Brtvljenje nafte i plina nizvodno: Odabir brtvila koja će izdržati u rafineriji

Plačuća prirubnica na liniji punjenja hidrokrekera rijetko se javlja. Prvo se pojavljuje kao slab miris ugljikovodika na stazi, tamna mrlja na izolaciji ili toplinska slika koja je dva stupnja toplija od ostatka zaglavlja. U trenutku kada postane vidljiva prskalica, jedinica planira neplanirani prekid rada, a zglob koji je koštao nekoliko stotina dolara oduzeo je tjedan dana proizvodnje.

Ostatak ovog članka pokriva koji stilovi brtvi odgovaraju kojim daljnjim uslugama, što relevantni standardi zapravo kontroliraju i praktične detalje koji odlučuju hoće li spoj preživjeti pet godina.

Zašto je nizvodno brtvljenje drugačiji problem

Nizvodno pokriva sve nakon ušća bušotine: rafinerijske procesne jedinice, petrokemijska i kemijska postrojenja, terminale za skladištenje, utovarne police i distribucijske cjevovode. Stilovi brtvi preklapaju se s onima koji se koriste uzvodno, ali radni profil ne.

Tri razlike pokreću većinu odluka o brtvljenju.

• Bicikliranje, ne stabilno stanje. Hidropročišćivači, reformatori i katalitičke jedinice zagrijavaju i hlade više puta tijekom regeneracije, pokretanja i gašenja. Svaki ciklus dopušta da se opterećenje vijka malo opusti, a brtva koja je držala 40 bara prvog dana može plakati na 12 bara nakon desetog ciklusa ako ne može povratiti svoju debljinu.
• Tisuće malih zglobova. Jedna procesna jedinica može sadržavati više prirubničkih priključaka malog provrta nego cijelo uzvodno postrojenje koje ga napaja. Statistički gledano, tu se pojavljuju curenja — ne na glavnom vodu od 24 inča.
• Korozija i električna izolacija. Mješoviti materijali, kiseli servis i katodno zaštićeni cjevovodi čine izolacijske spojeve i ispravan materijal uparivanja dijelom specifikacije brtvljenja, a ne naknadnom mišlju.

Važna je i veličina. MarketsandMarkets procjenjuje globalno tržište brtvila za preradu nafte i plina na otprilike 5,7 milijardi USD u 2018., za koje se predviđa da će dosegnuti 6,4 milijarde USD do 2023., a pogoni za preradu, a ne lokacije za bušenje, čine veći udio te potražnje.

Koji stil brtve odgovara kojoj daljnjoj usluzi

Pet stilova brtvi pokriva veliku većinu prirubničkih spojeva nizvodno. Razlike koje su važne u praksi su zahtjevi za opterećenjem vijaka, gornja temperatura i može li spoj tolerirati ponovnu izradu.

Spiralne brtve za rafinerije i kemijske prirubničke spojeve Pregled kategorija spiralno namotanih brtvi s metalnim namotajem, mekim punilima i stilovima za rafinerije, kemijske i energetske prirubničke spojeve. Pogledajte proizvod →

Za većinu rafinerijskih procesnih cjevovoda, spiralno namotana brtva ostaje zadani izbor jer uravnotežuje dvije stvari odjednom: meko punilo vrši brtvljenje, dok metalni namot u obliku slova V osigurava povratnu oprugu koja zadržava opterećenje na spoju dok se hladi. Tamo gdje je opterećenje vijka ograničeno ili je prirubnica uska, konstrukcije od valovitog metala ili kammprofila obično bolje odgovaraju nego umetanje teže brtve u spoj.

Usklađivanje brtve sa stvarnim uvjetima usluge

Odabir obično počinje s ocjenom prirubnice i projektiranom temperaturom, ali četiri varijable odlučuju hoće li spoj stvarno izdržati: raspoloživo opterećenje vijka, stanje obloge, medij i korozija te broj toplinskih ciklusa koji se očekuju između zaokreta.

