Kie Valvoj Estas Uzataj: Ĉie!

08 Nov 2017 Verkita de Greg Johnson

Valvoj troveblas preskaŭ ie ajn hodiaŭ: en niaj hejmoj, sub la stratoj, en komercaj konstruaĵoj kaj en miloj da lokoj ene de elektro- kaj akvocentraloj, paperfabrikoj, rafinejoj, kemiaj fabrikoj kaj aliaj industriaj kaj infrastrukturinstalaĵoj.
La valvindustrio estas vere vasta, kun segmentoj variantaj de akvodistribuado ĝis nuklea energio ĝis kontraŭflua kaj laŭflua nafto kaj gaso. Ĉiu el ĉi tiuj finuzantaj industrioj uzas kelkajn bazajn tipojn de valvoj; tamen, la detaloj de konstruo kaj materialoj ofte estas tre malsamaj. Jen specimeno:

AKVOVERKOJ
En la mondo de akvodistribuado, la premoj preskaŭ ĉiam estas relative malaltaj kaj la temperaturoj ĉirkaŭaj. Tiuj du aplikaj faktoj ebligas kelkajn valvajn dezajnelementojn, kiujn oni ne trovus ĉe pli malfacilaj ekipaĵoj, kiel ekzemple alttemperaturaj vaporvalvoj. La ĉirkaŭa temperaturo de akvoservo permesas la uzon de elastomeroj kaj kaŭĉukaj sigeloj ne taŭgaj aliloke. Ĉi tiuj molaj materialoj permesas, ke akvovalvoj estu ekipitaj por bone sigeli gutojn.

Alia konsidero pri akvoservaj valvoj estas la elekto de konstrumaterialoj. Gisitaj kaj duktaj feroj estas vaste uzataj en akvosistemoj, precipe tuboj kun granda ekstera diametro. Tre malgrandaj tuboj povas esti pritraktitaj sufiĉe bone per bronzaj valvmaterialoj.

La premoj, kiujn plej multaj akvocentralaj valvoj vidas, estas kutime multe sub 200 psi. Tio signifas, ke pli dikmuraj pli altpremaj dezajnoj ne estas necesaj. Tamen, ekzistas kazoj, kie akvovalvoj estas konstruitaj por pritrakti pli altajn premojn, ĝis ĉirkaŭ 300 psi. Ĉi tiuj aplikoj kutime estas sur longaj akveduktoj proksime al la premfonto. Foje pli altpremaj akvovalvoj ankaŭ troviĝas ĉe la plej altpremaj punktoj en alta digo.

La Usona Akvolabora Asocio (AWWA) eldonis specifojn kovrantajn multajn malsamajn tipojn de valvoj kaj aktuatoroj uzataj en akvolaboraj aplikoj.

Kloakaĵo
La alia flanko de freŝa trinkakvo iranta en instalaĵon aŭ strukturon estas la eligo de kloakaĵo aŭ rubakvo. Ĉi tiuj tuboj kolektas ĉiujn rublikvaĵojn kaj solidaĵojn kaj direktas ilin al kloakpurigejo. Ĉi tiuj purigejoj havas multajn malaltpremajn tubarojn kaj valvojn por plenumi sian "malpuran laboron". La postuloj por kloakakvaj valvoj en multaj kazoj estas multe pli malseveraj ol la postuloj por purakva servo. Feraj pordegaj kaj kontrolvalvoj estas la plej popularaj elektoj por ĉi tiu tipo de servo. Normaj valvoj en ĉi tiu servo estas konstruitaj laŭ AWWA-specifoj.

ENERGIA INDUSTRIO
Plejparto de la elektra energio generita en Usono estas generita en vaporcentraloj uzantaj fosiliajn fuelojn kaj altrapidajn turbinojn. Malkovrilo de moderna elektrocentralo donus vidon de altpremaj, alttemperaturaj tubaroj. Ĉi tiuj ĉefaj linioj estas la plej kritikaj en la procezo de vapora energiogenerado.

Pordegvalvoj restas ĉefa elekto por aplikoj por ŝalti/malŝalti elektrocentralojn, kvankam ankaŭ troviĝas globvalvoj kun speciala celo, Y-formaj. Alt-efikecaj, kritikaj pilkvalvoj gajnas popularecon ĉe kelkaj elektrocentralaj projektistoj kaj faras progresojn en ĉi tiu iam lineara valvo-dominita mondo.

