DBB против DIB-1 против DIB-2: число давления в полости

01 | DBB — это функция, а не Клапан

Покупатель вносит требование «двойная изоляция с продувкой» (DBB) в техническое задание. Приходят три коммерческих предложения: одно с исполнением DBB, одно — DIB-1 и одно — DIB-2; во всех трёх указано «двойная изоляция». Разница в ценах достигает почти 20 %. На бумаге все три варианта выглядят как одинаковое обещание. Внутри корпуса же они ведут себя по-разному, а именно в полости корпуса возникают эксплуатационные проблемы.

В данной статье конфигурации классифицируются по тому, как они воздействуют на захваченное давление, приводится температурное значение, определяющее необходимость внешнего предохранительного клапана, а также указывается испытание, подтверждающее, какая именно конфигурация была фактически поставлена.

Рисунок 1. Шаровой кран из нержавеющей стали с двойной изоляцией и продувкой клапан : два независимых шаровых участка в одном корпусе, каждый со своим приводом и соединением для продувки полости между ними. Shanghai Xiazhao Клапан .

DBB (double block and bleed) означает наличие двух уплотнительных элементов с продувочным каналом между ними. В шаровом кране с опорой на шток (trunnion-mounted ball) клапан два седла — это два элемента, а дренаж полости — это спуск. Спуск не является декоративным элементом, он служит подтверждением: закройте клапан , откройте спуск, и отсутствие потока означает, что оба седла герметично удерживают среду. Это единственный способ проверки двойной изоляции в процессе эксплуатации.

02 | ЭПЭ и ДПЭ: соотношение площади седла

Шар клапан уплотняет седло в одном направлении и перемещается в одном направлении. При однопоршневом эффекте (ЭПЭ) давление линии действует на седло со стороны шара и увеличивает силу уплотнения. При двухпоршневом эффекте (ДПЭ) давление действует на обе стороны седла, поэтому давление в полости также нагружает седло, и седло обеспечивает герметичность при потоке из любого направления.

Определяющим параметром является соотношение площади седла, воспринимающей давление, и площади уплотнительного контакта. Если это соотношение превышает единицу, давление всегда добавляется к нагрузке на седло. Если оно меньше единицы, давление с неправильной стороны может приподнять седло над шаром. Именно поэтому одна и та же геометрия седла ведёт себя по-разному под действием линейного давления и давления в полости.

Таблица 1. Влияние каждого типа седла на полость корпуса

DBB клапан использует два седла SPE. DIB-1 клапан использует два седла DPE. DIB-2 использует по одному седлу каждого типа. Именно это единственное соотношение, повторённое на обоих концах, и составляет всю разницу между тремя артикулами.

03 | Температурное число

Трунион клапан который закрывается на жидкости, захватывает объём между двумя сёдлами. Тепло окружающей среды расширяет жидкость быстрее, чем сталь вокруг неё, а поскольку жидкость слабо сжимаема, давление растёт быстро. клапан не требует нарушения технологического процесса для превышения давления в собственной полости — достаточно тёплого утра.

Два физических свойства определяют скорость роста давления: термическое расширение жидкости и её сжимаемость. Вода расширяется примерно на 2 × 10⁻⁴ на градус Цельсия в обычном диапазоне окружающих температур и сжимается приблизительно на 5 × 10⁻⁵ на бар, что даёт рост давления в пределах 2–4 бар на градус для полностью заполненной жидкостью полости. Сырая нефть расширяется примерно в четыре раза сильнее на градус и сжимается примерно так же, поэтому достигает того же давления при повышении температуры лишь на одну треть.

Таблица 2. Повышение окружающей температуры, необходимое для создания в жидкостной полости давления, соответствующего классу устойчивости

Диапазоны широкие, поскольку ответ зависит от того, какая часть полости фактически заполнена жидкостью, от податливости стенок и от температуры наполнения при закрытии. Они достаточно широки, чтобы быть полезными: водяной клапан класса 150 клапан на прямом солнце достигает своего номинального значения за одно утро, тогда как газовый клапан класса 600 клапан на той же стойке — нет. Именно это и составляет весь аргумент в пользу указания пути сброса давления вместо его предположения.