Temperatura je samo pola slike. Brtva ocijenjena za 450 °C u stalnom radu još uvijek može otkazati u jedinici koja se mijenja između 200 °C i 400 °C svaka dva tjedna, jer ono što je važno je koliki dio izvornog opterećenja vijka brtva vraća kada se spoj skupi.

Površinska obrada je varijabla koja se najčešće propušta u preokretu. Spiralno namotana brtva specificirana za Ra nazubljenu površinu od 3,2 do 6,3 µm ponaša se vrlo različito na glatkoj, istrošenoj ili izrezanoj površini, i površina prirubnice i stanje često objašnjava zašto identična brtva brtvi na jednoj prirubnici, a plači na sljedećoj.

Standardi i odobrenja koji imaju stvarnu težinu

Nizvodna nabava obično imenuje standarde, a ne marke, tako da pomaže znati što svaki od njih zapravo kontrolira.

• ASME B16.20 — dimenzije, dopuštena odstupanja i oznake za spiralno namotane, prstenaste spojeve i obložene brtve, plus ograničenja temperature punila.
• ASME B16.5 / B16.47 i EN 1092-1 — standardi prirubnice kojima brtva mora odgovarati za provrt, krug vijka i oblogu.
• ASME PCC-1 — smjernice za sklapanje vijčanog spoja, uključujući ciljno naprezanje vijka, redoslijed podmazivanja i zatezanja.
• NACE MR0175 / ISO 15156 — tvrdoća materijala i metalurške granice za kiselu upotrebu.
• EN 10204 3.1 — tip potvrde o materijalu koji se obično traži za metalne komponente.
• API 6A i ISO 9001:2015 — odobrenja proizvoda i sustava kvalitete koje operateri i EPC izvođači traže poimence.

Ningbo Rilson Sealing Material Co., Ltd., na primjer, posluje prema ISO 9001:2015 i posjeduje API 6A certifikat za proizvode te je priznat kao dobavljač industrijskih grupa uključujući GE, Shell i ExxonMobil. Ta su odobrenja koristan filtar tijekom kvalifikacije dobavljača jer sažimaju dugačak kontrolni popis u jedno pitanje.

Prstenasti spoj i Kammprofile brtve za najteže spojeve

Dva stila dominiraju kada klasa tlaka, temperatura ili ciklusi guraju mekše brtve kroz njihov prozor.

Prstenaste spojne brtve

Prstenasti spoj brtvi na linijskom kontaktu između strojno obrađenog metalnog prstena i utora na licu prirubnice. Ne postoji meko punilo koje bi bilo što nadoknadilo, što je upravo razlog zašto funkcionira u visokotlačnom vodiku i spojevima visokog integriteta — i također zašto brzo pokvari kada je utor izgreban, prsten je izvan tolerancije ili vijci nisu ravnomjerno podignuti. Zahtjevi za opterećenjem vijaka su visoki, a utor se mora pregledati, a ne pretpostavljati.

Brtve prstenastih spojeva za visokotlačne usluge ulja, plina i petrokemije Metalne RTJ brtve za brtvljenje pod visokim pritiskom i visokom temperaturom, sa stilovima obloženim R, RX, BX, IX, lećama i gumom. Pogledajte proizvod →

Kammprofilne brtve

Kammprofile brtva koristi nazubljenu metalnu jezgru s tankom mekom oblogom sa svake strane. Ponaša se poput hibrida: potrebno mu je manje opterećenje vijcima od prstenastog spoja, dobro se oporavlja toplinskim ciklusima i nosi s prirubnicama oko školjki izmjenjivača i poklopaca kanala gdje bi spiralno namotana brtva radila blizu svoje granice.

