Tempat Katup Dianggo: Di Mana Waé!

08 Nopémber 2017 Ditulis ku Greg Johnson

Klep tiasa dipendakan ampir di mana waé ayeuna: di bumi urang, di handapeun jalan, di gedong komérsial sareng di rébuan tempat di jero pembangkit listrik sareng cai, pabrik kertas, kilang minyak, pabrik kimia sareng fasilitas industri sareng infrastruktur sanésna.
Industri klep téh lega pisan, kalawan segmen-segmen anu rupa-rupa ti distribusi cai nepi ka tanaga nuklir nepi ka minyak jeung gas hulu jeung hilir. Masing-masing industri pamaké ahir ieu ngagunakeun sababaraha jinis klep dasar; kumaha oge, rinci konstruksi jeung bahanna mindeng béda pisan. Ieu conto-conto na:

PANGGUNAAN CAI
Dina dunya distribusi cai, tekananana ampir sok relatif handap sareng suhu di sabudeureunana. Dua fakta aplikasi éta ngamungkinkeun sababaraha unsur desain klep anu moal kapanggih dina alat anu langkung nangtang sapertos klep uap suhu luhur. Suhu di sabudeureun layanan cai ngamungkinkeun panggunaan elastomer sareng segel karét anu henteu cocog di tempat sanés. Bahan lemes ieu ngamungkinkeun klep cai dilengkepan pikeun nutup tetesan kalayan pageuh.

Pertimbangan séjén dina klep layanan cai nyaéta pilihan bahan konstruksi. Beusi cor sareng ulet dianggo sacara éksténsif dina sistem cai, khususna garis diaméter luar anu ageung. Garis anu alit pisan tiasa diurus kalayan saé nganggo bahan klep perunggu.

Tekanan anu katingali ku kalolobaan klep cai biasana jauh di handap 200 psi. Ieu hartosna desain tekanan anu langkung luhur anu témbokna langkung kandel henteu diperyogikeun. Sanaos kitu, aya kasus dimana klep cai didamel pikeun nanganan tekanan anu langkung luhur, dugi ka sakitar 300 psi. Aplikasi ieu biasana dina saluran cai anu panjang caket sumber tekanan. Kadang-kadang klep cai anu langkung luhur ogé kapanggih dina titik tekanan pangluhurna dina bendungan anu jangkung.

Asosiasi Karya Cai Amérika (AWWA) parantos ngaluarkeun spésifikasi anu ngawengku rupa-rupa jinis klep sareng aktuator anu dianggo dina aplikasi karya cai.

CAI LIMBAH
Sisi séjén tina cai nginum seger anu asup kana fasilitas atanapi struktur nyaéta cai limbah atanapi kaluaran solokan. Pipa-pipa ieu ngumpulkeun sadaya cairan limbah sareng padatan teras ngarahkeunana ka pabrik pangolahan limbah. Pabrik pangolahan ieu ngagaduhan seueur pipa tekanan rendah sareng klep pikeun ngalaksanakeun "padamelan kotorna". Sarat pikeun klep cai limbah dina seueur kasus langkung hampang tibatan sarat pikeun layanan cai bersih. Gerbang beusi sareng klep cek mangrupikeun pilihan anu paling populér pikeun jinis layanan ieu. Klep standar dina layanan ieu didamel saluyu sareng spésifikasi AWWA.

INDUSTRI TENAGA
Kaseueuran énergi listrik anu dihasilkeun di Amérika Serikat dihasilkeun dina pembangkit listrik uap anu nganggo bahan bakar fosil sareng turbin kecepatan tinggi. Ngabongkar panutup pembangkit listrik modéren bakal ngahasilkeun pandangan sistem pipa tekanan tinggi sareng suhu tinggi. Jalur utama ieu mangrupikeun anu paling penting dina prosés pembangkit listrik uap.

