Создание эффективных жидкостных и газовых систем
Сегодня специалисты в нефтегазовой промышленности сталкиваются с новыми проблемами. Более глубокие скважины и более длительное подводное обустройство применяются в сочетании с инновационными методами бурения и добычи, чтобы обеспечить максимальную окупаемость инвестиций. Все бортовое оборудование должно быть тщательно отобрано, чтобы обеспечить надежную и безопасную работу на морских платформах в тяжелых условиях в течение всего срока службы. В отличие от стандартных трубных обжимных фитингов Swagelok® фитинги Swagelok® серии FK соответствуют этим требованиям и являются идеальным выбором для многих нефтегазовых систем при давлении до 22 500 фунтов на кв. дюйм (1551 бара). В этом информационном документе мы подробно рассмотрим, как обеспечить высокую надежность и снизить затраты на техобслуживание фитингов серии FK путем соблюдения надлежащей процедуры сборки, как фитинги серии FK помогают снизить вредное воздействие на окружающую среду за счет сокращения количества утечек благодаря уникальной конструкции и как повысить общий уровень безопасности путем защиты системы от коррозии.
Более эффективная работа на современном рынке добычи и переработки нефти и газа
В связи с тем что новые скважины по всему миру становятся все глубже, многочисленные критически важные производственные системы должны обеспечивать бескомпромиссную безопасность и надежность в самых требовательных условиях. Даже при работе в высококоррозионных средах и при высоких температурах владельцы и операторы ожидают, что их оборудование прослужит 20–30 лет.
В то же время нестабильные условия на рынке и все более строгие требования в сфере экологии вынуждают операторов сокращать затраты на техобслуживание, повышать скорость производства, снижать вредное воздействие на окружающую среду и повышать общий уровень безопасности работы. Добиться надежной работы не всегда легко, но возможно. Способность важнейших компонентов обеспечить надежность и герметичность может помочь операторам нефтегазовых платформ решить эти проблемы, особенно в перечисленных ниже критически важных системах.
Системы впрыска химреагентов
Системы впрыска химреагентов должны обеспечивать точное и воспроизводимое дозирование химических веществ в эксплуатационную скважину. Герметичность играет решающую роль для защиты персонала и окружающей среды, ведь любой простой может привести к значительному снижению добычи. Обычная система впрыска химреагентов может потребовать создания сотен отдельных соединений. Каждое из них — это потенциальное место утечки.
Гидравлические силовые установки (ГСУ)
ГСУ обеспечивают питанием системы для верхних строений, турельные и подводные системы. Простой ГСУ может привести к отключению этих систем и к серьезным финансовым убыткам каждый день. ГСУ — сложное оборудование, а трубные обжимные фитинги являются важнейшим компонентом для обеспечения надежной работы системы.
Соединительные блоки шлангового кабеля для верхних строений (TUTU)
Соединительные блоки шлангового кабеля для верхних строений, соответствующее шланговое соединение и изолированно работающие распределительные щиты должны обеспечивать герметичное соединение, а также изоляцию между оборудованием для верхних строений и подводным оборудованием для безопасного проведения техобслуживания. Для выполнения своих функций этим критически важным системам требуются высококачественные и надежные компоненты. Сбои могут привести к нарушению герметичности или инцидентам в сфере безопасности, что в свою очередь ведет к потенциальным простоям и производственным потерям.
Фитинги Swagelok серии FK являются идеальным решением для каждой из этих систем, позволяя обеспечить надежную работу, свести к минимуму объем техобслуживания и достигнуть невероятного уровня безопасности.
В этом информационном документе вы узнаете несколько причин, как и почему фитинги серии FK могут обеспечить потребности вашей системы, в том числе:
- почему следование рекомендациям по монтажу обеспечивает эффективную воспроизводимую сборку и надежную долгосрочную службу;
- технические и конструктивные характеристики, обеспечивающие высокую эффективность в сравнении с традиционными технологиями фитингов, которое распространены в сфере добычи и переработки;
- составы материалов фитингов серии FK для высокой коррозионной стойкости в экстремальной среде.
Методы сборки фитингов серии FK
Фитинги серии FK гарантируют долгосрочную эксплуатацию без утечек в системах среднего давления. В течение всего срока их службы требуется минимальный объем техобслуживания в сравнении с другими фитингами, что позволяет сократить затраты на техобслуживание и увеличить эффективность работы.