Izmjenjivač topline i izolirani spojevi: previđene točke brtvljenja

Izmjenjivači topline koncentriraju probleme brtvljenja na malo područje. Brtva se nalazi između prirubnice školjke i kanala ili pokrovne ploče, temperaturni gradijenti preko spoja su strmi, a opterećenje vijka mora držati dvije strane odjednom. Brtve izmjenjivača obično se specificiraju kao kompletan set po jedinici tako da se svi spojevi u paketu zamjenjuju zajedno, a opterećenja vijaka ostaju uravnotežena.

Kompleti izolacijskih brtvi rješavaju drugačiji problem. Gdje je cjevovod katodno zaštićen, vodljivi prirubnički spoj postaje mjesto korozije, a izolacijski komplet s izolacijskom brtvom, rukavcima i podloškama prekida taj električni put. Dužnost pečaćenja je neupadljiva; električni integritet nije, a jedna izolacijska pločica koja nedostaje kvari cijelu instalaciju.

Prilagođene brtve izmjenjivača topline za školjke, cijevi i ploče Prilagođene brtve izmjenjivača topline s metalnim omotačem i kammprofilom za petrokemijsku, energetsku, brodsku rashladnu i industrijsku rashladnu opremu. Pogledajte proizvod →

Gdje curenje zapravo počinje: sastavljanje i opterećenje vijaka

Industrijske smjernice za vijčane spojeve, uključujući ASME PCC-1, konvergiraju na istoj poruci: brtva je rijetko najslabija karika - sklop je. Praktični slijed nizvodnog preokreta izgleda ovako.

1. Provjerite je li prirubnica okrenuta prema specifikaciji brtve; odbacite zareze, korodirane ili jako izdubljene površine radije nego da ih pokušavate zatvoriti.
2. Očistite obje strane i utor i provjerite dimenzije brtve, provrt i debljinu prema crtežu prije nego što se približi spoju.
3. Konzistentno nanesite navedeni lubrikant na navoje i površine matica; promjene podmazivanja donijele su opterećenje vijka veće nego što većina ljudi očekuje.
4. Podignite spoj u više prolaza koristeći uzorak u postupku sastavljanja, a ne jednim kružnim pokretom.
5. Provjerite naprezanje ili zakretni moment vijka na kraju, zabilježite vrijednosti i označite spoj za sljedeći zaokret.

Ponovno zatezanje nakon što jedinica postigne radnu temperaturu ponekad je prikladno, a ponekad nije, ovisno o vrsti brtve i postupku. Slijeđenje zapisane metode važnije je od navike.

Što poslati proizvođaču brtvila

Kašnjenja u kotacijama u ovoj industriji gotovo uvijek uzrokuju nedostajuće zajedničke podatke. Slanje sljedećeg u jednoj poruci uklanja većinu povratka.

• Standardna prirubnica, nazivna veličina, klasa tlaka i vrsta obloge.
• Dimenzije brtve ili označeni crtež, uključujući provrt i vanjski promjer.
• Materijal za namotavanje i punjenje, plus svi zahtjevi tvrdoće za kiselu upotrebu.
• Potrebna vrsta certifikata, na primjer EN 10204 3.1.
• Količina po veličini i je li potreban cijeli set izmjenjivača.

Za ponovljene narudžbe, čuvanje originalne specifikacije u datoteci je vrijedno truda - sprječava "ekvivalentnu" zamjenu koja tiho mijenja stupanj punila.

Često postavljana pitanja

Nizvodno brtvljenje više nagrađuje pripremu nego što nagrađuje vrhunske materijale. Odabir pravog stila brtve za uslugu, provjera opterećenja prirubnice i vijka te praćenje pisanog postupka sklapanja spriječit će više curenja nego bilo koja pojedinačna nadogradnja specifikacijskog lista.

Za operatere rafinerija i petrokemije koji pronalaze pouzdanog partnera za brtve, Ningbo Rilson Sealing Material Co., Ltd. dizajnira i proizvodi asortiman spiralno namotanih, prstenastih spojeva, kammprofila, valovitog metala, nemetala, izmjenjivača topline i izolacijskih brtvi, uz sirovine za brtve, iz svog proizvodnog pogona od 20.000 m².