DBB versus DIB-1 versus DIB-2: Trykket i kaviteten

01 | DBB er en funktion, ikke en Ventil

En køber skriver »double block and bleed« ind på et dataark. Tre tilbud kommer tilbage: ét med DBB, ét med DIB-1 og ét med DIB-2 – og alle tre beskriver dobbelt isolering. Priserne adskiller sig med næsten 20 %. På papiret ser de tre muligheder ud til at give den samme forpligtelse. I kavitetens indre opfører de sig dog på tre forskellige måder – og det er i kaviteten, at problemerne opstår i praksis.

I denne artikel adskilles konfigurationerne ud fra, hvordan de håndterer fanget tryk, angives den temperaturværdi, der afgør, om en ekstern trykafbryder er nødvendig, og navngives den test, der beviser, hvilken konfiguration der faktisk er leveret.

Figur 1. Rustfrit stål, double block and bleed-kugleventil ventil : to uafhængige kuglesektioner i ét hus, hver med egen aktuator og en afløbsforbindelse mellem dem i kaviteten. Shanghai Xiazhao Ventil .

DBB (double block and bleed) betyder to tætningselementer med en afløbsåbning imellem. I en trunnion-monteret kugleventil ventil de to sæder er de to elementer, og afløbsåbningen i kavitet er udluftningen. Udluftningen er ikke en dekoration, den er beviset: luk ventil , åbn udluftningen, og ingen strømning betyder, at begge sæder holder. Det er den eneste verifikation af dobbelt isolering under drift, der findes.

02 | SPE og DPE: forholdet mellem sædeareal

En kugle ventil tætter i én retning og bevæger sig i én retning. Ved enkelt stempelvirkning (SPE) presser linjetrykket sædet mod kuglen og øger tætningskraften. Ved dobbelt stempelvirkning (DPE) virker trykket på begge sider af sædet, så kavitetstrykket belaster sædet også, og sædet holder imod strømning fra begge retninger.

Afgørende er forholdet mellem sædets trykaktiverede areal og arealet af tætningskontakten. Hvor dette forhold er større end én, vil tryk altid øge sædlasteren. Hvor det er mindre end én, kan tryk fra den forkerte side løfte sædet fra kuglen. Derfor opfører samme sædgeometri sig forskelligt under ledningstryk og hulrumstryk.

Tabel 1. Hvad hver sædtype gør ved kropshulrummet

En DBB ventil bruger to SPE-sæder. En DIB-1 ventil bruger to DPE-sæder. DIB-2 bruger ét af hver slags. Den enkelte forholdsværdi, gentaget i begge ender, er den eneste forskel mellem de tre artikelnumre.

03 | Temperaturnummeret

En trunnion ventil der lukker mod væske, indeslutter en volumen mellem de to sæder. Omgivende varme udvider væsken hurtigere end den udvider stålet omkring den, og fordi en væske kun er svagt komprimerbar, stiger trykket hurtigt. Den ventil har ikke brug for en procesforstyrrelse for at overtrykke sin egen kavitet – kun en varm morgen.

To materialeegenskaber fastsætter hastigheden: væskens termiske udvidelse og dens kompressibilitet. Vand udvider sig ca. 2 × 10⁻⁴ pr. grad Celsius inden for det normale omgivende temperaturområde og komprimeres ca. 5 × 10⁻⁵ pr. bar, hvilket giver en trykstigning på ca. 2–4 bar pr. grad for en fuldt væskefyldt hulrum. Råolie udvider sig ca. fire gange mere pr. grad og komprimeres tilsvarende, så den opnår samme tryk ved én tredjedel af temperaturstigningen.

Tabel 2. Omgivende temperaturstigning, der kræves for at opnå tryk i et væskefyldt hulrum svarende til klassificeringsgraden

Områderne er brede, fordi svaret afhænger af, hvor stor en del af hulrummet der faktisk er væske, af væggenes elasticitet og af fyldningstemperaturen ved lukning. De er brede nok til at være nyttige: en klasse 150-vand ventil når sin rating i løbet af en enkelt morgen i direkte sol, mens en klasse 600-gas ventil på samme stativ ikke gør det. Det er hele argumentet for at specificere afladningsstien i stedet for at antage den.