Metalurgio estas kritika por valvoj en potencaj aplikoj, precipe tiuj funkciantaj en la superkritikaj aŭ ultra-superkritikaj funkciaj intervaloj de premo kaj temperaturo. F91, F92, C12A, kune kun pluraj Inconel kaj rustorezistaŝtalaj alojoj estas ofte uzataj en hodiaŭaj elektrocentraloj. Premklasoj inkluzivas 1500, 2500 kaj en iuj kazoj 4500. La modula naturo de pintaj elektrocentraloj (tiuj, kiuj funkcias nur laŭbezone) ankaŭ metas grandegan ŝarĝon sur valvojn kaj tubaron, postulante fortikajn dezajnojn por pritrakti la ekstreman kombinaĵon de ciklado, temperaturo kaj premo.
Aldone al la ĉefaj vaporvalvoj, elektrocentraloj estas ŝarĝitaj per helpduktoj, loĝitaj per miriado da pordegaj, globaj, kontrolvalvoj, papiliaj kaj pilkaj valvoj.

Nukleaj elektrocentraloj funkcias laŭ la sama principo de vaporo/alt-rapida turbino. La ĉefa diferenco estas, ke en nuklea elektrocentralo, la vaporo estas kreita per varmo de la fisioprocezo. La valvoj de nukleaj elektrocentraloj similas al siaj kuzoj el fosiliaj brulaĵoj, krom sia deveno kaj la aldona postulo de absoluta fidindeco. Nukleaj valvoj estas fabrikitaj laŭ ekstreme altaj normoj, kaj la kvalifika kaj inspekta dokumentado plenigas centojn da paĝoj.

PRODUKTADO DE PETROLO KAJ GASO
Nafto- kaj gasputoj kaj produktadinstalaĵoj estas grandaj uzantoj de valvoj, inkluzive de multaj pezaj valvoj. Kvankam ŝprucoj de nafto ŝprucantaj centojn da futoj en la aeron verŝajne ne plu okazos, la bildo ilustras la eblan premon de subtera nafto kaj gaso. Tial putkapoj aŭ kristnaskarboj estas metitaj ĉe la supro de longa tuboĉeno de puto. Ĉi tiuj asembleoj, kun sia kombinaĵo de valvoj kaj specialaj konektiloj, estas desegnitaj por pritrakti premojn pli ol 10 000 psi. Kvankam malofte troveblaj sur putoj fositaj surtere nuntempe, la ekstremaj altaj premoj ofte troviĝas sur profundaj enmaraj putoj.

La dezajno de putkapa ekipaĵo estas kovrita de API-specifoj kiel ekzemple 6A, Specifo por Putkapa kaj Kristnaskarba Ekipaĵo. La valvoj kovritaj en 6A estas dizajnitaj por ekstreme altaj premoj sed modestaj temperaturoj. Plej multaj kristnaskarboj enhavas pordegvalvojn kaj specialajn globvalvojn nomitajn ĉokoj. La ĉokoj estas uzataj por reguligi la fluon el la puto.

Aldone al la putokapoj mem, multaj helpinstalaĵoj loĝas en nafto- aŭ gaskampo. Proceza ekipaĵo por antaŭtrakti la nafton aŭ gason postulas kelkajn valvojn. Ĉi tiuj valvoj kutime estas el karbonŝtalo taksita por pli malaltaj klasoj.

Foje, tre koroda fluido — hidrogena sulfido — ĉeestas en la kruda naftofluo. Ĉi tiu materialo, ankaŭ nomata acida gaso, povas esti mortiga. Por venki la defiojn de acida gaso, oni devas sekvi specialajn materialojn aŭ materialajn prilaborajn teknikojn laŭ la NACE Internacia specifo MR0175.

MARBORDA INDUSTRIO
La tubarosistemoj por enmaraj borplatformoj kaj produktadinstalaĵoj enhavas amason da valvoj konstruitaj laŭ multaj malsamaj specifoj por pritrakti la vastan gamon da fluokontrolaj defioj. Ĉi tiuj instalaĵoj ankaŭ enhavas diversajn kontrolsistemajn buklojn kaj premreduktajn aparatojn.