Есть несколько надежных и воспроизводимых методов монтажа фитингов серии FK в зависимости от системы или места установки (например, в цеху или на месте эксплуатации). Каждый метод монтажа обеспечивает надежное соединение при правильном выполнении.
Подготовка трубок
Монтаж фитингов серии FK начинается с надлежащей подготовки трубок.
Важно отметить, что фитинги серии FK требуют применения толстостенных трубок. Для резки толстостенных трубок требуется ножовка или приводная пила — последняя обеспечивает повышенную равномерность и гладкость.
Затем с трубок нужно снять заусенцы для надлежащего функционирования фитингов и их герметичности. Заусенцы могут отломиться и повредить компоненты в других частях системы, застряв в небольших отверстиях или поцарапав седла клапанов и мягкие уплотнения, такие как уплотнительные кольца. Ручные инструменты для снятия заусенцев эффективны, но опять же, их приводные аналоги обеспечивают повышенную гладкость кромок.
Необходимые инструменты
После подготовки трубок для сборки фитингов серии FK потребуются следующие инструменты:
- верстачные тиски для фиксации корпуса фитинга;
- гаечный ключ соответствующего размера и маркер (для монтажа по числу оборотов);
- динамометрический гаечный ключ с воротковой головкой соответствующего размера (для монтажа по моменту затяжки);
- инструмент предварительного обжима (для монтажа с использованием предварительного обжима);
- щуп для контроля зазоров серии FK;
- глубиномер серии FK — отметка глубины позволяет вставить трубку в фитинг максимально глубоко.
Монтаж по моменту затяжки
Монтаж фитингов серии FK по моменту затяжки требует использования динамометрического гаечного ключа соответствующего размера. Эта инструкция применима только к трубным обжимным фитингам серии FK размером от 1/4 до 9/16 дюйма.
Монтаж по числу оборотов
Для монтажа по числу оборотов используется обычный, а не динамометрический гаечный ключ, что позволяет обойтись без подсчета требуемого момента. Это позволяет монтажникам обеспечить большее единообразие. Эта инструкция применима к трубным обжимным фитингам серии FK размером от 1/4 до 3/4 дюйма.
2. Затем маркером нанесите отметку на гайку. Удерживая корпус в неподвижном положении, затяните гайку на один полный оборот с помощью гаечного ключа соответствующего размера.
Предварительный обжим
Предварительный обжим может быть выгоден, когда нужно смонтировать много соединений подряд. Например, при сборке фитингов в цеху на конвейере метод предварительного обжима более эффективен. Эта инструкция применима только к трубным обжимным фитингам серии FK размером от 1/4 до 9/16 дюйма.
2. Извлеките пластиковую ось из предварительно собранного картриджа.
5. Удерживая инструмент предварительного обжима в неподвижном положении, нанесите отметку на гайку и затяните гайку на три четверти оборота.
Метод предварительного обжима также можно выполнять с помощью многопатронного гидравлического обжимного аппарата для большей эффективности.
Обучение
Специалистам, работающим с фитингами серии FK, имеет смысл пройти комплексную программу обучения Swagelok, где более подробно рассматриваются описанные выше методы. Обучение помогает всем сотрудникам понять, как правильно устанавливать фитинги серии FK, и позволяет сократить затраты на техобслуживание. Обучение проводится сертифицированными специалистами Swagelok и доступно по всему миру независимо от вашего местоположения.
Работа без утечек
При правильной сборке фитинги серии FK обеспечивают надежную долгосрочную работу в критически важных нефтегазовых системах благодаря уникальным характеристикам их конструкции. Работа без утечек помогает повысить общую эффективность системы и уменьшить вредное влияние на окружающую среду путем сокращения потенциального уровня выбросов.
Прочность обхвата
Совокупный механический обхват двух обжимных колец позволяет фитингам серии FK обеспечить надежный обхват. Упрочненное переднее обжимное кольцо дает фитингу возможность физически обжать трубку, создавая очень высокое номинальное давление. Обжимные кольца с упрочненной поверхностью обеспечивают превосходный обхват трубки в системах, не терпящих компромиссов.
Виброустойчивость
Шарнирно-цанговый принцип действия фитингов серии FK допускает незначительное перемещение фитинга (называемое «пружинным эффектом»), сохраняя обхват и силу и позволяя добиться непревзойденной виброустойчивости. Это обеспечивает надежность при применении в системах, в которых регулярно возникает вибрация при работе. Пружинный эффект также позволяет фитинговым соединениям выдерживать изменения температуры, которые могут вызвать расширение и сжатие металлических сплавов, что в свою очередь может негативно отразиться на их характеристиках.