04 | Testen, der beviser konfigurationen

Konfigurationen bevises ved test, ikke ved tegning. Den standardmæssige sekvens for en DBB ventil udføres som følger. Luk ventil , tryk på den ene side, hold trykket i den specificerede periode og verificer to ting samtidigt: ingen utætheder forbi den opstrøms beliggende sæde og ingen strømning fra hulrummets afladningsventil. Gentag derefter proceduren fra den anden side. En ventil, der består testen i begge retninger, har to uafhængige barrierer.

En DIB-1 ventil opfører sig anderledes under den pågældende test. Begge sæder holder imod tryk fra begge sider, så isolation er overflødig, men hulrummet har ingen returvej, og afladningen vil fortsætte med at producere væske, mens det indespærrede volumen dekomprimeres. Det er denne funktion, køberen har betalt for, og det er også grunden til, at DIB-1 kræver en ekstern trykafbryder. En DIB-1 ventil uden en trykafbryder er en lille trykbeholder med en kugle indeni.

Der skal udføres tre praktiske kontroller ved fabriksaccepttesten. For det første skal afladningsforbindelsen være en rigtig åbning af brugbar størrelse, ikke en gevindet prop med et boret hul. For det andet skal testrapporten registrere, hvilken side der blev pressuriseret for hvert sæde, da DIB-2-resultaterne afhænger af retningen. For det tredje skal sædernes orientering i en DIB-2-ventil bekræftes i forhold til rørledningslayoutet, da montering i modsat retning omvender, hvilket sæde der frigiver tryk.

05 | Valg mellem de tre

Valget handler ikke om at købe mere isolation. Det handler om at beslutte, hvor den indespærrede tryk er tilladt at gå hen. Tabel 3 angiver beslutningen i den form, den normalt optræder i en tilbudsanalyse.

Tabel 3. Udvalgsmatrix for API 6D sædekonfigurationer

Ved råolieeksport er DBB normalt tilstrækkeligt: Begge sæder frigiver tryk, kavitetens selvbeskyttelse aktiveres, og afladningen giver vedligeholdelsen mulighed for at verificere begge barrierer. DIB-1 rettferdiggør sin pris på steder, hvor et utæt opstrøms-sæde ville lade produkt passere en barriere, der skal være absolut – typisk før en lagertank, en måleanlægsskit eller en vedligeholdelsesisolation. DIB-2 er kompromiset, og det er kun et kompromis, hvis monteringsretningen er korrekt.

06 | Fem linjer til anfordring om tilbud

• Konfigurationen angivet efter API 6D-betegnelsen, skrevet som DBB, DIB-1 eller DIB-2 – ikke som dobbeltisolering.
• Kavitetens afladningsanordning: selv-afladende sæder eller ekstern afladning ventil eller afladning til flammetænder, navngivet eksplicit.
• Rørmedium og om det er væske eller gas, da det afgør, om den termiske situation overhovedet forekommer.
• Størrelse og type af afladningsåbning, da en propp ikke udgør en afladningsforbindelse.
• Krav om at registrere den trykbelastede side pr. sæde i testrapporten.

Én sætning udfører det meste af arbejdet: angiv væsken, angiv konfigurationen, angiv, hvor kavitetstrykket må gå hen. Alt andet i specifikationen følger af disse tre punkter.

Appendiks A | Billedressource

Figur 1 er indlejret i afsnit 01 i dens leverede opløsning. Kildefilen er et katalogbillede på 625 × 351 px, så eksporter igen fra det oprindelige grafikmateriale i stedet for fra dette dokument før publicering.

Appendiks B | Henvisninger til standarder og datanoter

API 6D. Specifikation for rørledninger og rørføring Ventiler , 24. udgave. Bilag E definerer DBB- og DIB-funktionerne; afsnit 3.1.10 og 3.1.11 definerer enkelt- og dobbeltpistoneffekt-sæde.

ASME B16.34. Ventiler – Flangemontage, gevindmontage og svejsemontering. Trykklasser 150, 300 og 600 ved 38 °C for gruppe 1.1 kulstål er henholdsvis 19,6, 51,0 og 102,1 bar.

API 598. Ventil Inspektion og test. Definerer skal- og sædetestsekvensen, der anvendes til at verificere konfigurationen ved FAT.

ISO 5208. Industrielle ventiler – Tryktest af metalventiler. Lækagerateklasser, der anvendes, når acceptkriteriet angives efter klasse i stedet for efter standard.