Криогенные клапаны HAVI Engineering: характеристики, особенности и примеры.

Отрасль криогенных приложений в России получила активное развитие благодаря требованиям космических программ, металлургии, химической промышленности. В последние годы криогенные технологии, в том числе и криогенная арматура, являются неотъемлемой частью технологий, применяемых в нефтегазовой отрасли. У специалистов ВСП накоплен определенный опыт по решениям для криогенных приложений. Сотрудничество в течение многих лет с конечными пользователями в области нефтегазовой промышленности и с производителями криогенной инструментальной арматуры, например, с Parker Bestobell, с HAVI Engineering (Индия), позволяет ВСП предложить рынку оборудование с характеристиками, удовлетворяющими специальным требованиям операторов производства, OEM-компаний и интеграторов.

Конструктивное исполнение криогенных клапанов HAVI серии CGVA и CDBB соответствует требованиям стандартов EN12516 part 1&2, EN1626, ASME B16.34.
- Крышка клапанов выполнена с болтовым креплением, таким образом снижается зависимость от линейного расширения материала при изменении температуры и обеспечивается простое обслуживание клапана даже в замкнутом пространстве.
- Удлиненные шток и крышка криогенной арматуры также позволяют изолировать набивку сальника от температурного воздействия. По запросу пользователя доступно увеличение стандартной длины штока и крышки.
- Конструктивное исполнение предотвращает утечку через уплотнение крышки.

Материалы исполнения как корпуса, так и внутренние элементы и детали клапана, контактирующие с рабочей средой, включают нержавеющую сталь, также возможно использование дуплексной стали и сплавов типа инконель, хастеллой. В качестве материалов уплотнения в криогенных клапанах HAVI применяется Viton, PTFE, PCTFE.

Стандарты тестирования и безопасность.
Безопасность работы оборудования играет особо важную роль, если рабочей средой является кислород — клапаны HAVI подвергаются очистке и обезжириванию для приложений с кислородом. На заводе производителя обеспечивается 100% тестирование в соответствии с ISO 5208, API 598. Тесты по спецификации MESC SPE 77/200 для криогенных приложений имеют подтверждение трех инспектирующих сторон по проведению технических испытаний — Veloci, TUV, DNV.

Клапан серии CDBB применяется для работы с жидкостями, газом и для работы на кислороде. Конфигурация клапана обеспечивает двойную отсечку и сброс.

- Рабочая температура: от -196 до +150 °C.
- Рабочее давление: от 20 до 100 бар.
- Исполнение корпуса: нержавеющая сталь.
- Исполнение запорной части: нержавеющая сталь.
- Доступно исполнение с удлиненным штоком.
- Присоединение к процессу: резьба BSP, NPT, приварка встык, приварка враструб, фланцевое.
- Обеспечивается соответствие стандартам ISO 7-1, ASME B1.20.1, ASME B 16.11, ASME B16.25.

Ниже приведены основные конструктивные характеристики криогенного клапана серии CDBB (DBB-типа).

Механизм разгрузки застойных зон.
В данном типе клапанов HAVI предусмотрен механизм разгрузки застойных зон, который позволяет снизить давление, вызванное тепловым расширением вследствие испарения рабочей среды. В шаре имеется отверстие, что позволяет уравновесить давление со стороны высокого давления при закрытии. Например, объем СПГ при комнатной температуре увеличивается в 600 раз.

Минимальное тепловое расширение.
Применение на корпусе болтов бОльшего размера и удвоение их количества снижает воздействие линейного теплового расширения и кардинально снижает вероятность утечек рабочей среды в атмосферу. В дополнение к этому, пружинные шайбы компенсируют тепловое сжатие элементов клапана, которое происходит во время теплового цикла.

Эффективная теплопередача.
Стандартная длина крышки клапана соответствует стандарту BS6364/MSS SP 77/200 (удлинение элементов оборудования, находящегося вне криогенного блока). Удлинение штока позволяет перенести сальниковое уплотнение в теплую зону, увеличивая расстояние сальника от потока рабочей среды. Температура рабочей среды по длине штока постепенно снижается, в результате изменяется ее агрегатное состояние из жидкого в газообразное, что приводит к созданию «газовой подушки» между уплотнением и рабочей средой. Такая «подушка» препятствует обмерзанию уплотнителя и сальника. При этом, чтобы не допустить избыточного теплопритока, толщина стенок арматуры должна быть минимально допустимой.

Криогенные клапаны HAVI серии CGVA предназначены для жидкой и газовой рабочей среды, а также для кислородных приложений. Доступно исполнение из различных материалов, включая инконель и другие сплавы.

Рабочая температура: от -196 до +150 °C.
Рабочее давление: 50 бар.
Исполнение корпуса: нержавеющая сталь.
Исполнение запорной части: нержавеющая сталь.
Доступно исполнение с удлиненным штоком.
Присоединение к процессу: резьба BSP, NPT, приварка встык, приварка враструб.
Присоединение по стандартам ISO 7-1, ASME B1.20.1, ASME B 16.11, ASME B16.25.

Один из запросов, с которым недавно работали специалисты ВСП, касался выбора и поставки криогенных клапанов для большого проекта, включающего производство, хранение и транспортировку СПГ. Рабочая среда состояла из смеси газов и включала: азот, сероводород, углекислый газ, кислород, метанол, метан, этан, пропан и др. Рабочая температура по спецификации заказчика от -165 до 150 °C, давление до 50 бар.
Криогенные клапаны HAVI серии CGVA полностью удовлетворяют техническим требованиям заказчика.

Пример заказного кода клапана серии CGVA для криогенных применений: CGVA-4F-4F-S6L:
- CGVA: Тип клапана;
- размер на подключения на входе: 1/4";
- размер на подключения на выходе: 1/4";
- материал: Нержавеющая сталь 316L.

Сотрудничество ВСП с компанией HAVI Engineering опирается и на опыт производителя на международных рынках, в частности, на соответствии оборудования стандартам по производству и испытаниям MESC SPE 77/200, MESC SPE 77/300 оборудования для криогенных приложений.

Инструментальная арматура партнера и поставщика ВСП HAVI Engineering аккредитована в ADNOC (Абу-Даби) — одной из десяти крупнейших компаний в мире, продукция HAVI поставляется для компаний ADGAS (Abu-Dhabi Gas Liquefaction Co), GASCO (Abu-Dhabi Gas Industries). В объем поставок по ряду проектов, в частности, вошли и клапаны для криогенных приложений:
- технологические клапаны DBB-типа с двойной отсечкой и дренажным клапаном;
- металлическое седло класса VI (ANSI);
- размер до 3", 2500;
- отвечают требованиям стандарта MESC SPE 77/312 Class A, B;
- испытаны в соответствии с требованиям по пожаробезопасности API 607, API 6FA;
- протестированы (Direct Witnessed Test) по требованиям MESC 77/300.