1 pregled
U naftnoj industriji, ventili su jedna od ključnih uređaja koji se koriste za kontrolu i regulaciju protoka naftnih tekućina. Međutim, karakteristike naftne tekućine imaju važan utjecaj na začepljenje i curenje ventila. Zbog složene prirode ulja, ventili se često suočavaju s izazovom curenja i začepljenja u stvarnom radu. Stoga je dubinsko proučavanje utjecaja naftne tekućine na mehanizam rada ventila, za poboljšanje pouzdanosti i sigurnosti ventila, od velikog značaja.
1.1 funkcije ventila
Glavna funkcija ventila je kontrola protoka i tlaka tekućine u cijevi otvaranjem ili zatvaranjem ventila. Uzmimo zasun zasuna kao primjer, to je ravni ventil, poznat i kao nožasti zasun, jer je njegov zasun sličan nazivnoj oštrici. Zasun kontrolira protok tekućine podizanjem ili pritiskom zasuna u ventilu. Kada je zasun potpuno podignut, tekućina može nesmetano proći kroz ventil; kada je zasun potpuno pritisnut, ventil je potpuno zatvoren, sprječavajući prolazak tekućine. Podešavanjem položaja vrata, tekućina se može djelomično ili potpuno odrezati; zasun se također može koristiti za kontrolu tlaka u cijevi. Kako tekućina prolazi kroz vrata, njezina se brzina smanjuje, povećavajući tlak u cijevi. Djelomičnim podizanjem ili zatvaranjem vrata, brzina protoka tekućine može se prilagoditi, čime se utječe na tlak u cijevi, može učinkovito spriječiti istjecanje tekućine. Budući da je trenje između zasuna i sjedišta veće, zasuni su općenito prikladni za potrebe veće radne sile. Ukratko, zasuni se naširoko koriste u industrijskoj proizvodnji i sustavima cjevovoda kao uobičajeni tip ventila, strukture zasuna kao što je prikazano na slici 1.
1.2 karakteristike naftnih fluida i njihov učinak na ventile
Nafta je složena tekućina s mnogim karakteristikama koje imaju izravan utjecaj na rad i performanse ventila. Prvo, naftne tekućine imaju visoku viskoznost. Viskoznost je stupanj viskoznosti naftne tekućine, odnosno interakcija između molekula u tekućini. Visoka viskoznost uljne tekućine kroz ventil proizvest će veći otpor, povećati radnu silu ventila i utjecati na brzinu otvaranja i zatvaranja ventila. Stoga pri odabiru ventila treba uzeti u obzir viskoznost uljne tekućine, odabrati odgovarajući tip ventila i materijal kako bi se zadovoljili zahtjevi protoka tekućine. Drugo, naftna tekućina ima određeni stupanj korozije. Nafta sadrži sumpor, kiseline i druge korozivne tvari koje mogu nagrizati materijale ventila i uzrokovati oštećenje i curenje ventila. Stoga, u obradi i transportu naftnih tekućina, potrebno je odabrati materijale ventila otporne na koroziju, kao što su nehrđajući čelik, legirani čelik, kako bi se osigurala pouzdanost i vijek trajanja ventila.
2 Studija učinka začepljenja ventila
2.1 definicija i uzrok začepljenja ventila
2.1.1 klasifikacija ventila začepljenja ventila
Začepljenje je kada je prolaz unutar ili oko ventila blokiran, stanje u kojem tekućina ne može proći kroz ventil ili je protok ozbiljno ograničen. Začepljenje ventila može utjecati na normalan rad sustava tekućine i može uzrokovati niz problema. Mnogo je razloga za zaglavljivanje ventila:
(1) krute čestice nakupljene u nekim tekućinama, postojat će neke krute čestice, kao što su sediment, nečistoće, čestice korozije. Te se čestice mogu nakupiti u ili blizu protočnog kanala dok tekućina prolazi kroz ventil, uzrokujući začepljenje. Konkretno, za neke komponente ventila s malim porama, čestice imaju tendenciju nakupljanja i blokiranja kanala protoka.
(2) neke se tekućine skrućuju i kristaliziraju na nižoj temperaturi i tvore čvrste tvari, poput masti i koloida. Kada te tvari uđu u ventil, mogu se skrutiti zbog promjena temperature ili drugih čimbenika, uzrokujući zaglavljivanje ventila [8] . Ova situacija kod niske temperature, visoke viskoznosti fluidnog medija je češća.
(3) kada materijal unutar ventila reagira s tekućinom, mogu se proizvesti proizvodi korozije, poput hrđe i karbida. Ovi produkti korozije mogu se nakupiti unutar ventila, blokirajući prolaz protoka i uzrokujući začepljenje ventila.
