Kur tiek izmantoti vārsti: Visur!

Vārstus mūsdienās var atrast gandrīz jebkur: mūsu mājās, zem ielas, komerciālās ēkās un tūkstošiem vietu elektrostacijās un ūdensapgādes stacijās, papīrfabrikās, naftas pārstrādes rūpnīcās, ķīmiskajās rūpnīcās un citās rūpniecības un infrastruktūras objektos.

Vārstu nozare ir patiesi plaša, tās segmenti ir dažādi — no ūdensapgādes līdz kodolenerģijai un naftas un gāzes ieguvei. Katrā no šīm gala lietotāju nozarēm tiek izmantoti daži vārstu pamatveidi; tomēr konstrukcijas detaļas un materiāli bieži vien ir ļoti atšķirīgi. Šeit ir daži piemēri:

Ūdensapgādes darbi

Ūdensapgādes pasaulē spiediens gandrīz vienmēr ir relatīvi zems, un temperatūra ir apkārtējās vides temperatūra. Šie divi pielietojuma fakti ļauj izmantot vairākus vārstu konstrukcijas elementus, kas nebūtu atrodami sarežģītākās iekārtās, piemēram, augstas temperatūras tvaika vārstos. Ūdensapgādes apkārtējās vides temperatūra ļauj izmantot elastomērus un gumijas blīves, kas citur nav piemērotas. Šie mīkstie materiāli ļauj aprīkot ūdens vārstus tā, lai tie cieši noslēgtu pilienus.

Vēl viens apsvērums ūdensapgādes vārstiem ir konstrukcijas materiālu izvēle. Ūdens sistēmās, īpaši liela ārējā diametra līnijās, plaši tiek izmantoti čuguni un kaļamais čuguns. Ļoti mazas līnijas var diezgan labi apstrādāt ar bronzas vārstu materiāliem.

Spiediens, ko iztur lielākā daļa ūdensapgādes vārstu, parasti ir krietni zem 200 psi. Tas nozīmē, ka nav nepieciešamas biezāku sienu augstāka spiediena konstrukcijas. Tomēr ir gadījumi, kad ūdens vārsti ir konstruēti, lai izturētu augstāku spiedienu, līdz pat aptuveni 300 psi. Šādi pielietojumi parasti ir uz gariem akveduktiem spiediena avota tuvumā. Dažreiz augstāka spiediena ūdens vārsti ir atrodami arī augstākā spiediena punktos augstā aizsprostā.

Amerikas Ūdensapgādes uzņēmumu asociācija (AWWA) ir izdevusi specifikācijas, kas aptver daudzus dažādus vārstu un izpildmehānismu veidus, ko izmanto ūdensapgādes objektos.

Notekūdeņi

Svaiga dzeramā ūdens, kas nonāk objektā vai būvē, otra puse ir notekūdeņu vai kanalizācijas izvads. Šīs līnijas savāc visus notekūdeņus un cietās vielas un novirza tos uz notekūdeņu attīrīšanas iekārtu. Šīm attīrīšanas iekārtām ir daudz zema spiediena cauruļvadu un vārstu, lai veiktu savu "netīro darbu". Prasības notekūdeņu vārstiem daudzos gadījumos ir daudz mazāk stingras nekā prasības tīra ūdens pakalpojumiem. Šāda veida pakalpojumiem vispopulārākā izvēle ir dzelzs vārsti un pretvārsti. Standarta vārsti šajā pakalpojumā ir izgatavoti saskaņā ar AWWA specifikācijām.

ENERĢĒTIKAS RŪPNIECĪBA

Lielākā daļa Amerikas Savienotajās Valstīs saražotās elektroenerģijas tiek ražota tvaika elektrostacijās, kurās izmanto fosilo kurināmo un ātrgaitas turbīnas. Noņemot modernas elektrostacijas vāku, varētu redzēt augstspiediena un augstas temperatūras cauruļvadu sistēmas. Šīs galvenās līnijas ir vissvarīgākās tvaika enerģijas ražošanas procesā.