Por naftoproduktadinstalaĵoj, la arteria koro estas la efektiva tubaro por reakiro de nafto- aŭ gaso. Kvankam ne ĉiam sur la platformo mem, multaj produktadsistemoj uzas kristnaskajn arbojn kaj tubarsistemojn, kiuj funkcias en la neloĝeblaj profundoj de 10,000 futoj aŭ pli. Ĉi tiu produktadekipaĵo estas konstruita laŭ multaj postulemaj normoj de la Usona Nafto-Instituto (API) kaj referencita en pluraj Rekomenditaj Praktikoj (RP) de la API.

Sur plej multaj grandaj naftoplatformoj, pliaj procezoj estas aplikataj al la kruda fluido venanta de la putokapo. Ĉi tiuj inkluzivas apartigon de akvo de la hidrokarbonoj kaj apartigon de gaso kaj tergasaj likvaĵoj de la fluidfluo. Ĉi tiuj post-kristnaskarbaj tubaraj sistemoj estas ĝenerale konstruitaj laŭ la tubaraj kodoj B31.3 de la Usona Societo de Mekanikaj Inĝenieroj, kun la valvoj dizajnitaj laŭ la API-valvaj specifoj kiel API 594, API 600, API 602, API 608 kaj API 609.

Kelkaj el ĉi tiuj sistemoj povas ankaŭ enhavi API 6D pordegajn, pilkajn kaj kontraŭvalvojn. Ĉar ĉiuj duktoj sur la platformo aŭ borŝipo estas interne de la instalaĵo, la striktaj postuloj uzi API 6D valvojn por duktoj ne validas. Kvankam pluraj valvospecoj estas uzataj en ĉi tiuj tubarosistemoj, la elektita valvospeco estas la pilka valvo.

DUKTOJ
Kvankam plej multaj duktoj estas kaŝitaj de la vido, ilia ĉeesto kutime estas evidenta. Malgrandaj ŝildoj deklarantaj "naftodukto" estas unu evidenta indikilo de la ĉeesto de subteraj transportaj tuboj. Ĉi tiuj duktoj estas ekipitaj per multaj gravaj valvoj laŭlonge de sia tuta longo. Kriz-duktaj fermaj valvoj troviĝas je intervaloj kiel specifite de normoj, kodoj kaj leĝoj. Ĉi tiuj valvoj servas la esencan servon izoli sekcion de dukto en kazo de liko aŭ kiam necesas bontenado.

Ankaŭ disaj laŭlonge de duktovojo estas instalaĵoj kie la linio eliras el la tero kaj linialiro haveblas. Ĉi tiuj stacioj estas la hejmo por "porko-" lanĉa ekipaĵo, kiu konsistas el aparatoj enigitaj en la duktojn aŭ por inspekti aŭ purigi la linion. Ĉi tiuj porko-lanĉaj stacioj kutime enhavas plurajn valvojn, ĉu pordegajn aŭ pilkajn tipojn. Ĉiuj valvoj en duktosistemo devas esti plene-malfermaj por permesi la trairon de porkoj.

Duktoj ankaŭ bezonas energion por kontraŭbatali la frotadon de la dukto kaj konservi la premon kaj fluon de la linio. Kompresoraj aŭ pumpstacioj, kiuj aspektas kiel malgrandaj versioj de prilaborejo sen la altaj fendturoj, estas uzataj. Ĉi tiuj stacioj gastigas dekojn da pordegaj, pilkaj kaj kontrolvalvoj en la dukto.
La duktoj mem estas dizajnitaj laŭ diversaj normoj kaj kodoj, dum duktovalvoj sekvas API 6D Pipeline Valves.
Ekzistas ankaŭ pli malgrandaj duktoj, kiuj kondukas al domoj kaj komercaj konstruaĵoj. Ĉi tiuj linioj provizas akvon kaj gason kaj estas gardataj per fermvalvoj.
Grandaj municipoj, precipe en la norda parto de Usono, provizas vaporon por la hejtado de komercaj klientoj. Ĉi tiuj vaporaj provizlinioj estas ekipitaj per diversaj valvoj por kontroli kaj reguligi la vaporprovizon. Kvankam la fluido estas vaporo, la premoj kaj temperaturoj estas pli malaltaj ol tiuj trovitaj en vaporgenerado de elektrocentraloj. Diversaj valvospecoj estas uzataj en ĉi tiu servo, kvankam la respektinda ŝtopilvalvo estas ankoraŭ populara elekto.

