Kie Valvoj Estas Uzitaj: Ĉie!

08 Nov 2017 Skribita de Greg Johnson

Valvoj troveblas preskaŭ ie ajn hodiaŭ: en niaj hejmoj, sub la strato, en komercaj konstruaĵoj kaj en miloj da lokoj en elektro- kaj akvofabrikoj, paperfabrikoj, rafinejoj, kemiaj fabrikoj kaj aliaj industriaj kaj infrastrukturaj instalaĵoj.
La valvindustrio estas vere larĝŝultra, kun segmentoj variantaj de akvodistribuo al nuklea energio al kontraŭflua kaj kontraŭflua petrolo kaj gaso. Ĉiu el ĉi tiuj finuzantaj industrioj uzas iujn bazajn specojn de valvoj; tamen, la detaloj de konstruo kaj materialoj ofte estas tre malsamaj. Jen specimeno:

AKVO LABORO
En la mondo de akvodistribuo, la premoj preskaŭ ĉiam estas relative malaltaj kaj la temperaturoj ĉirkaŭaj. Tiuj du aplikiĝfaktoj permesas kelkajn valvdezajnelementojn kiuj ne estus trovitaj sur pli defiita ekipaĵo kiel ekzemple alt-temperaturaj vaporvalvoj. La ĉirkaŭa temperaturo de akvoservo permesas uzon de elastomeroj kaj kaŭĉukaj sigeloj ne taŭgaj aliloke. Ĉi tiuj molaj materialoj permesas ekipi akvovalvojn por firme sigeli gutojn.

Alia konsidero en akvoservovalvoj estas elekto en konstrumaterialoj. Gisaj kaj muldeblaj feroj estas vaste uzataj en akvosistemoj, aparte grandaj eksteraj diametrolinioj. Tre malgrandaj linioj povas esti pritraktitaj sufiĉe bone kun bronzaj valvaj materialoj.

La premoj kiujn la plej multaj akvoinstalaĵvalvoj vidas estas kutime multe sub 200 psio. Ĉi tio signifas, ke pli dikmuraj altpremaj dezajnoj ne estas bezonataj. Dirite, ekzistas kazoj kie akvovalvoj estas konstruitaj por pritrakti pli altajn premojn, ĝis proksimume 300 psio. Tiuj aplikoj estas kutime sur longaj akveduktoj proksime al la premfonto. Foje pli altpremaj akvovalvoj ankaŭ estas trovitaj ĉe la plej altpremaj punktoj en alta digo.

La American Water Works Association (AWWA) eldonis specifojn kovrantajn multajn malsamajn specojn de valvoj kaj aktuarioj uzitaj en akvoinstalaĵo-aplikoj.

KALKAKVO
La flanko de freŝa trinkakvo iranta en instalaĵon aŭ strukturon estas la kloakaĵo aŭ kloakproduktaĵo. Ĉi tiuj linioj kolektas ĉiujn rublikvaĵojn kaj solidojn kaj direktas ilin al kloakaĵpurigejo. Ĉi tiuj traktejoj havas multajn malaltpremajn tubarojn kaj valvojn por plenumi sian "malpuran laboron". La postuloj por kloakaĵvalvoj en multaj kazoj estas multe pli mildaj ol la postuloj por pura akvoservo. Ferpordego kaj kontrolvalvoj estas la plej popularaj elektoj por ĉi tiu speco de servo. Normaj valvoj en ĉi tiu servo estas konstruitaj laŭ AWWA-specifoj.

ENERGIA INDUSTRIO
La plej granda parto de la elektra energio generita en Usono estas generita en vaporfabrikoj uzantaj fosiliajn brulaĵojn kaj altrapidajn turbinojn. Senŝeligi reen la kovron de moderna elektrocentralo donus vidon de altpremaj, alt-temperaturaj tubojsistemoj. Ĉi tiuj ĉefaj linioj estas la plej kritikaj en la procezo de generado de vaporo.