Katup gerbang tetep janten pilihan utama pikeun aplikasi on/off pembangkit listrik, sanaos aya ogé katup globe pola-Y pikeun tujuan khusus. Katup bal layanan kritis anu berkinerja tinggi beuki populer di kalangan sababaraha désainer pembangkit listrik sareng nuju ngadamel kamajuan di dunya anu baheula didominasi katup linier ieu.

Metalurgi penting pisan pikeun klep dina aplikasi kakuatan, khususna anu beroperasi dina rentang operasi tekanan sareng suhu superkritis atanapi ultra-superkritis. F91, F92, C12A, sareng sababaraha Inconel sareng paduan stainless steel umumna dianggo dina pembangkit listrik ayeuna. Kelas tekanan kalebet 1500, 2500 sareng dina sababaraha kasus 4500. Sifat modulasi pembangkit listrik puncak (anu beroperasi ngan ukur upami diperyogikeun) ogé masihan tekanan anu ageung kana klep sareng pipa, anu meryogikeun desain anu kuat pikeun nanganan kombinasi ekstrim tina siklus, suhu sareng tekanan.
Salian ti katup uap utama, pembangkit listrik dieusi ku pipa tambahan, anu dieusi ku rupa-rupa katup gerbang, globe, check, butterfly sareng ball.

Pembangkit listrik tenaga nuklir beroperasi dumasar kana prinsip uap/turbin kecepatan tinggi anu sami. Bédana utama nyaéta dina pembangkit listrik tenaga nuklir, uap dihasilkeun ku panas tina prosés fisi. Klep pembangkit listrik tenaga nuklir sami sareng dulur-dulurna anu nganggo bahan bakar fosil, kecuali silsilahna sareng sarat tambahan pikeun reliabilitas mutlak. Klep nuklir diproduksi dumasar kana standar anu luhur pisan, kalayan dokuméntasi kualifikasi sareng inspeksi ngeusian ratusan halaman.

PRODUKSI MINYAK JEUNG GAS
Sumur minyak sareng gas sareng fasilitas produksi mangrupikeun pangguna klep anu seueur, kalebet seueur klep tugas beurat. Sanaos semburan minyak anu nyembur ratusan kaki ka hawa sigana moal deui kajadian, gambar éta ngagambarkeun poténsi tekanan minyak sareng gas handapeun taneuh. Ieu sababna sirah sumur atanapi tangkal Natal disimpen di luhur pipa sumur anu panjang. Rakitan ieu, kalayan kombinasi klep sareng perlengkapan khususna, dirancang pikeun nanganan tekanan langkung ti 10.000 psi. Sanaos jarang kapanggih dina sumur anu digali di darat ayeuna, tekanan anu ekstrim anu luhur sering kapanggih dina sumur lepas pantai anu jero.

Desain parabot hulu sumur ditangtayungan ku spésifikasi API sapertos 6A, Spésifikasi pikeun parabot hulu sumur sareng tangkal Natal. Katup anu ditangtayungan ku 6A dirancang pikeun tekanan anu luhur pisan tapi suhu anu sedeng. Kaseueuran tangkal Natal ngandung klep gerbang sareng klep globe khusus anu disebut choke. Choke dianggo pikeun ngatur aliran tina sumur.

Salian ti hulu sumur éta sorangan, seueur fasilitas tambahan anu ngeusian lapangan minyak atanapi gas. Peralatan prosés pikeun ngolah minyak atanapi gas sateuacanna meryogikeun sababaraha klep. Klep ieu biasana dijieun tina baja karbon anu dipeunteun pikeun kelas anu langkung handap.

Sakapeung, cairan anu korosif pisan—hidrogén sulfida—aya dina aliran minyak bumi atah. Bahan ieu, disebut ogé gas haseum, tiasa fatal. Pikeun ngungkulan tantangan gas haseum, bahan khusus atanapi téknik pamrosésan bahan anu saluyu sareng spésifikasi NACE International MR0175 kedah dituturkeun.