RAFINEJO KAJ PETROKEMIO
Rafinejaj valvoj respondecas pri pli da industria valva uzado ol iu ajn alia valva segmento. Rafinejoj estas hejmo al kaj korodaj fluidoj kaj en iuj kazoj, altaj temperaturoj.
Ĉi tiuj faktoroj diktas kiel valvoj estas konstruitaj laŭ API-valvaj dezajnaj specifoj kiel API 600 (pordegvalvoj), API 608 (pilkvalvoj) kaj API 594 (kontrolvalvoj). Pro la severa servo, kiun multaj el ĉi tiuj valvoj spertas, ofte necesas ekstra koroda aldono. Ĉi tiu aldono manifestiĝas per pli grandaj murdikecoj, kiuj estas specifitaj en la API-dezajnaj dokumentoj.

Preskaŭ ĉiu grava valvotipo troveblas abunde en tipa granda rafinejo. La ĉiea pordegvalvo ankoraŭ estas la reĝo de la monteto kun la plej granda nombro, sed kvaronturnaj valvoj okupas ĉiam pli grandan parton de ilia merkatparto. La kvaronturnaj produktoj, kiuj sukcesas eniri ĉi tiun industrion (kiu ankaŭ iam estis dominita de liniaj produktoj), inkluzivas altkvalitajn trioblajn ofsetajn papilivalvojn kaj metal-sidantajn pilkvalvojn.

Normaj pordegaj, globaj kaj kontraŭvalvoj ankoraŭ troviĝas amase, kaj pro la fortikeco de ilia dezajno kaj ekonomio de fabrikado, ili ne malaperos baldaŭ.
Premrangigoj por rafinejaj valvoj ampleksas la gamon de Klaso 150 ĝis Klaso 1500, kun Klaso 300 la plej populara.
Simplaj karbonŝtaloj, kiel ekzemple grado WCB (gisita) kaj A-105 (forĝita), estas la plej popularaj materialoj specifitaj kaj uzataj en valvoj por rafinejaj servoj. Multaj rafinadaj procezoj puŝas la suprajn temperaturlimojn de simplaj karbonŝtaloj, kaj pli alttemperaturaj alojoj estas specifitaj por ĉi tiuj aplikoj. La plej popularaj el ĉi tiuj estas la kromo/molibdenaj ŝtaloj kiel ekzemple 1-1/4% Cr, 2-1/4% Cr, 5% Cr kaj 9% Cr. Neoksideblaj ŝtaloj kaj altnikelaj alojoj ankaŭ estas uzataj en iuj aparte severaj rafinadaj procezoj.

KEMIAĴO
La kemia industrio estas granda uzanto de valvoj de ĉiuj tipoj kaj materialoj. De malgrandaj fabrikoj ĝis la grandegaj petrolkemiaj kompleksoj trovitaj ĉe la Golfa Marbordo, valvoj estas grandega parto de kemiaj procezaj tubaraj sistemoj.

Plej multaj aplikoj en kemiaj procezoj havas pli malaltan premon ol multaj rafinadprocezoj kaj elektroproduktado. La plej popularaj premklasoj por valvoj kaj tubaroj en kemiaj fabrikoj estas Klasoj 150 kaj 300. Kemiaj fabrikoj ankaŭ estis la plej granda motoro de la merkata transpreno, kiun pilkvalvoj luktis kontraŭ liniaj valvoj dum la pasintaj 40 jaroj. La rezistema pilkvalvo, kun sia nul-ellika fermado, perfekte taŭgas por multaj aplikoj en kemiaj fabrikoj. La kompakta grandeco de la pilkvalvo ankaŭ estas populara trajto.
Ankoraŭ ekzistas kelkaj kemiaj fabrikoj kaj fabrikprocezoj kie liniaj valvoj estas preferataj. En ĉi tiuj kazoj, la popularaj API 603-dezajnitaj valvoj, kun pli maldikaj muroj kaj pli malpezaj pezoj, kutime estas la preferataj pordegaj aŭ globaj valvoj. Kontrolo de iuj kemiaĵoj ankaŭ estas efike plenumata per diafragmaj aŭ pinĉvalvoj.
Pro la koroda naturo de multaj kemiaĵoj kaj kemiaĵ-produktaj procezoj, la elekto de materialo estas kritika. La fakta materialo estas la grado 316/316L de aŭstenita rustorezista ŝtalo. Ĉi tiu materialo bone funkcias por kontraŭbatali korodon de amaso da foje malagrablaj fluidoj.