Pordegvalvoj restas ĉefa elekto por elektrocentralaj on/malaplikoj, kvankam speciala celo, Y-ŝablonaj globvalvoj ankaŭ estas trovitaj. Alt-efikecaj, kritik-servaj pilkaj valvoj akiras popularecon ĉe iuj elektraj centralaj dizajnistoj kaj progresas en ĉi tiu iam lini-valva dominata mondo.

Metalurgio estas kritika por valvoj en potencaplikoj, precipe tiuj funkciigantaj en la superkritikaj aŭ ultra-superkritikaj funkciigadintervaloj de premo kaj temperaturo. F91, F92, C12A, kune kun pluraj Inconel kaj rustorezistaŝtalaj alojoj estas ofte uzitaj en la hodiaŭaj elektrocentraloj. Premoklasoj inkluzivas 1500, 2500 kaj en kelkaj kazoj 4500. La modula naturo de pintaj elektrocentraloj (tiuj kiuj funkcias nur laŭbezone) ankaŭ metas grandegan streĉon sur valvoj kaj tubaroj, postulante fortikaj dezajnoj pritrakti la ekstreman kombinaĵon de biciklado, temperaturo kaj premo.
Aldone al la ĉefa vaporvalvado, elektrocentraloj estas ŝarĝitaj kun helpaj duktoj, loĝitaj per miriado da pordego, globo, ĉeko, papilio kaj pilkaj valvoj.

Atomcentraloj funkciigas laŭ la sama vaporo/altrapida turbinprincipo. La primara diferenco estas ke en atomcentralo, la vaporo estas kreita per varmo de la fisioprocezo. Atomcentralaj valvoj estas similaj al siaj fosili-fueligitaj kuzoj, krom sia genealogio kaj la kroma postulo de absoluta fidindeco. Nukleaj valvoj estas fabrikitaj laŭ ekstreme altaj normoj, kun la kvalifika kaj inspekta dokumentaro pleniganta centojn da paĝoj.

Produktado de petrolo kaj gaso
Nafto- kaj gasputoj kaj produktadinstalaĵoj estas pezaj uzantoj de valvoj, inkluzive de multaj pezaj valvoj. Kvankam ŝprucaĵoj de nafto ŝprucantaj centojn da futoj en la aero ne plu okazas verŝajne, la bildo ilustras la eblan premon de subtera petrolo kaj gaso. Jen kial putkapoj aŭ kristnaskaj arboj estas metitaj ĉe la supro de la longa ŝnuro de tubo de puto. Ĉi tiuj kunigoj, kun sia kombinaĵo de valvoj kaj specialaj armaĵoj, estas dizajnitaj por manipuli premojn pli ol 10,000 psio. Kvankam malofte trovite sur putoj fositaj surtere nuntempe, la ekstremaj altaj premoj ofte troviĝas sur profundaj enmaraj putoj.

Wellhead-ekipaĵdezajno estas kovrita per API-specifoj kiel ekzemple 6A, Specifo por Wellhead kaj Christmas Tree Equipment. La valvoj kovritaj per 6A estas desegnitaj por ekstreme altaj premoj sed modestaj temperaturoj. Plej multaj kristnaskaj arboj enhavas pordegvalvojn kaj specialajn globvalvojn nomitajn ĉokiloj. La sufokoj estas uzataj por reguligi la fluon de la puto.

Aldone al la putkapoj mem, multaj helpinstalaĵoj loĝas nafto- aŭ gaskampon. Proceza ekipaĵo por antaŭtrakti la petrolon aŭ gason postulas kelkajn valvojn. Tiuj valvoj estas kutime karbonŝtalo taksitaj por malsuperaj klasoj.

Foje, tre koroda likvaĵo - hidrogena sulfido - ĉeestas en la kruda naftofluo. Ĉi tiu materialo, ankaŭ nomata acida gaso, povas esti mortiga. Por venki la defiojn de acida gaso, specialaj materialoj aŭ materialaj prilaboraj teknikoj laŭ NACE Internacia specifo MR0175 devas esti sekvitaj.