Газонепроницаемое уплотнение
Фитинги серии FK предусматривают две зоны контакта на более длинных поверхностях уплотнения — одну вдоль трубки, а вторую вдоль фитинга. Необходимо установить эти контактные поверхности под небольшим углом, обеспечив оптимальный уровень напряжения для безупречного уплотнения. Фитинги серии FK обеспечивают столь надежное уплотнение благодаря двум обжимным кольцам — переднее обжимное кольцо создает длинную плоскость контакта, а заднее обжимное кольцо эффективно обхватывает саму трубку, создавая собственную уплотнительную поверхность. Длинные прецизионно обработанные поверхности переднего обжимного кольца обеспечивают еще большую надежность газонепроницаемого уплотнения.
Оптимальные размеры
Предлагаются фитинги серии FK размером до 1 дюйма, что идеально подходит для экстремальных глубин, на которых сегодня осуществляется бурение. Больший размер позволяет буровым платформам обеспечить высокий расход на больших глубинах, гарантируя недостижимую для других фитингов эффективность.
Сравнение фитингов серии FK с фитингами с конусом и резьбой
Фитинги с конусом и резьбой традиционно применялись в критически важных нефтегазовых системах из-за высокого номинального давления. Однако в сравнении с фитингами серии FK они имеют ряд недостатков, которые могут привести к их неэффективности и вызвать потребность в дополнительном техобслуживании.
Сборка
Сборка фитингов с конусом и резьбой требует специальных знаний и опыта, а процесс сборки может быть трудоемким и занимать много времени. Для успешного монтажа фитингов с конусом и резьбой также требуются специальные инструменты и материалы, в том числе инструменты для нарезания резьбы и смазочно-охлаждающая жидкость для уменьшения трения в процессе нарезания. Фитинги серии FK, напротив, можно успешно установить с помощью обычного гаечного ключа и тисков. Фитинги серии FK позволяют специалистам выполнять монтаж приблизительно в 5 раз быстрее аналогичных фитингов с конусом и резьбой, обеспечивая герметичность с первого раза.
Техническое обслуживание
За счет достижения герметичности при правильном первоначальном монтаже фитинги серии FK позволяют обойтись без переделки после поставки оборудования и значительно уменьшают общую стоимость техобслуживания. Со временем фитинги с конусом и резьбой естественным образом развинчиваются, требуя дополнительного внимания. Подсчитано, что в стандартном верхнем строении буровой платформы 20 % соединений с конусом и резьбой нуждаются в переделке на этапе первоначальной сборки и испытаний под давлением. Для сравнения, правильно смонтированные фитинги серии FK почти не требуют переделки благодаря простой процедуре монтажа и возможности проверить качество монтажа с помощью щупа для контроля зазоров.
Сложность
Фитинги с конусом и резьбой требуют применения дополнительных антивибрационных компонентов в системах, для которых характерна регулярная тряска или вибрация. В отсутствие втулок с защитой от вибрации или при установке техническим специалистом, который недостаточно хорошо знаком с процессом подготовки и сборки, фитинги с конусом и резьбой могут начать протекать гораздо раньше, чем ожидает оператор.
Растущая экономия времени
Продукция серии FK обеспечивает значительную экономию времени. Представим изготовление комплекта рамных блоков среднего давления для верхних строений морских буровых платформ. Предположим, что в блоке будут использоваться трубки и фитинги из нержавеющей стали 316 и специально обученный монтажник будет выполнять каждое из 500 соединений.
Время монтажа фитингов каждого типа зависит от диаметра трубки, типа материалов и уровня навыков монтажника.
Логично предположить, что монтаж компрессионного фитинга серии FK от начала и до конца занимает 4 минуты. Монтаж фитинга с конусом и резьбой занимает 20 минут (в пять раз дольше).
Общее время подсоединения 500 фитингов серии FK в блоке составляет приблизительно 2000 минут (33,3 часа) в сравнении с 10 000 минут (166,7 часа) для фитингов с конусом и резьбой.