2.1.2 mehanizam djelovanja naftnih fluida na ventil
Začepljenje Učinak naftnih tekućina na začepljenje ventila određen je njihovim karakteristikama i sastavom. Naftne tekućine obično sadrže čvrste čestice, korozivne tvari i visoku viskoznost. Prvo, krute čestice u naftnim tekućinama igraju glavnu ulogu u začepljenju ventila. Te čestice mogu potjecati iz sirove nafte u pijesku, sedimentu, nečistoćama itd., a također mogu nastati u procesu transporta sedimenta ili čestica hrđe. Kako tekućina prolazi kroz ventil, te se čestice mogu nakupiti u prolazu protoka i brtviti površinu ventila, postupno stvarajući blokadu. Konkretno, u nekim malim porama komponenti ventila, čestice se mogu lako nakupiti i formirati čep. Drugo, korozivne tvari u naftnim tekućinama također mogu uzrokovati začepljenje ventila. Nafta može sadržavati određenu količinu sumpora, kiselih tvari i drugih kemijskih komponenti, te će tvari i materijali ventila reagirati s produktima korozije. Ovi proizvodi korozije mogu se akumulirati u unutarnjem klizaču ventila, brtvenoj površini i sjedištu, postupno uzrokujući začepljenje ventila. Osobito u slučaju niske brzine protoka tekućine, veća je vjerojatnost da će se produkti korozije nakupiti i stvoriti čep. Konačno, visoka viskoznost naftnih tekućina također može utjecati na začepljenje ventila. Visoka viskoznost uljne tekućine kroz ventil stvorit će veći otpor, povećati radnu silu ventila i može dovesti do začepljenja.
3 istraživanje performansi propuštanja ventila
3.1 definicija i analiza uzroka propuštanja ventila
3.1.1 klasifikacija ventila propuštanja ventil
Propuštanje je pojava ventila u zatvorenom stanju, tekućina još uvijek može pobjeći ili ući kroz razmak između brtvene površine ventila. Propuštanje ventila općenito se klasificira u sljedeće kategorije.
(1) unutarnje propuštanje, odnosi se na ventil u zatvorenom stanju, protok od visokotlačne strane ventila do niskotlačne strane fenomena. Unutarnje curenje može biti posljedica nedostataka, trošenja ili oštećenja između brtvenih površina ili starenja materijala za brtvljenje, korozije i drugih uzroka.
(2) vanjsko propuštanje, odnosi se na ventil u zatvorenom stanju, vanjski medij kroz brtvenu površinu ventila u fenomen unutrašnjosti ventila. Vanjsko curenje može biti posljedica nedostataka između brtvenih površina, istrošenosti ili oštećenja ili problema s brtvom vretena i drugih uzroka.
(3) kroz curenje, odnosi se na ventil u zatvorenom stanju, tekućina ne samo da može pobjeći iz visokotlačne strane ventila, već i iz niskotlačne strane ventila u fenomen. Kroz propuštanje može biti zbog brtvene površine ventila između labavljenja, trošenja ili oštećenja, ili vretena i brtve tijela ventila između problema uzrokovanih.
3.1.2 mehanizam djelovanja naftnih fluida na ventil
Istjecanje petroleja je složena tekućina koja obično ima određeni tlak u cjevovodu, a nafta pod visokim pritiskom može vršiti veći pritisak na površinu brtve ventila, povećavajući mogućnost curenja. Osobito kada je ventil zatvoren, zbog inercije ulja, ulje može utjecati na brtvenu površinu ventila, što može dovesti do privremenog curenja; ulje u procesu isporuke može biti pod utjecajem temperature, promjene temperature mogu dovesti do širenja ili skupljanja materijala ventila, što utječe na performanse brtvljenja. Kako temperatura raste, materijal na površini za brtvljenje ventila može se proširiti, što dovodi do većeg razmaka, povećavajući mogućnost curenja; ulje može sadržavati korozivne medije ili čvrste čestice, dugotrajni kontakt može rezultirati korozijom ili erozijom brtvene površine ventila, što smanjuje učinkovitost brtvljenja ventila. Korozija i erozija učinit će površinu za brtvljenje neglatkom, povećavajući mogućnost curenja.
3.2 ispitivanje učinkovitosti propuštanja ventila
Ispitivanje učinkovitosti propuštanja ventila uglavnom uključuje sljedeće metode.
(1) ispitivanje statičkog brtvljenja statičko ispitivanje brtvljenja je primjena određenog tlaka na ventil kako bi se otkrio ventil u zatvorenom stanju propuštanja. Uobičajene metode ispitivanja uključuju ispitivanje nepropusnosti zraka i ispitivanje nepropusnosti tekućine. Kriteriji procjene obično se temelje na količini curenja, razini curenja ili klasifikaciji razina curenja.
(2) ispitivanje zakretnog momenta Ispitivanje zakretnog momenta koristi se za procjenu brtvljenja ventila mjerenjem momenta potrebnog za zatvaranje ventila. Veći zakretni moment obično znači bolju izvedbu brtvljenja.
(3) ispitivanje zadržavanja tlaka ispitivanje zadržavanja tlaka uglavnom ispituje propuštanje ventila pod određenim tlakom i procjenjuje može li ventil održati stabilan tlak u određenom vremenu.
(4) ispitivanje ciklusa testiranje ciklusa je testiranje propuštanja ventila nakon mnogo puta otvaranja i zatvaranja, što može procijeniti brtvljenje ventila nakon dugo vremena korištenja.