SUBMARA INDUSTRIO
La tubaj sistemoj por enmaraj naftoplatformoj kaj produktadinstalaĵoj enhavas amason da valvoj konstruitaj laŭ multaj malsamaj specifoj por trakti la vastan gamon de flukontroldefioj. Tiuj instalaĵoj ankaŭ enhavas diversajn kontrolsistembuklojn kaj premhelpaparatojn.

Por naftoproduktadinstalaĵoj, la arteria koro estas la fakta nafto- aŭ gasa reakira tubosistemo. Kvankam ne ĉiam sur la platformo mem, multaj produktadsistemoj uzas kristnaskajn arbojn kaj tubsistemojn, kiuj funkcias en la malgastaj profundoj de 10,000 futoj aŭ pli. Ĉi tiu produktada ekipaĵo estas konstruita laŭ multaj postulaj normoj de American Petroleum Institute (API) kaj referencita en pluraj API Recommended Practices (RPoj).

Sur la plej multaj grandaj naftoplatformoj, kromaj procezoj estas aplikitaj al la kruda likvaĵo venanta de la putkapo. Ĉi tiuj inkluzivas apartigi akvon de la hidrokarbidoj kaj apartigi gason kaj tergasajn likvaĵojn de la fluida fluo. Ĉi tiuj post-kristnaskarba fajfaj sistemoj estas ĝenerale konstruitaj al Amerika Socio de Mekanikaj Inĝenieroj B31.3-fajfaj kodoj kun la valvoj dizajnitaj laŭ API-valvospecifoj kiel API 594, API 600, API 602, API 608 kaj API 609.

Kelkaj el ĉi tiuj sistemoj ankaŭ povas enhavi API 6D pordegon, pilkon kaj kontrolvalvojn. Ĉar iuj duktoj sur la platformo aŭ borŝipo estas internaj al la instalaĵo, la striktaj postuloj uzi API 6D-valvojn por duktoj ne validas. Kvankam multoblaj valvspecoj estas uzataj en ĉi tiuj tubaj sistemoj, la elekta valvo estas la pilka valvo.

DUCTOJ
Kvankam la plej multaj duktoj estas kaŝitaj de vido, ilia ĉeesto estas kutime evidenta. Malgrandaj signoj deklarante "naftodukton" estas unu evidenta indikilo de la ĉeesto de subtera transportadukto. Ĉi tiuj duktoj estas ekipitaj per multaj gravaj valvoj laŭlonge de sia longo. Krizdukto-fermvalvoj estas trovitaj je intervaloj kiel specifite per normoj, kodoj kaj leĝoj. Ĉi tiuj valvoj servas la esencan servon de izolado de sekcio de dukto en kazo de liko aŭ kiam prizorgado estas postulata.

Ankaŭ disigitaj laŭ dukto-itinero estas instalaĵoj kie la linio eliras el la grundo kaj linialiro estas havebla. Ĉi tiuj stacioj estas la hejmo por "porko" lanĉa ekipaĵo, kiu konsistas el aparatoj enigitaj en la duktoj aŭ por inspekti aŭ purigi la linion. Tiuj porkaj lanĉstacioj kutime enhavas plurajn valvojn, aŭ pordegon aŭ pilkspecojn. Ĉiuj valvoj sur duktosistemo devas esti plen-havenaj (plen-malfermaĵo) por permesi la trairejon de porkoj.

