DBB so với DIB-1 so với DIB-2: Con số áp suất buồng

01 | DBB là một tính năng, không phải một Van

Một khách hàng ghi cụm ‘double block and bleed’ (DBB) vào bảng thông số kỹ thuật. Ba báo giá được gửi lại: một cho DBB, một cho DIB-1, một cho DIB-2; cả ba đều mô tả chức năng cách ly kép. Giá cả chênh lệch gần 20%. Trên giấy tờ, ba lựa chọn này trông như thể hứa hẹn giống nhau. Trong buồng thân van, chúng vận hành theo ba cách khác nhau — và chính buồng thân là nơi phát sinh các sự cố thực tế.

Bài viết này phân biệt các cấu hình dựa trên cách chúng xử lý áp suất bị giữ lại, cung cấp con số nhiệt độ quyết định việc có cần van xả ngoài hay không, đồng thời nêu tên bài kiểm tra xác minh cấu hình thực tế đã được giao.

Hình 1. Van bi thép không gỉ kiểu double block and bleed van — gồm hai phần bi độc lập trong một thân van, mỗi phần có bộ điều khiển riêng và một kết nối xả buồng nằm giữa chúng. Shanghai Xiazhao Van .

DBB (double block and bleed) nghĩa là hai phần tử kín với một điểm xả nằm giữa chúng. Với van bi kiểu trunnion-mounted, van hai ghế ngồi là hai thành phần và ống xả khoang là van xả. Van xả không phải là chi tiết trang trí, mà là bằng chứng: đóng lại van , mở van xả, và nếu không có dòng chảy thì cả hai ghế ngồi đều đang kín chặt. Đó là phương pháp duy nhất để kiểm tra tính năng cách ly kép trong quá trình vận hành.

02 | SPE và DPE: Tỷ lệ diện tích ghế ngồi

Một bi van ghế ngồi kín theo một hướng và di chuyển theo một hướng. Trong hiệu ứng pít-tông đơn (SPE), áp lực đường ống đẩy ghế ngồi về phía bi và làm tăng lực kín. Trong hiệu ứng pít-tông kép (DPE), áp lực tác động lên cả hai mặt của ghế ngồi, do đó áp lực khoang cũng tải lên ghế ngồi, giúp ghế ngồi giữ kín đối với dòng chảy từ bất kỳ hướng nào.

Lượng quyết định là tỷ lệ giữa diện tích chịu áp lực của đệm và diện tích tiếp xúc kín. Khi tỷ lệ này lớn hơn một, áp lực luôn làm tăng tải lên đệm. Khi tỷ lệ này nhỏ hơn một, áp lực tác dụng từ phía sai có thể nâng đệm lên khỏi bi. Đó là lý do vì sao cùng một hình dạng đệm lại thể hiện hành vi khác nhau dưới áp lực đường ống và dưới áp lực buồng.

Bảng 1. Tác động của từng loại đệm lên buồng thân

Một van DBB van sử dụng hai ghế SPE. Một van DIB-1 van sử dụng hai ghế DPE. DIB-2 sử dụng một ghế mỗi loại. Tỷ lệ duy nhất đó, lặp lại ở cả hai đầu, chính là sự khác biệt duy nhất giữa ba mã phụ tùng.

03 | Số hiệu nhiệt độ

Một trunnion van đóng vào chất lỏng và giam một thể tích giữa hai ghế. Nhiệt môi trường làm chất lỏng giãn nở nhanh hơn so với thép bao quanh nó, và do chất lỏng chỉ nén được rất ít, nên áp suất tăng nhanh. van không cần sự cố quy trình để gây quá áp trong chính khoang của nó, chỉ cần một buổi sáng ấm áp.

Hai đặc tính vật liệu quyết định tốc độ: độ giãn nở nhiệt của chất lỏng và độ nén được của nó. Nước giãn nở khoảng 2 x 10-4 trên mỗi độ Celsius trong dải nhiệt độ môi trường thông thường và bị nén khoảng 5 x 10-5 trên mỗi bar, dẫn đến áp suất tăng khoảng 2–4 bar trên mỗi độ đối với một khoang đầy chất lỏng hoàn toàn. Dầu thô giãn nở khoảng bốn lần nhiều hơn trên mỗi độ và có độ nén tương tự, do đó đạt cùng áp suất chỉ với một phần ba mức tăng nhiệt độ.

Bảng 2. Mức tăng nhiệt độ môi trường cần thiết để tạo áp suất trong khoang chứa đầy chất lỏng nhằm đạt cấp độ đánh giá

Các dải giá trị này khá rộng vì câu trả lời phụ thuộc vào tỷ lệ thể tích khoang thực tế chứa chất lỏng, độ đàn hồi của thành khoang và nhiệt độ đổ đầy tại thời điểm đóng kín. Các dải giá trị này đủ rộng để có tính ứng dụng: một van nước loại Class 150 van đặt dưới ánh nắng trực tiếp đạt được giá trị định mức chỉ trong một buổi sáng, trong khi một van khí loại Class 600 van đặt trên cùng một giá đỡ lại không đạt được điều đó. Đây chính là toàn bộ lập luận nhằm yêu cầu xác định rõ đường dẫn xả áp thay vì giả định sẵn.