04 | Испытание, подтверждающее конфигурацию

Конфигурация подтверждается испытанием, а не чертежом. Стандартная последовательность для клапана DBB клапан выполняется следующим образом. Закройте клапан , создайте давление с одной стороны, выдержите в течение заданного периода и одновременно проверьте два параметра: отсутствие утечки через верхнее седло и отсутствие потока из продувочного отверстия полости. Затем повторите процедуру с другой стороны. Клапан, прошедший испытание в обоих направлениях, имеет два независимых барьера.

DIB-1 клапан ведёт себя иначе во время этого испытания. Оба седла удерживают давление с любой стороны, поэтому изоляция избыточна, однако полость не имеет пути возврата, и сброс будет продолжаться, выделяя жидкость по мере снижения давления в захвачённом объёме. Именно эта функция и оплачена покупателем, а также именно она является причиной необходимости внешнего предохранительного устройства для DIB-1 клапан без предохранительного клапана представляет собой небольшой сосуд под давлением с шаром внутри.

На заводе при приёмочных испытаниях необходимо выполнить три практических проверки. Во-первых, соединение для сброса должно быть настоящим патрубком подходящего размера, а не резьбовой пробкой с просверленным отверстием. Во-вторых, в отчёте об испытаниях следует зафиксировать, с какой стороны подавалось давление на каждое седло, поскольку результаты испытаний DIB-2 зависят от направления. В-третьих, ориентация седел клапана DIB-2 должна быть согласована с трассировкой трубопровода, поскольку установка в обратном направлении меняет местами седло, осуществляющее сброс.

05 | Выбор между тремя типами

Выбор заключается не в приобретении большей изоляции. Речь идёт о решении, куда разрешено направлять захваченное давление. В таблице 3 это решение представлено в том виде, в котором оно обычно появляется при анализе коммерческого предложения.

Таблица 3. Матрица выбора конфигураций седел по стандарту API 6D

Для экспорта сырой нефти обычно достаточно DBB: оба седла обеспечивают сброс давления, полость самозащищена, а продувочное отверстие даёт возможность обслуживающему персоналу подтвердить герметичность обоих барьеров. DIB-1 оправдывает свою стоимость в точках, где утечка через верхнее седло привела бы к прохождению продукта мимо барьера, который должен быть абсолютным — как правило, перед резервуаром для хранения, измерительной установкой или участком изоляции для технического обслуживания. DIB-2 — это компромиссное решение, и оно является таковым только при правильной ориентации.

06 | Пять пунктов для запроса коммерческого предложения

• Конфигурация по терминологии API 6D, указанная как DBB, DIB-1 или DIB-2, а не как двойная изоляция.
• Схема сброса давления из полости: седла с функцией самосброса или внешний сброс. клапан или сброс в факельную систему, с явным указанием этого.
• Рабочая среда в трубопроводе и её агрегатное состояние — жидкость или газ, поскольку именно это определяет, существует ли тепловой режим вообще.
• Размер и тип продувочного отверстия, поскольку заглушка не является продувочным соединением.
• Требование фиксировать в протоколе испытаний сторону повышенного давления для каждого седла.

Одно предложение выполняет основную работу: указывается рабочая жидкость, конфигурация и допустимое значение давления в полости. Вся остальная информация в технической спецификации вытекает из этих трёх пунктов.

Приложение А | Изображение

Рисунок 1 встроен в раздел 01 с исходным разрешением. Исходный файл — каталоговое изображение размером 625 × 351 пикселя; перед публикацией экспортируйте его повторно из оригинального графического файла, а не из данного документа.

Приложение B | Ссылки на стандарты и примечания к данным

API 6D. Спецификация для трубопроводов и трубопроводной арматуры Клапаны , 24-е издание. Приложение E определяет функции DBB и DIB; разделы 3.1.10 и 3.1.11 определяют уплотнение с одинарным и двойным поршневым эффектом.

ASME B16.34. Клапаны — Фланцевые, резьбовые и приварные концы. Классы давления 150, 300 и 600 при температуре 38 °C для углеродистой стали группы 1.1 составляют соответственно 19,6, 51,0 и 102,1 бар.

API 598. Клапан Инспекция и испытания. Определяет последовательность испытаний корпуса и седла, используемую для подтверждения конфигурации на этапе FAT.

ISO 5208. Промышленные клапаны — Испытания металлических клапанов на герметичность. Классы норм допустимой утечки, применяемые, когда критерий приемки указан по классу, а не по стандарту.