Применение углеграфита в нефтегазовой промышленности

/ 11

Использование углеграфита обеспечивает надежную работу в неблагоприятных условиях.

В условиях быстрого развития нефтегазовой отрасли потребность в надежных и эффективных компонентах имеет первостепенное значение. Например, применение металлизированного углерода в промышленных шаровых кранах изменило аспекты работы нефтегазодобывающих предприятий, повысив как безопасность, так и эффективность.

Для справки, шаровой кран — это запорный клапан, который регулирует поток жидкости или газа. Для этого используется шаровой кран с цилиндрическим отверстием посередине. В открытом положении отверстие в шаровом кране совмещено с трубой, что позволяет жидкости проходить через него. В закрытом положении клапан поворачивается на 90 градусов таким образом, чтобы отверстие шарового крана было перпендикулярно трубе, что предотвращает попадание жидкости. Два седла удерживают шарик по ходу движения трубы, создавая уплотнение и предотвращая утечку вокруг него.

Многие из шаровых кранов имеют тефлоновые или металлические седла, в которых используется внешняя смазка. Если среда, проходящая через шаровые краны, содержит агрессивные химические вещества или имеет высокую температуру, смазку использовать нельзя, а конструкционные пластмассы деформируются, поэтому применяют углеграфит. Благодаря самосмазывающим свойствам, химической стойкости и устойчивости к высоким температурам углеграфит можно считать идеальным материалом для изготовления седел шаровых кранов в таких условиях. Помимо стойкости графита в тяжелых условиях эксплуатации, он является непроницаемым материалом, что обеспечивает герметичность конструкции.

End piece – Заглушка, Steam – Шток, Seat – Седло, Ball – Шар, Body — Корпус

Рисунок 1. Изображение шарового крана в разобранном виде.

Примером высокотемпературных шаровых кранов могут служить пожаробезопасные шаровые краны, используемые на объектах нефтегазодобычи. В системах пожаротушения используется сеть пожаробезопасных клапанов для перемещения и отвода воды по мере необходимости во время пожара. Пожаробезопасные клапаны широко используются в нефтяной и газовой промышленности. Нефтеперерабатывающие заводы, танкеры и буровые установки оснащены различными видами огнестойких клапанов, которые проходят строгий отбор. Каждый клапан соответствует определенным требованиям, установленным Американским институтом нефти (API), отраслевой ассоциацией, представляющей более 650 компаний, занимающихся переработкой, производством и распределением сырой нефти. API 607 — это стандарт, специально разработанный для проверки пожарной безопасности четвертьоборотных клапанов с мягкими (неметаллическими) компонентами.

Согласно этому стандарту, такие клапаны должны выдерживать определенный уровень давления при воздействии температур в диапазоне от 1400 до 1800 °F, что в точности соответствует реальным условиям пожара. Именно из-за таких сложных условий использование современных материалов, таких как углеграфит, становится особенно важно при производстве противопожарных клапанов.

Углеграфит представляет собой альтернативу пластиковым седлам шаровых кранов, поскольку он не подвержен влиянию высоких температур, в то время как пластик размягчается примерно при температуре 350 °F. Специально разработанные марки графита были созданы для того, чтобы выдерживать экстремальные температуры согласно стандарту API 607, и превосходят по своим характеристикам большинство других материалов.

Несмотря на повышенные температуры, углеграфит сохраняет свою способность к самосмазыванию и структурную целостность. Универсальность углеграфита обусловлена не только его устойчивостью к высоким температурам. Этот материал обладает химической инертностью, что позволяет ему эффективно функционировать в средах с высокой коррозионной активностью, не подвергаясь химическому разложению. Благодаря этим свойствам углеграфитовые седла шаровых кранов часто используются в агрессивных средах, например, при химической обработке. Кроме того, углеграфит обладает высокой прочностью на сжатие.

Седла клапанов обычно требуют установки с плотной посадкой в металлическое стопорное кольцо и должны надежно удерживаться для обеспечения оптимальной производительности. Взаимодействие между углеграфитом и металлическим корпусом, а также возникающие в результате этого сжимающие усилия позволяют сферической уплотнительной поверхности эффективно сохранять свою форму во время эксплуатации и выдерживать более высокие радиальные нагрузки.

Рисунок 2. Седло клапана с металлическим корпусом.

Это взаимодействие также гарантирует удержание углеграфита внутри металлического корпуса при тепловом расширении при повышенных температурах. Поскольку стопорное кольцо и шарик часто изготавливаются из одинаковых материалов, седло и шарик также будут расширяться и сжиматься с одинаковой скоростью при колебаниях температуры. Это позволяет шарику и седлу сохранять однородную уплотнительную поверхность без утечек даже в условиях высоких температур. В процессе сборки очень важно выполнить окончательную механическую обработку, чтобы гарантировать безупречное совмещение сферической уплотнительной поверхности с шариком. Этот этап обеспечивает надежную и герметичную посадку между седлом и стопорным кольцом. В результате получается высоконадежный шаровой кран, эффективно работающий в условиях, которые затрудняют функционирование седел других шаровых кранов.

Производители углеграфитовых клапанов постоянно совершенствуют свои материалы, что позволяет разработчикам создавать решения для все более сложных условий эксплуатации. Чтобы быть в курсе последних достижений, вы можете напрямую связаться с производителем углеграфита.

Роберт Риччио — инженер и специалист в области материаловедения, занимающий руководящую должность в компании Metallized Carbon Corporation (Metcar). Его вклад сыграл ключевую роль в продвижении компании Metcar в области разработки материалов с особым акцентом на нефтегазовую промышленность. Знания Риччио в материаловедении и его стремление к инновациям позволили реализовать множество успешных проектов. Дополнительная информация представлена на сайте www.metcar.com.

 



Связаться с нами

Ваше сообщение
отправлено!
Произошла ошибка..
Попробуйте позже