную нержавеющую сталь, чтобы предотвратить разрушение материала из-за холодного охрупчивания.

Выбор материала уплотнения: уплотнения должны быть из PTFE, PCTFE, графита или металлической пружинной конструкции, с учетом герметичности и устойчивости к старению.

IV. Управление эксплуатацией и техническим обслуживанием

Надежность привода: в газовых системах обычно используется пневматический или газожидкостный привод. Аварийный запорный клапан требует ≤ 1 секунды быстрого отключения, а система управления должна регулярно проверяться на эффективность срабатывания привода и резервного питания.

Система технического обслуживания: разработайте план периодического технического обслуживания, включающий очистку полости клапана, замену уплотнений, смазку штока клапана и т. д.. Клапаны, которые не открываются в течение длительного времени, следует время от времени включать и выключать, чтобы предотвратить ржавление или заклинивание.

Управление информацией: управляйте позиционированием клапанов, их состоянием, записями о техническом обслуживании и другой информацией с помощью ГИС или системы SCADA, а также установите четкие указатели на объекте.

V. Контроль безопасности и аварийные меры

Обнаружение утечек: на ключевых клапанах или в центральных зонах управления устанавливаются детекторы природного газа, которые автоматически включают звуковую и визуальную сигнализацию и аварийное отключение при превышении установленной концентрации.

Система катодной защиты: заглубленные стальные клапаны и трубопроводы должны иметь катодную защиту для эффективного подавления электрохимической коррозии в почве.

Механизм ликвидации последствий аварии: в случае чрезвычайной ситуации (например, разрыва трубопровода, землетрясения и т. д.) система клапанов должна быть способна реализовать дистанционное или автоматическое блокировочное отключение и перекрыть источник газа.

Арматура в газопроводах является не только основным устройством для контроля и регулирования жидкостей, но и ключевым узлом для предотвращения аварий, контроля и безопасной эксплуатации системы. При ее выборе, установке и обслуживании необходимо учитывать характеристики среды, условия окружающей среды и отраслевые стандарты. Благодаря научному обоснованию, взрывозащищенному исполнению, коррозионностойким материалам и интеллектуальному управлению можно значительно повысить надежность и безопасность системы транспортировки и распределения природного газа.