Vārtu vārsti joprojām ir galvenā izvēle elektrostaciju ieslēgšanas/izslēgšanas lietojumprogrammās, lai gan ir sastopami arī īpašam nolūkam paredzēti Y veida lodveida vārsti. Augstas veiktspējas, kritiski svarīgu pakalpojumu lodveida vārsti iegūst popularitāti dažu elektrostaciju projektētāju vidū un gūst panākumus šajā kādreiz lineāro vārstu dominētajā pasaulē.

Metalurģija ir kritiski svarīga vārstiem enerģijas lietojumos, īpaši tiem, kas darbojas superkritiskā vai ultrasuperkritiskā spiediena un temperatūras diapazonā. Mūsdienu spēkstacijās parasti tiek izmantoti F91, F92, C12A, kā arī vairāki Inconel un nerūsējošā tērauda sakausējumi. Spiediena klases ietver 1500, 2500 un dažos gadījumos 4500. Maksimālās jaudas spēkstaciju (to, kas darbojas tikai pēc nepieciešamības) modulējošais raksturs rada arī milzīgu slodzi vārstiem un cauruļvadiem, tāpēc ir nepieciešamas izturīgas konstrukcijas, lai tiktu galā ar ekstremālām ciklu, temperatūras un spiediena kombinācijām.

Papildus galvenajiem tvaika vārstiem elektrostacijas ir aprīkotas ar palīgcauruļvadiem, kuros atrodas neskaitāmi vārti, lodveida vārsti, pretvārsti, tauriņvārsti un lodveida vārsti.

Atomelektrostacijas darbojas pēc tā paša tvaika/ātrgaitas turbīnas principa. Galvenā atšķirība ir tā, ka atomelektrostacijā tvaiku rada siltums, kas rodas skaldīšanas procesā. Atomelektrostaciju vārsti ir līdzīgi saviem fosilā kurināmā brālēniem, izņemot to izcelsmi un papildu prasību par absolūtu uzticamību. Kodolvārsti tiek ražoti atbilstoši ārkārtīgi augstiem standartiem, un kvalifikācijas un pārbaudes dokumentācija aizņem simtiem lappušu.

Naftas un gāzes ieguve

Naftas un gāzes urbumos un ieguves iekārtās tiek intensīvi izmantoti vārsti, tostarp daudzi jaudīgi vārsti. Lai gan naftas straumes, kas gaisā izšļācas simtiem pēdu augstumā, vairs nav iespējamas, attēls ilustrē pazemes naftas un gāzes potenciālo spiedienu. Tāpēc urbuma galvas vai Ziemassvētku eglītes tiek novietotas urbuma garās cauruļu virknes augšpusē. Šīs konstrukcijas ar vārstu un īpašu savienojumu kombināciju ir paredzētas spiedienam, kas pārsniedz 10 000 psi. Lai gan mūsdienās uz sauszemes izraktās akās tas ir reti sastopams, ārkārtīgi augsts spiediens bieži ir sastopams dziļās atklātās akās.

Urbuma galvas iekārtu projektēšanu aptver API specifikācijas, piemēram, 6A, Urbuma galvas un Ziemassvētku eglīšu iekārtu specifikācija. 6A punktā aplūkotie vārsti ir paredzēti ārkārtīgi augstam spiedienam, bet mērenai temperatūrai. Lielākajai daļai Ziemassvētku eglīšu ir aizbīdņi un speciāli lodveida vārsti, ko sauc par droselēm. Droseles tiek izmantotas, lai regulētu plūsmu no urbuma.

Papildus pašām urbumu galvām naftas vai gāzes atradnēs atrodas daudzas palīgiekārtas. Naftas vai gāzes pirmapstrādes iekārtām ir nepieciešams vairāki vārsti. Šie vārsti parasti ir izgatavoti no oglekļa tērauda, ​​kas paredzēts zemākām klasēm.