INDUSTRI LEPAS PANTAI
Sistem perpipaan pikeun rig minyak lepas pantai sareng fasilitas produksi ngandung seueur klep anu didamel dumasar kana seueur spésifikasi anu béda pikeun nanganan rupa-rupa tantangan kontrol aliran. Fasilitas ieu ogé ngandung rupa-rupa puteran sistem kontrol sareng alat pangurang tekanan.

Pikeun fasilitas produksi minyak, jantung arteri nyaéta sistem pipa pamulihan minyak atanapi gas anu saleresna. Sanaos henteu salawasna aya dina platform éta sorangan, seueur sistem produksi nganggo tangkal Natal sareng sistem pipa anu beroperasi dina jerona 10.000 kaki atanapi langkung. Peralatan produksi ieu didamel dumasar kana seueur standar American Petroleum Institute (API) anu ketat sareng dirujuk dina sababaraha Praktik anu Disarankeun API (RP).

Dina kalolobaan platform minyak anu ageung, prosés tambahan diterapkeun kana cairan atah anu asalna tina sirah sumur. Ieu kalebet misahkeun cai tina hidrokarbon sareng misahkeun gas sareng cairan gas alam tina aliran cairan. Sistem pipa pasca-poé Natal ieu umumna diwangun dumasar kana kode pipa American Society of Mechanical Engineers B31.3 kalayan klep anu dirancang saluyu sareng spésifikasi klep API sapertos API 594, API 600, API 602, API 608 sareng API 609.

Sababaraha sistem ieu ogé tiasa ngandung gerbang API 6D, klep bal, sareng klep cék. Kusabab pipa naon waé dina platform atanapi kapal bor aya di jero fasilitas, sarat anu ketat pikeun nganggo klep API 6D pikeun pipa henteu lumaku. Sanaos sababaraha jinis klep dianggo dina sistem perpipaan ieu, jinis klep pilihan nyaéta klep bal.

Pipa
Sanaos kalolobaan pipa disumputkeun tina pandangan, ayana biasana katingali. Tanda-tanda alit anu nyatakeun "pipa minyak bumi" mangrupikeun salah sahiji indikator anu jelas ngeunaan ayana pipa transportasi bawah tanah. Pipa-pipa ieu dilengkepan ku seueur klep penting sapanjangna. Katup pareum pipa darurat aya dina interval anu ditangtukeun ku standar, kode, sareng hukum. Katup-katup ieu ngalayanan jasa penting pikeun ngasingkeun bagian pipa upami aya bocor atanapi nalika pangropéa diperyogikeun.

Ogé sumebar di sapanjang rute pipa nyaéta fasilitas dimana jalur kaluar tina taneuh sareng aksés jalur sayogi. Stasion-stasion ieu mangrupikeun tempat pikeun alat paluncuran "babi", anu diwangun ku alat-alat anu dipasang kana pipa boh pikeun mariksa atanapi ngabersihkeun jalur. Stasion paluncuran babi ieu biasana ngandung sababaraha klep, boh jinis gerbang atanapi bal. Sadaya klep dina sistem pipa kedah pinuh-port (bukaan pinuh) pikeun ngamungkinkeun jalanna babi.

Pipa ogé peryogi énergi pikeun ngalawan gesekan pipa sareng ngajaga tekanan sareng aliran pipa. Stasion kompresor atanapi pompa anu katingalina sapertos vérsi alit tina pabrik prosés tanpa menara retakan anu jangkung dianggo. Stasion-stasion ieu mangrupikeun tempat pikeun puluhan klep pipa gerbang, bal, sareng cek.
Pipa-pipa éta sorangan dirancang luyu jeung rupa-rupa standar jeung kode, sedengkeun klep pipa nuturkeun API 6D Pipeline Valves.
Aya ogé pipa anu langkung alit anu nyambung ka bumi sareng struktur komérsial. Pipa-pipa ieu nyayogikeun cai sareng gas sareng dijaga ku klep pareum.
Kotamadya ageung, khususna di bagian kalér Amérika Serikat, nyayogikeun uap pikeun kabutuhan pemanasan konsumén komérsial. Jalur suplai uap ieu dilengkepan ku rupa-rupa klep pikeun ngontrol sareng ngatur suplai uap. Sanaos cairanana nyaéta uap, tekanan sareng suhu langkung handap tibatan anu aya dina pembangkit listrik uap. Rupa-rupa jinis klep dianggo dina jasa ieu, sanaos klep colokan anu terhormat masih janten pilihan anu populér.