Рекомендации по подбору материалов
Коррозия происходит при окислении атомов металла под влиянием жидкости или газа, что ведет к утрате материала на его поверхности. В результате этой утраты толщина стенок компонента уменьшается, что делает его более уязвимым для механических повреждений. Поскольку нефтегазовые платформы работают в тяжелых условиях, где коррозия является постоянной проблемой, важно подобрать подходящие материалы при заказе всех критически важных компонентов. Для оптимальной защиты ваших активов от проблем, связанных с коррозией, предлагаются фитинги серии FK из разных материалов, в том числе из сплавов 2507, 625 и нержавеющей стали 316.
Сплав 2507 обеспечивает максимальную коррозионную стойкость в среде с высоким содержанием хлора, помогая предотвратить проблемы на морских буровых платформах. В его состав входят никель, молибден, хром, азот и марганец, которые обеспечивают значительную устойчивость к общей, точечной и щелевой коррозии, а также к коррозионному растрескиванию под напряжением (SCC), сохраняя свойства свариваемости.
Кроме того, сплав 2507 имеет повышенный предел текучести и прочности на разрыв при повышенных номинальных параметрах давления, позволяя фитингам серии FK работать под высоким давлением при меньшей толщине стенок, что увеличивает расход жидкости.
Специалисты Swagelok по материаловедению готовы помочь с выбором оптимального сочетания материалов для ваших потребностей с учетом рентабельности. Наши специалисты занимаются борьбой с коррозией с 1947 года. Мы поможем упростить задачу выбора благодаря глубокому пониманию факторов, способствующих возникновению коррозии, а также свойств материалов для борьбы с ней.
Как отличить виды коррозии
На морских буровых платформах могут образовываться несколько разных форм коррозии. Ниже представлено краткое описание каждого вида и их признаков.
Общая коррозия
Общая коррозия — самая распространенная и простая в определении форма — распределяется по поверхности металла относительно равномерно. Обычно она не ведет к полному отказу системы, но постепенное уменьшение толщины стенок нужно учитывать при расчете номинального давления.
Местная точечная коррозия
Точечная коррозия состоит в образовании небольших поражений, или точек, на поверхности материала. Обнаружить очаги коррозии можно при тщательном визуальном осмотре, однако они могут распространяться вглубь вплоть до образования сквозного отверстия в стенке трубки. Точечная коррозия чаще наблюдается в средах с высоким содержанием хлоридов при повышенных температурах.
Местная щелевая коррозия
В жидкостной или газовой системе щели имеются между опорами или хомутами и трубками, между соседними трубопроводами, а также под слоем грязи и отложений, которые могут скапливаться на поверхностях. Избежать образования щелей в трубопроводных конструкциях практически невозможно, и узкие щели представляют собой наибольшую опасность с точки зрения образования коррозии.
Коррозионное растрескивание под напряжением (SCC)
Коррозионное растрескивание под напряжением является опасным, поскольку может разрушать компонент при уровне напряжения ниже предела текучести сплава. В присутствии ионов хлора аустенитные нержавеющие стали подвержены коррозионному растрескиванию под напряжением. Ионы вступают во взаимодействие с материалом в верхней части трещины, где растягивающие напряжения имеют наивысшее значение, что создает благоприятные условия для роста трещины. Распространение коррозионного растрескивания под напряжением сложно обнаружить, окончательное повреждение может возникнуть внезапно.
Надежный выбор для современных нефтегазовых систем
Проблемы, с которыми сталкиваются операторы современных систем добычи и переработки нефти и газа, вызывают потребность в высококачественных и надежных компонентах, обеспечивающих высокий уровень характеристик в самых требовательных системах. Одна из важнейших целей — снижение общих затрат всего срока эксплуатации, от начала строительства и пусконаладки до повседневной работы и обслуживания.
Фитинги Swagelok серии FK позволяют сократить затраты на техобслуживание, ускорить производство, снизить вредное влияние на окружающую среду за счет сокращения количества утечек и повысить общий уровень безопасности работы. Надежная конструкция, простой процесс сборки и наличие конфигураций из сплавов с высокими эксплуатационными характеристиками делает их оптимальным выбором для требовательной современной отрасли добычи и переработки нефти и газа. Кроме того, мы предоставляем целый спектр услуг по обслуживанию фитингов серии FK, включая специальное обучение, обследование систем на объекте, услуги по проектированию и сборке и многое другое.
Специалисты в нефтегазовой промышленности рады помочь вам узнать больше о преимуществах фитингов серии FK для вашего следующего проекта. Свяжитесь с нашими специалистами, чтобы обсудить повышение эффективности монтажа и надежности систем с помощью фитингов серии FK.