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从工程与安全的角度看ESD阀的需要(二)

从工程与安全的角度看ESD阀的需要(二)

2009/5/22 10:37:00

  从工程与安全的角度看ESD阀的需要

摘要

为满足ESD阀理想的可用性,已经设计了不同的工具。部分阀行程测试、阀-执行机构特征曲线、测试间隔(TI)在工业中是常见的。然而,没有既包括工程也包括安全方面的ESD阀的工业标准。ESD阀及其执行机构的设计随着操作员的不同而不同,有时,同一个操作员在设计不同的工艺时,也不相同。本文致力于解决ESD阀的常用工业标准。

关键词

紧急关断阀(ESD阀)、安全仪表系统(SIS)、安全仪表功能(SIF)、测试间隔(TI)、最大关断差压(DP)、资本支出(CAPEX)、部分行程、按要求的故障概率(PFDavg)、动态扭矩、扭距安全余量、过程危险分析(PHA)、危险源和可操作性研究HAZOP)、失效模式效果诊断分析FMEDA

 

阀安全因数与执行机构-阀扭矩安全余量(Ref 1)

除了差压,阀的扭矩也是应用的一个功能,例如,处理的流体,使用的阀座的类型。不同的阀厂商在扭矩计算上使用不同的阀安全系数。没有可用的标准或出版的数据来决定安全系数。太多的保留值导致过大的尺寸。在设计阶段应确定阀的安全系数。阀厂商不应增加额外的费用了。

从本质上说,需要考虑这些安全余量,记住:不管工艺条件,阀应在产品的生命周期中平稳地运行。

根据各种阀扭矩值、最小的供给压力和执行机构-阀扭矩安全系数余量选择执行机构的尺寸。考虑执行机构-阀的安全余量来满足生命周期的扭矩要求。工厂运行要求ESD阀长时间保持在当前的位置(全开条件下),这导致了灰尘累积和内部的磨损。

另外,很多最终用户都说所有的开/关阀都有相同的安全余量,而不管是何应用。能为油气行业定义三个不同的安全余量的应用。它们是一般功能(150%的安全余量),保护功能(200%的安全余量)和特殊功能,像主阀(250%安全余量)。某个操作员设置300%的安全余量。

对小尺寸的阀来说,例如50 mm NB,由于在物理尺寸或阀的设计上的限制,它很难,并且有时也不可能考虑200%250%扭矩要求。对这些案例来说,更大尺寸的阀,例如,80 mm NB,可应用于50 mm NB的管线,从而充分地匹配扭矩值。

在海上平台,特别是井口平台上,空间限制与结构负载是最关心的事项之一。未被证明是正确的安全余量不仅增加集成件的尺寸和成本,也将导致特别大的执行机构,从而增加了平台结构的额外负载。

高扭矩安全余量,执行机构的最大扭矩输出可以超过阀的MAST(可允许的最大轴扭矩),也许需要更大尺寸的型号(更大强度)或可以通过在执行机构管线上放置一个安全阀来实现额外的保护。

阀扭矩计算

让我们计算气提流程管线工艺上的阀扭矩值。使用Cameron阀公司提供的在线工具完成扭矩计算。

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