KILANG SIRPAN JEUNG PETROKIMIA
Katup kilang minyak nyumbang langkung seueur panggunaan klep industri tibatan segmen klep anu sanés. Kilang minyak mangrupikeun tempat pikeun cairan korosif sareng dina sababaraha kasus, suhu anu luhur.
Faktor-faktor ieu nangtukeun kumaha klep diwangun luyu sareng spésifikasi desain klep API sapertos API 600 (klep gerbang), API 608 (klep bal) sareng API 594 (klep cék). Kusabab layanan anu kasar anu disanghareupan ku seueur klep ieu, tunjangan korosi tambahan sering diperyogikeun. Tunjangan ieu diwujudkeun ngalangkungan ketebalan témbok anu langkung ageung anu ditangtukeun dina dokumén desain API.

Ampir unggal jinis klep utama tiasa dipendakan sacara melimpah di kilang minyak ageung anu has. Klep gerbang anu aya di mana-mana masih janten raja bukit kalayan populasi panggedéna, tapi klep quarter-turn nyandak pangsa pasar anu beuki ageung. Produk quarter-turn anu suksés dina industri ieu (anu ogé baheula didominasi ku produk linier) kalebet klep kupu-kupu triple offset kinerja tinggi sareng klep bal anu dipasang logam.

Katup gerbang, globe, sareng cek standar masih seueur kapanggih, sareng kusabab desainna anu kuat sareng efisiensi manufakturna, moal ngaleungit dina waktos anu caket.
Rating tekanan pikeun klep kilang minyak rupa-rupa ti Kelas 150 dugi ka Kelas 1500, kalayan Kelas 300 anu paling populér.
Baja karbon polos, sapertos WCB kelas (tuang) sareng A-105 (tempa) mangrupikeun bahan anu paling populér anu ditangtukeun sareng dianggo dina klep pikeun jasa kilang minyak. Seueur aplikasi prosés pamurnian ngadorong wates suhu luhur baja karbon polos, sareng paduan suhu anu langkung luhur ditangtukeun pikeun aplikasi ieu. Anu paling populér nyaéta baja krom/moly sapertos 1-1/4% Cr, 2-1/4% Cr, 5% Cr sareng 9% Cr. Baja tahan karat sareng paduan nikel tinggi ogé dianggo dina sababaraha prosés pamurnian anu kasar pisan.

KIMIA
Industri kimia mangrupikeun pangguna ageung klep tina sagala jinis sareng bahan. Ti pabrik batch leutik dugi ka kompleks petrokimia ageung anu aya di basisir Teluk, klep mangrupikeun bagian ageung tina sistem perpipaan prosés kimia.

Kaseueuran aplikasi dina prosés kimia langkung handap tekananna tibatan seueur prosés pamurnian sareng pembangkit listrik. Kelas tekanan anu paling populér pikeun klep sareng pipa pabrik kimia nyaéta Kelas 150 sareng 300. Pabrik kimia ogé janten pendorong panggedéna pikeun akuisisi pangsa pasar anu direbut ku klep bal tina klep linier salami 40 taun ka pengker. Klep bal anu dipasang ulet, kalayan panutup nol-bocorna, cocog pisan pikeun seueur aplikasi pabrik kimia. Ukuran klep bal anu kompak ogé mangrupikeun fitur anu populér.
Masih aya sababaraha pabrik kimia sareng prosés pabrik dimana klep linier langkung dipikaresep. Dina kasus ieu, klep anu dirancang API 603 anu populér, kalayan témbok anu langkung ipis sareng beurat anu langkung hampang, biasana janten klep gerbang atanapi globe pilihan. Kontrol sababaraha bahan kimia ogé sacara efektif dilaksanakeun ku klep diafragma atanapi klep jepit.
Kusabab sipat korosif tina seueur bahan kimia sareng prosés pembuatan bahan kimia, pilihan bahan penting pisan. Bahan defacto nyaéta baja tahan karat austenitik kelas 316/316L. Bahan ieu tiasa dianggo kalayan saé pikeun ngalawan korosi tina sajumlah cairan anu kadang-kadang jahat.