Reizēm neapstrādātas naftas plūsmā ir ļoti kodīgs šķidrums — sērūdeņradis. Šis materiāls, ko sauc arī par skābo gāzi, var būt nāvējošs. Lai pārvarētu skābās gāzes radītās problēmas, ir jāievēro īpaši materiāli vai materiālu apstrādes metodes saskaņā ar NACE starptautisko specifikāciju MR0175.

Jūras rūpniecība

Jūras naftas platformu un ieguves iekārtu cauruļvadu sistēmās ir daudz vārstu, kas izgatavoti atbilstoši daudzām dažādām specifikācijām, lai tiktu galā ar visdažādākajām plūsmas kontroles problēmām. Šajās iekārtās ir arī dažādas vadības sistēmas cilpas un spiediena samazināšanas ierīces.

Naftas ieguves iekārtu artēriju sirds ir faktiskā naftas vai gāzes ieguves cauruļvadu sistēma. Lai gan ne vienmēr uz pašas platformas, daudzas ieguves sistēmas izmanto Ziemassvētku eglītes un cauruļvadu sistēmas, kas darbojas neviesmīlīgā 10 000 pēdu vai lielākā dziļumā. Šīs ieguves iekārtas ir izgatavotas atbilstoši daudziem stingriem Amerikas Naftas institūta (API) standartiem un ir atsauces uz vairākām API ieteicamajām praksēm (RP).

Lielākajā daļā lielo naftas platformu neapstrādātajam šķidrumam, kas nāk no urbuma galvas, tiek piemēroti papildu procesi. Tie ietver ūdens atdalīšanu no ogļūdeņražiem un gāzes un dabasgāzes šķidrumu atdalīšanu no šķidruma plūsmas. Šīs pēc Ziemassvētku eglītes ražotās cauruļvadu sistēmas parasti tiek būvētas saskaņā ar Amerikas Mehānikas inženieru biedrības B31.3 cauruļvadu kodiem, un vārsti ir projektēti saskaņā ar API vārstu specifikācijām, piemēram, API 594, API 600, API 602, API 608 un API 609.

Dažās no šīm sistēmām var būt arī API 6D vārsti, lodveida vārsti un pretvārsti. Tā kā visi cauruļvadi uz platformas vai urbšanas kuģa atrodas iekārtas iekšienē, stingrās prasības izmantot API 6D vārstus cauruļvadiem neattiecas. Lai gan šajās cauruļvadu sistēmās tiek izmantoti vairāki vārstu veidi, izvēlētais vārstu veids ir lodveida vārsts.

Cauruļvadi

Lai gan lielākā daļa cauruļvadu ir paslēpti no acīm, to klātbūtne parasti ir acīmredzama. Nelielas zīmes ar uzrakstu "naftas cauruļvads" ir viens acīmredzams rādītājs pazemes transportēšanas cauruļvadu klātbūtnei. Šie cauruļvadi visā to garumā ir aprīkoti ar daudziem svarīgiem vārstiem. Avārijas cauruļvadu slēgvārsti ir atrodami standartos, kodeksos un likumos noteiktajos intervālos. Šie vārsti veic svarīgu funkciju, izolējot cauruļvada posmu noplūdes gadījumā vai apkopes nepieciešamības gadījumā.

Cauruļvada maršrutā ir arī izkaisītas vietas, kur līnija iziet no zemes un ir pieejama piekļuve līnijai. Šajās stacijās atrodas cauruļu virzuļu palaišanas iekārtas, kas sastāv no ierīcēm, kas ievietotas cauruļvados, lai vai nu pārbaudītu, vai tīrītu līniju. Šajās cauruļu virzuļu palaišanas stacijās parasti ir vairāki vārsti - vai nu aizbīdņi, vai lodveida vārsti. Visiem cauruļvadu sistēmas vārstiem jābūt ar pilnas atveres atveri, lai nodrošinātu cauruļu virzību.