Duktoj ankaŭ bezonas energion por kontraŭbatali la frikcion de la dukto kaj konservi la premon kaj fluon de la linio. Oni uzas kompresor- aŭ pumpstaciojn, kiuj aspektas kiel malgrandaj versioj de procezfabriko sen la altaj krakaj turoj. Tiuj stacioj estas hejmo al dekduoj da pordego, pilko kaj kontrolduktovalvoj.
La duktoj mem estas dizajnitaj laŭ diversaj normoj kaj kodoj, dum duktovalvoj sekvas API 6D Pipeline Valves.
Ekzistas ankaŭ pli malgrandaj duktoj kiuj manĝas en domojn kaj komercajn strukturojn. Tiuj linioj disponigas akvon kaj gason kaj estas garditaj per fermvalvoj.
Grandaj municipoj, precipe en la norda parto de Usono, disponigas vaporon por hejtado postuloj de komercaj klientoj. Ĉi tiuj vaporlinioj estas ekipitaj per diversaj valvoj por kontroli kaj reguligi la vaporprovizon. Kvankam la likvaĵo estas vaporo, la premoj kaj temperaturoj estas pli malaltaj ol tiuj trovitaj en elektrocentrala vaporgenerado. Diversaj valvotipoj estas uzataj en ĉi tiu servo, kvankam la respektinda ŝtopvalvo daŭre estas populara elekto.

RAFINERO KAJ PETROKEMIA
Rafinejaj valvoj respondecas pri pli da industria valvo-uzo ol iu ajn alia valvo-segmento. Rafinejoj estas hejmo al kaj korodaj fluidoj kaj en kelkaj 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 renkontita per multaj el tiuj valvoj, kroma koroda poŝmono ofte estas necesa. Ĉi tiu poŝmono manifestiĝas per pli grandaj murdikaĵoj, kiuj estas precizigitaj en la API-dezajnodokumentoj.

Praktike ĉiu grava valvtipo povas esti trovita en abundo en tipa granda rafinejo. La ĉiea pordegvalvo daŭre estas la reĝo de la monteto kun la plej granda populacio, sed kvaronturnaj valvoj prenas ĉiam pli grandan kvanton de sia merkatparto. La kvaronturnaj produktoj farantaj sukcesajn enirojn en ĉi tiu industrio (kiu ankaŭ iam estis dominita per liniaj produktoj) inkluzivas altkvalitajn trioblajn kompensajn papilivalvojn kaj metal-sidajn pilkvalvojn.

Norma pordego, globo kaj kontrolvalvoj ankoraŭ troviĝas amase, kaj pro la koreco de ilia dezajno kaj ekonomio de fabrikado, ne baldaŭ malaperos.
Premrangigoj por rafinejaj valvoj kuras la gamon de Klaso 150 ĝis Klaso 1500, kun Klaso 300 la plej populara.
Simplaj karbonŝtaloj, kiel ekzemple grado WCB (rolantaro) kaj A-105 (forĝita) estas la plej popularaj materialoj precizigitaj kaj uzitaj en valvoj por rafineja servo. Multaj rafinaj procezaj aplikoj puŝas la suprajn temperaturlimojn de simplaj karbonŝtaloj, kaj pli alt-temperaturaj alojoj estas precizigitaj por tiuj aplikoj. La plej popularaj el tiuj estas la kromo/moly-ŝtaloj kiel ekzemple 1-1/4% Cr, 2-1/4% Cr, 5% Cr kaj 9% Cr. Neoksideblaj ŝtaloj kaj alt-nikelaj alojoj ankaŭ estas uzitaj en kelkaj precipe severaj rafinaj procezoj.

KEMIA
La kemia industrio estas granda uzanto de valvoj de ĉiuj tipoj kaj materialoj. De malgrandaj arfabrikoj ĝis la enormaj petrolkemiaj kompleksoj trovitaj sur la Golfbordo, valvoj estas grandega parto de kemiaj procezaj tubsistemoj.