Pikeun sababaraha aplikasi korosif anu langkung tangguh, peryogi panyalindungan anu langkung seueur. Baja tahan karat austenitik anu berkinerja tinggi anu sanés, sapertos 317, 347 sareng 321 sering dipilih dina kaayaan ieu. Aloi sanés anu dianggo ti waktos ka waktos pikeun ngontrol cairan kimia kalebet Monel, Alloy 20, Inconel sareng 17-4 PH.

PISAH LNG JEUNG GAS
Gas alam cair (LNG) sareng prosés anu diperyogikeun pikeun pamisahan gas ngandelkeun pipa anu éksténsif. Aplikasi ieu meryogikeun klep anu tiasa beroperasi dina suhu kriogenik anu handap pisan. Industri LNG, anu nuju mekar gancang di Amérika Serikat, teras-terasan milarian pikeun ningkatkeun sareng ningkatkeun prosés pencairan gas. Pikeun tujuan ieu, pipa sareng klep parantos janten langkung ageung sareng sarat tekanan parantos ningkat.

Kaayaan ieu meryogikeun produsén klep pikeun ngembangkeun desain pikeun minuhan parameter anu langkung ketat. Katup bal sareng kupu-kupu saparapat puteran populér pikeun layanan LNG, kalayan 316ss [stainless steel] bahan anu paling populér. ANSI Kelas 600 nyaéta wates tekanan anu biasa pikeun kaseueuran aplikasi LNG. Sanaos produk saparapat puteran mangrupikeun jinis klep anu paling populér, klep gerbang, globe sareng cek ogé tiasa dipendakan di pabrik.

Layanan pamisahan gas ngalibatkeun ngabagi gas kana unsur-unsur dasar masing-masing. Salaku conto, metode pamisahan hawa ngahasilkeun nitrogén, oksigén, hélium sareng gas-gas sanésna. Sifat prosés anu suhuna handap pisan hartosna seueur klep kriogenik diperyogikeun.

Pabrik pamisahan LNG sareng gas gaduh klep suhu handap anu kedah tetep tiasa dianggo dina kaayaan kriogenik ieu. Ieu ngandung harti yén sistem pengepakan klep kedah diangkat jauh tina cairan suhu handap ngalangkungan panggunaan kolom gas atanapi kondensasi. Kolom gas ieu nyegah cairan ngabentuk bal és di sakitar daérah pengepakan, anu bakal nyegah gagang klep muter atanapi naék.

GEDONG KOMERSIAL
Wangunan komérsial di sakuriling urang, tapi lamun urang teu merhatikeun pisan nalika diwangunna, urang teu nyaho lobana arteri cairan anu disumputkeun di jero témbok-témbokna anu diwangun ku pasangan bata, kaca, jeung logam.

Cai mangrupikeun panyebut umum di ampir unggal gedong. Sadaya struktur ieu ngandung rupa-rupa sistem perpipaan anu ngandung seueur kombinasi sanyawa hidrogén/oksigén dina bentuk cairan anu tiasa diinum, cai limbah, cai panas, cai abu-abu sareng panyalindungan seuneu.