Cauruļvadiem ir nepieciešama arī enerģija, lai cīnītos pret cauruļvada berzi un uzturētu spiedienu un plūsmu līnijā. Tiek izmantotas kompresoru vai sūknēšanas stacijas, kas izskatās kā mazas pārstrādes rūpnīcas versijas, bet bez augstiem krekinga torņiem. Šajās stacijās atrodas desmitiem vārtu, lodveida un pretvārstu.

Paši cauruļvadi ir projektēti saskaņā ar dažādiem standartiem un kodiem, savukārt cauruļvadu vārsti atbilst API 6D cauruļvadu vārstiem.

Ir arī mazāki cauruļvadi, kas pievada ūdeni mājām un komerciālām ēkām. Šie cauruļvadi piegādā ūdeni un gāzi, un tos aizsargā noslēgvārsti.

Lielas pašvaldības, īpaši Amerikas Savienoto Valstu ziemeļu daļā, nodrošina tvaiku komerciālo klientu apkures vajadzībām. Šīs tvaika padeves līnijas ir aprīkotas ar dažādiem vārstiem, lai kontrolētu un regulētu tvaika padevi. Lai gan šķidrums ir tvaiks, spiediens un temperatūra ir zemāka nekā elektrostaciju tvaika ģenerēšanas iekārtās. Šajā pakalpojumā tiek izmantoti dažādi vārstu veidi, lai gan cienījamais aizbāžņvārsts joprojām ir populāra izvēle.

PĀRSTRĀDES UN NAFTAS ĶĪMIJAS RŪPNĪCA

Rafinēšanas rūpnīcu vārsti rūpnieciskajā lietošanā ir izmantoti vairāk nekā jebkurš cits vārstu segments. Rafinēšanas rūpnīcās ir gan kodīgi šķidrumi, gan dažos gadījumos arī augstas temperatūras.

Šie faktori nosaka, kā vārsti tiek būvēti saskaņā ar API vārstu konstrukcijas specifikācijām, piemēram, API 600 (vārti), API 608 (lodveida vārsti) un API 594 (pretvārsti). Sakarā ar skarbajiem ekspluatācijas apstākļiem, ar kuriem saskaras daudzi no šiem vārstiem, bieži vien ir nepieciešama papildu korozijas pielaide. Šī pielaide izpaužas kā lielāks sienu biezums, kas ir norādīts API konstrukcijas dokumentos.

Gandrīz visus galvenos vārstu veidus var atrast tipiskā lielā naftas pārstrādes rūpnīcā. Visuresošie aizbīdņi joprojām ir kalna karalis ar vislielāko populāciju, taču ceturtdaļpagrieziena vārsti ieņem arvien lielāku tirgus daļu. Ceturtdaļpagrieziena produkti, kas veiksmīgi iekaro vietu šajā nozarē (kurā kādreiz dominēja lineārie produkti), ietver augstas veiktspējas trīskārši nobīdītus tauriņvārstus un metāla ligzdu lodveida vārstus.

Standarta vārti, lodveida vārsti un pretvārsti joprojām ir atrodami masveidā, un to dizaina sirsnības un ražošanas ekonomiskuma dēļ tie drīzumā nepazudīs.

Rafinēšanas vārstu spiediena vērtējumi svārstās no 150. līdz 1500. klasei, un vispopulārākā ir 300. klase.

Vienkārši oglekļa tēraudi, piemēram, WCB (lietie) un A-105 (kaltie), ir vispopulārākie materiāli, kas norādīti un izmantoti vārstos naftas pārstrādes rūpnīcās. Daudzos naftas pārstrādes procesos tiek pārsniegtas vienkāršo oglekļa tēraudu augšējās temperatūras robežas, un šiem lietojumiem ir norādīti augstākas temperatūras sakausējumi. Vispopulārākie no tiem ir hroma/molibdēna tēraudi, piemēram, 1-1/4% Cr, 2-1/4% Cr, 5% Cr un 9% Cr. Dažos īpaši skarbos naftas pārstrādes procesos tiek izmantoti arī nerūsējošie tēraudi un sakausējumi ar augstu niķeļa saturu.