La plej multaj aplikoj en kemiaj procezoj estas pli malaltaj en premo ol multaj rafinaj procezoj kaj elektroproduktado. La plej popularaj premklasoj por kemiaj plantvalvoj kaj tubaroj estas Klasoj 150 kaj 300. Kemiaj plantoj ankaŭ estis la plej granda ŝoforo de la merkatpartopreno kiun pilkvalvoj luktis de liniaj valvoj dum la pasintaj 40 jaroj. La fortika sesila pilkvalvo, kun sia nul-elflua fermo, estas perfekta por multaj kemiaj plantaj aplikoj. La kompakta grandeco de la pilkvalvo estas populara trajto ankaŭ.
Estas ankoraŭ kelkaj kemiaj plantoj kaj plantaj procezoj, kie oni preferas liniajn valvojn. En ĉi tiuj kazoj, la popularaj API 603-dezajnitaj valvoj, kun pli maldikaj muroj kaj pli malpezaj pezoj, estas kutime la pordego aŭ globvalvo de elekto. Kontrolo de kelkaj kemiaĵoj ankaŭ estas efike plenumita per diafragmo aŭ pinĉvalvoj.
Pro la koroda naturo de multaj kemiaĵoj kaj kemi-faraj procezoj, materiala elekto estas kritika. La defakta materialo estas la 316/316L-grado de aŭstenita neoksidebla ŝtalo. Ĉi tiu materialo funkcias bone por batali korodon de amaso da foje malbonaj fluidoj.

Por iuj pli malfacilaj korodaj aplikoj, pli da protekto estas necesa. Aliaj alt-efikecaj gradoj de aŭstenita neoksidebla ŝtalo, kiel 317, 347 kaj 321 estas ofte 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 GASO DISPARO
Kaj likva tergaso (LNG) kaj la procezoj necesaj por gasapartigo dependas de ampleksa tubado. Tiuj aplikoj postulas valvojn kiuj povas funkciigi ĉe tre malaltaj kriogenaj temperaturoj. La industrio de LNG, kiu kreskas rapide en Usono, daŭre serĉas ĝisdatigi kaj plibonigi la procezon de gasa likvigado. Tiucele, tubaroj kaj valvoj fariĝis multe pli grandaj kaj premopostuloj estis levitaj.

Ĉi tiu situacio devigis valvproduktantojn evoluigi dezajnojn por renkonti pli malfacilajn parametrojn. Kvaronturnaj pilkoj kaj papiliaj valvoj estas popularaj por LNG-servo, kun 316ss [neoksidebla ŝtalo] la plej populara materialo. ANSI Class 600 estas la kutima premplafono por la plej multaj LNG-aplikoj. Kvankam kvaronturnaj produktoj estas la plej popularaj valvotipoj, pordego, globo kaj kontrolvalvoj troveblas ankaŭ en la plantoj.

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

Kaj LNG kaj gasaj apartigejoj havas malalt-temperaturajn valvojn kiuj devas resti operacieblaj en tiuj kriogenaj kondiĉoj. Ĉi tio signifas, ke la valva paksistemo devas esti levita for de la malalt-temperatura likvaĵo per la uzo de gaso aŭ densiga kolono. Ĉi tiu gaskolono malhelpas la likvaĵon formi glacibulon ĉirkaŭ la paka areo, kio malhelpus la valvtigon turniĝi aŭ leviĝi.

KOMERCIAJ KONSTRUAĜOJ
Komercaj konstruaĵoj ĉirkaŭas nin sed krom se ni tre atentas dum ili estas konstruitaj, ni havas malmulte da indico 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 tubajn sistemojn portantajn multajn kombinaĵojn de la hidrogeno/oksigena komponaĵo en la formo de trinkeblaj fluidoj, kloakaĵo, varma akvo, griza akvo kaj fajroprotekto.