Por iuj pli severaj korodaj aplikoj, pli da protekto estas bezonata. Aliaj alt-efikecaj gradoj de aŭstenita rustorezista ŝtalo, kiel 317, 347 kaj 321, ofte estas elektitaj en ĉi tiuj situacioj. Aliaj alojoj, kiuj estas uzataj de tempo al tempo por kontroli kemiajn fluidojn, inkluzivas Monel, Alloy 20, Inconel kaj 17-4 PH.

LNG KAJ GASA APARTIGO
Kaj likva tergaso (LNG) kaj la procezoj necesaj por gasa apartigo dependas de ampleksa tubaro. Ĉi tiuj aplikoj postulas valvojn, kiuj povas funkcii je tre malaltaj kriogenaj temperaturoj. La LNG-industrio, kiu rapide kreskas en Usono, konstante celas ĝisdatigi kaj plibonigi la procezon de gaslikvigo. Por ĉi tiu celo, tubaro kaj valvoj fariĝis multe pli grandaj kaj la prempostuloj estis pliigitaj.

Ĉi tiu situacio devigis valvoproduktantojn evoluigi dezajnojn por plenumi pli striktajn parametrojn. Kvaronturnaj pilkovalvoj kaj papiliaj valvoj estas popularaj por LNG-servo, kun 316ss [neoksidebla ŝtalo] la plej populara materialo. ANSI Klaso 600 estas la kutima premlimo por plej multaj LNG-aplikoj. Kvankam kvaronturnaj produktoj estas la plej popularaj valvospecoj, ankaŭ pordegaj, globaj kaj kontraŭvalvoj troveblas en la plantoj.

Gasa apartigservo implikas dividi gason en ĝiajn individuajn bazajn elementojn. Ekzemple, aeraj apartigmetodoj produktas nitrogenon, oksigenon, heliumon kaj aliajn spurgasojn. La tre malalttemperatura naturo de la procezo signifas, ke multaj kriogenaj valvoj estas necesaj.

Kaj LNG- kaj gas-apartiginstalaĵoj havas malalt-temperaturajn valvojn, kiuj devas resti funkciaj en ĉi tiuj kriogenaj kondiĉoj. Tio signifas, ke la valva pakuma sistemo devas esti levita for de la malalt-temperatura fluido per gasa aŭ kondensiga kolono. Ĉi tiu gaskolono malhelpas la fluidon formi glacibulon ĉirkaŭ la pakuma areo, kio malhelpus la valvtigon turniĝi aŭ leviĝi.

KOMERCAJ KONSTRUAĴOJ
Komercaj konstruaĵoj ĉirkaŭas nin, sed se ni ne atentas atente dum ili estas konstruitaj, ni havas malmultan ideon pri la amaso da fluidaj arterioj kaŝitaj ene de iliaj muroj el masonaĵo, vitro kaj metalo.

Komuna denominatoro en preskaŭ ĉiu konstruaĵo estas akvo. Ĉiuj ĉi tiuj strukturoj enhavas diversajn tubarsistemojn, kiuj portas multajn kombinaĵojn de la hidrogeno/oksigeno-komponaĵo en la formo de trinkeblaj fluidoj, kloakaĵo, varma akvo, griza akvo kaj fajroprotekto.