04 | Thử nghiệm chứng minh cấu hình

Cấu hình được xác nhận bằng thử nghiệm, chứ không phải bằng bản vẽ. Trình tự tiêu chuẩn cho van DBB van là như sau: Đóng van van , tăng áp một phía, giữ áp trong khoảng thời gian quy định và đồng thời kiểm tra hai yếu tố: không rò rỉ qua ghế van phía thượng lưu và không có dòng chảy từ cổng xả khoang. Sau đó lặp lại quy trình tương tự từ phía còn lại. Một van vượt qua cả hai chiều thử nghiệm sẽ có hai rào cản độc lập.

A DIB-1 van hành xử khác biệt trong bài kiểm tra đó. Cả hai ghế van đều chịu được áp lực từ bất kỳ phía nào, do đó chức năng cách ly là không cần thiết; tuy nhiên, khoang chứa không có đường dẫn hồi lưu, và quá trình xả sẽ tiếp tục sinh ra chất lỏng khi thể tích bị giam giữ giảm áp. Đó chính là tính năng mà khách hàng đã trả tiền để mua, đồng thời cũng là lý do khiến van DIB-1 yêu cầu một thiết bị xả áp bên ngoài. Một van DIB-1 van không có van xả áp là một bình chịu áp lực nhỏ có một quả bóng bên trong.

Có ba kiểm tra thực tế cần thực hiện trong bài kiểm tra nghiệm thu tại nhà máy. Thứ nhất, cổng xả phải là một cổng thực sự có kích thước sử dụng được, chứ không phải một nút ren có lỗ khoan xuyên qua. Thứ hai, báo cáo thử nghiệm phải ghi rõ phía nào được tăng áp cho từng ghế van, bởi kết quả của van DIB-2 phụ thuộc vào hướng thử. Thứ ba, hướng lắp đặt ghế van của van DIB-2 cần được xác nhận phù hợp với bố trí đường ống, vì việc lắp ngược sẽ làm đảo chiều chức năng xả áp giữa hai ghế van.

05 | Lựa chọn Giữa Ba Loại

Sự lựa chọn không nằm ở việc mua thêm độ cách ly. Mà là quyết định nơi áp suất bị giữ lại được phép thoát ra. Bảng 3 trình bày quyết định này dưới dạng thường xuất hiện trong quá trình rà soát báo giá.

Bảng 3. Ma trận lựa chọn cấu hình ghế theo API 6D

Đối với xuất khẩu dầu thô, kiểu DBB thường là đủ: cả hai ghế van đều xả áp, buồng van tự bảo vệ, và cổng xả áp cung cấp cho bộ phận bảo trì một cách để kiểm chứng cả hai rào cản. Kiểu DIB-1 chứng minh giá trị đầu tư tại những vị trí mà việc rò rỉ ở ghế thượng lưu sẽ làm sản phẩm đi qua một rào cản vốn được thiết kế để tuyệt đối kín, thường đặt trước bồn chứa, cụm đo lưu lượng hoặc điểm cô lập để bảo trì. Kiểu DIB-2 là giải pháp trung gian, và chỉ thực sự là trung gian nếu hướng lắp đặt phù hợp.

06 | Năm dòng thông tin cho Yêu cầu báo giá (RFQ)

• Cấu hình theo thuật ngữ API 6D, ghi rõ là DBB, DIB-1 hoặc DIB-2, chứ không ghi chung chung là 'cách ly kép'.
• Cách bố trí xả áp buồng van: ghế van tự xả áp, xả áp ngoài hoặc xả vào hệ thống đốt khí thừa (flare), phải nêu rõ từng loại. van hoặc xả vào hệ thống đốt khí thừa (flare), được nêu tên cụ thể.
• Loại môi chất trong đường ống và xác định rõ đó là chất lỏng hay khí, vì điều này quyết định việc có tồn tại trường hợp chịu tác động nhiệt hay không.
• Kích thước và loại cổng xả áp, bởi vì một nút bịt (plug) không phải là một kết nối xả áp.
• Yêu cầu ghi rõ bên chịu áp lực đối với từng ghế van trong báo cáo thử nghiệm.

Một câu thực hiện phần lớn công việc: nêu rõ loại chất lỏng, nêu rõ cấu hình, nêu rõ áp suất khoang được phép đạt tới đâu. Mọi yếu tố còn lại trong đặc tả đều bắt nguồn từ ba yếu tố này.

Phụ lục A | Tài nguyên hình ảnh

Hình 1 được nhúng vào mục 01 ở độ phân giải đã cung cấp. Tệp nguồn là ảnh danh mục có kích thước 625 x 351 px; do đó, trước khi xuất bản, hãy xuất lại từ tác phẩm gốc thay vì từ tài liệu này.

Phụ lục B | Các tiêu chuẩn được tham chiếu và ghi chú dữ liệu

API 6D. Đặc tả cho đường ống dẫn và ống công nghiệp Van , Ấn bản lần thứ 24. Phụ lục E định nghĩa các tính năng DBB và DIB; Các Điều 3.1.10 và 3.1.11 định nghĩa việc lắp đặt kiểu piston đơn và piston kép.

ASME B16.34. Van - Đầu nối mặt bích, ren và hàn. Cấp áp suất 150, 300 và 600 tại 38 °C đối với thép carbon Nhóm 1.1 lần lượt là 19,6; 51,0 và 102,1 bar.

API 598. Van Kiểm tra và thử nghiệm. Định nghĩa trình tự thử nghiệm thân van và ghế van được sử dụng để chứng minh cấu hình trong quá trình thử nghiệm tại nhà máy (FAT).

ISO 5208. Van công nghiệp – Thử nghiệm áp suất van kim loại. Các cấp độ rò rỉ được sử dụng khi tiêu chí chấp nhận được nêu theo cấp độ thay vì theo tiêu chuẩn.