De konstrua postviva vidpunkto, fajrosistemoj estas plej kritikaj. Fajroprotekto en konstruaĵoj estas preskaŭ universale nutrita kaj plenigita per pura akvo. Por ke fajroakvaj sistemoj estu efikaj, ili devas esti fidindaj, havi sufiĉan premon kaj esti oportune lokitaj tra la strukturo. Ĉi tiuj sistemoj estas dizajnitaj por aŭtomate energiigi en kazo de fajro.
Altkonstruaĵoj postulas la saman akvopremservon sur la supraj etaĝoj kiel la malsupraj etaĝoj tiel altpremaj pumpiloj kaj fajfado devas esti uzitaj por ricevi la akvon supren. La fajfaj sistemoj estas kutime klaso 300 aŭ 600, depende de konstrualteco. Ĉiuj specoj de valvoj estas uzataj en ĉi tiuj aplikoj; tamen, la valvdezajnoj devas esti aprobitaj fare de Underwriters Laboratories aŭ Factory Mutual por fajroĉefservo.

La samaj klasoj kaj specoj de valvoj uzitaj por fajroservovalvoj estas uzitaj por trinkakvodistribuo, kvankam la aprobprocezo ne estas tiel strikta.
Komercaj klimatizilsistemoj trovitaj en grandaj komercaj strukturoj kiel ekzemple oficejaj konstruaĵoj, hoteloj kaj hospitaloj estas kutime alcentrigitaj. Ili havas grandan malvarmigan unuon aŭ vaporkaldronon por malvarmigi aŭ varmigi fluidon uzatan por translokado de malvarma aŭ alta temperaturo. Tiuj sistemoj ofte devas pritrakti fridigaĵojn kiel ekzemple R-134a, hidrofluorokarbono, aŭ en la kazo de gravaj hejtsistemoj, vaporo. Pro la kompakta grandeco de papiliaj kaj pilkaj valvoj, ĉi tiuj tipoj fariĝis popularaj en HVAC-fridigsistemoj.

Sur la vaporflanko, kelkaj kvaronturnaj valvoj faris envojojn en uzo, tamen multaj akvotubaraj inĝenieroj daŭre fidas je liniaj pordegoj kaj globvalvoj, precipe se la fajfado postulas pugoveldajn finojn. Por tiuj moderaj vaporaplikoj, ŝtalo prenis la lokon de gisfero pro la veldebleco de ŝtalo.

Kelkaj hejtsistemoj uzas varman akvon anstataŭe de vaporo kiel transiga fluido. Ĉi tiuj sistemoj estas bone servitaj per bronzaj aŭ feraj valvoj. Kvaronturnaj elastaj sesilaj pilko kaj papiliaj valvoj estas tre popularaj, kvankam kelkaj liniaj dezajnoj daŭre estas uzitaj.

KONKLUDO
Kvankam pruvoj pri la valvaplikoj menciitaj en ĉi tiu artikolo eble ne estas videblaj dum vojaĝo al Starbucks aŭ al la domo de avino, iuj tre gravaj valvoj ĉiam estas proksime. Estas eĉ valvoj en la motoro de la aŭto uzata por atingi tiujn lokojn kiel 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 denove. Kaj se tiuj valvoj ne estas sufiĉe proksimaj al niaj ĉiutagaj vivoj, konsideru la realecon, ke niaj koroj batas regule per kvar esencaj flukontrolaj aparatoj.

Ĉi tio estas nur alia ekzemplo de la realo, ke: valvoj estas vere ĉie. VM
Parto II de tiu artikolo kovras kromajn industriojn kie valvoj estas uzitaj. Iru al www.valvemagazine.com por legi pri pulpo kaj papero, maraj aplikoj, digoj kaj hidrelektra energio, suna, fero kaj ŝtalo, aerospaco, geoterma, kaj metia bierofarado kaj distilado.

GREG JOHNSON estas prezidanto de United Valve (www.unitedvalve.com) en Houston. Li estas kontribuanta redaktisto al VALVE Magazine, pasinta prezidanto de la Valvo-Riparo-Konsilio kaj nuna VRC-estrarano. Li ankaŭ deĵoras sur Education & Training Committee de VMA, estas vicprezidanto de Communications Committee de VMA kaj estas pasinta prezidanto de la Manufacturers Standardization Society.