El la vidpunkto de konstruaĵa supervivo, fajrosistemoj estas plej gravaj. Fajroprotekto en konstruaĵoj estas preskaŭ universale nutrata kaj plenigita per pura akvo. Por ke fajroakvaj sistemoj estu efikaj, ili devas esti fidindaj, havi sufiĉan premon kaj esti oportune lokigitaj tra la tuta strukturo. Ĉi tiuj sistemoj estas desegnitaj por aŭtomate ekfunkcii en kazo de fajro.
Nuddomoj postulas la saman akvopremon sur la supraj etaĝoj kiel sur la malsupraj etaĝoj, do altpremaj pumpiloj kaj tubaro devas esti uzataj por levi la akvon supren. La tubaraj sistemoj estas kutime Klaso 300 aŭ 600, depende de la alteco de la konstruaĵo. Ĉiuj specoj de valvoj estas uzataj en ĉi tiuj aplikoj; tamen, la valvaj dezajnoj devas esti aprobitaj de Underwriters Laboratories aŭ Factory Mutual por fajrokonduktila servo.

La samaj klasoj kaj tipoj de valvoj uzataj por fajroestingaj valvoj estas uzataj por trinkakvodistribuado, kvankam la aprobprocezo ne estas tiel strikta.
Komercaj klimatiziloj, kiuj troviĝas en grandaj komercaj strukturoj kiel oficejaj konstruaĵoj, hoteloj kaj hospitaloj, kutime estas centralizitaj. Ili havas grandan malvarmigilon aŭ kaldronon por malvarmigi aŭ varmigi fluidon uzatan por transdoni malvarmon aŭ altan temperaturon. Ĉi tiuj sistemoj ofte devas pritrakti fridigaĵojn kiel R-134a, hidrofluorokarbonon, aŭ, en la kazo de gravaj hejtsistemoj, vaporon. Pro la kompakta grandeco de papiliaj kaj pilkaj valvoj, ĉi tiuj tipoj fariĝis popularaj en HVAC-malvarmigiloj.

Flanke de vaporo, kelkaj kvaronturnaj valvoj faris progresojn en uzo, tamen multaj tubistoj ankoraŭ fidas je liniaj pordegaj kaj globaj valvoj, precipe se la tubaro postulas pugveldajn finojn. Por ĉi tiuj moderaj vaporaj aplikoj, ŝtalo anstataŭigis gisferon pro la veldeblo de ŝtalo.

Kelkaj hejtsistemoj uzas varman akvon anstataŭ vaporo kiel transigan fluidon. Tiujn sistemojn bone servas bronzaj aŭ feraj valvoj. Kvaronturnaj pilkaj kaj papiliaj valvoj kun elasta sidejo estas tre popularaj, kvankam kelkaj liniaj dezajnoj ankoraŭ estas uzataj.

KONKLUDO
Kvankam pruvoj pri la valvaj aplikoj menciitaj en ĉi tiu artikolo eble ne videblas dum vizito al Starbucks aŭ al la domo de avino, kelkaj tre gravaj valvoj ĉiam estas proksime. Eĉ ekzistas valvoj en la motoro de la aŭto uzataj por atingi tiujn lokojn, kiel ekzemple tiuj en la karburilo, kiuj kontrolas la fluon de fuelo en la motoron kaj tiuj en la motoro, kiuj kontrolas la fluon de benzino en la piŝtojn kaj eksteren. Kaj se tiuj valvoj ne estas sufiĉe proksimaj al nia ĉiutaga vivo, konsideru la realon, ke niaj koroj batas regule tra kvar esencaj flukontrolaj aparatoj.

Jen nur plia ekzemplo de la realo, ke valvoj estas vere ĉie. VM
Parto II de ĉi tiu artikolo kovras pliajn industriojn kie valvoj estas uzataj. Vizitu www.valvemagazine.com por legi pri pulpo kaj papero, maraj aplikoj, digoj kaj akvoelektra energio, suna energio, fero kaj ŝtalo, aerspaca energio, geoterma energio, kaj metia bierfarado kaj distilado.

GREG JOHNSON estas prezidanto de United Valve (www.unitedvalve.com) en Houston. Li estas kontribuanta redaktoro al VALVE Magazine, eksa prezidanto de la Valve Repair Council kaj nuna estrarano de VRC. Li ankaŭ servas en la Eduka kaj Trejnada Komitato de VMA, estas vicprezidanto de la Komunikada Komitato de VMA kaj estas eksa prezidanto de la Manufacturers Standardization Society.