Tina sudut pandang kasalametan wangunan, sistem seuneu mangrupikeun anu paling penting. Panangtayungan seuneu dina wangunan ampir sacara universal dieusi sareng dieusi ku cai bersih. Supados sistem cai seuneu efektif, éta kedah tiasa diandalkeun, gaduh tekanan anu cekap sareng ayana di sakumna struktur. Sistem ieu dirancang pikeun otomatis ngaktipkeun énergi upami aya kahuruan.
Wangunan jangkung merlukeun layanan tekanan cai anu sami di lantéi luhur sapertos lantéi handap, janten pompa tekanan tinggi sareng pipa kedah dianggo pikeun naékkeun cai ka luhur. Sistem pipa biasana Kelas 300 atanapi 600, gumantung kana jangkungna wangunan. Sadaya jinis klep dianggo dina aplikasi ieu; kumaha oge, desain klep kedah disatujuan ku Laboratorium Underwriters atanapi Factory Mutual pikeun layanan utama seuneu.

Kelas sareng jinis klep anu sami anu dianggo pikeun klep layanan pemadam kebakaran dianggo pikeun distribusi cai nginum, sanaos prosés persetujuanna henteu ketat.
Sistem AC komérsial anu aya dina struktur bisnis ageung sapertos gedong kantor, hotél sareng rumah sakit biasana terpusat. Éta gaduh unit chiller ageung atanapi boiler pikeun niiskeun atanapi manaskeun cairan anu dianggo pikeun mindahkeun suhu tiis atanapi luhur. Sistem ieu sering kedah nanganan refrigeran sapertos R-134a, hidro-fluorokarbon, atanapi dina kasus sistem pemanasan utama, uap. Kusabab ukuran klep kupu-kupu sareng bal anu kompak, jinis ieu janten populer dina sistem chiller HVAC.

Dina sisi uap, sababaraha klep saparapat puteran parantos ngadamel kamajuan dina panggunaan, tapi seueur insinyur pipa masih ngandelkeun klep gerbang linier sareng globe, khususna upami pipa meryogikeun tungtung butt-weld. Pikeun aplikasi uap anu sedeng ieu, baja parantos ngagentos beusi tuang kusabab kamampuan las baja.

Sababaraha sistem pemanasan nganggo cai panas tinimbang uap salaku cairan transfer. Sistem ieu dilayanan kalayan saé ku klep perunggu atanapi beusi. Klep bal sareng kupu-kupu anu dipasang dina saparapat puteran populér pisan, sanaos sababaraha desain linier masih dianggo.

KACINDEKAN
Sanaos bukti aplikasi klep anu disebatkeun dina tulisan ieu panginten henteu tiasa ditingali nalika angkat ka Starbucks atanapi ka bumi nini, sababaraha klep anu penting pisan sok aya di caket dieu. Malah aya klep dina mesin mobil anu dianggo pikeun angkat ka tempat-tempat sapertos anu aya dina karburator anu ngontrol aliran bahan bakar kana mesin sareng anu aya dina mesin anu ngontrol aliran bénsin kana piston sareng kaluar deui. Sareng upami klep éta henteu caket pisan sareng kahirupan urang sapopoe, pertimbangkeun kanyataan yén jantung urang ngadégdég sacara teratur ngalangkungan opat alat kontrol aliran anu penting.

Ieu ngan saukur conto séjén tina kanyataan yén: klep leres-leres aya di mana-mana. VM
Bagian II tina tulisan ieu ngawengku industri tambahan dimana klep dianggo. Buka www.valvemagazine.com pikeun maca ngeunaan pulp & kertas, aplikasi kelautan, bendungan sareng tenaga hidroelektrik, surya, beusi sareng baja, aerospace, panas bumi, sareng pembuatan bir sareng penyulingan karajinan.

GREG JOHNSON nyaéta présidén United Valve (www.unitedvalve.com) di Houston. Anjeunna mangrupikeun éditor kontributor pikeun Majalah VALVE, mantan pupuhu Déwan Perbaikan Katup sareng anggota dewan VRC ayeuna. Anjeunna ogé ngajabat di Komite Pendidikan & Pelatihan VMA, wakil pupuhu Komite Komunikasi VMA sareng mantan présidén Masyarakat Standardisasi Manufaktur.