Как изолировать промышленные трубопроводные системы при помощи запорных клапанов

Как изолировать промышленные трубопроводные системы при помощи запорных клапанов

При проведении техобслуживания промышленной трубопроводной системы безопасность имеет первостепенное значение. Давление или поток внутри одиночных трубопроводов представляет опасность для технических специалистов во время замены манометра или измерительного устройства. Вот почему специалисты по управлению риску уделяют особое внимание необходимости изоляции любой трубопроводной системы перед техобслуживанием.

Проектирование и последовательная установка двух запорных блоков при сливании жидкости в отводной трубке под давлением в трубопроводной системе уже стало стандартом промышленной безопасности. Установка двойного запорного клапана — это один из самых безопасных способов достичь существенного состояния нулевого давления и нулевого потока.

Существуют два распространенных подхода, которые обычно используют инженеры при проектировании двух запорных клапанов для изоляции трубопроводных систем. При первом подходе инженеры могут добавлять третий клапан между двумя запорными клапанами для выпуска или стравливания любого давления, которое может просочиться сквозь первый стопорный клапан. Другой приемлемый вариант заключается в том, чтобы третий клапан отводил поток в обводную линию вокруг секции трубопровода, подлежащей техобслуживанию. Ниже описаны обе конфигурации трубопроводной системы, обеспечивающие варианты проектирования с учетом безопасности для изоляции и техобслуживания системы.

Основные объекты завода, где требуется установка изоляции

Технические специалисты должны использовать определенные средства безопасной изоляции для любой линии трубопроводной системы на предприятии или промышленном объекте, которая может требовать техобслуживания. Вот некоторые конкретные объекты, требующие установки изоляции:

1. Любое устройство или компонент, которым требуется регулярное техобслуживание, например фильтры, клапаны или датчики.
2. Любые системы, блоки или линии, которым может потребоваться реконфигурация, ремонт или замена.
3. Любая секция основного технологического трубопровода, которой требуется обслуживание или техобслуживание.
4. Любая контрольно-измерительная линия, которая выходит из технологического трубопровода (например, станция отбора проб, система отбора проб или данные по давлению, температуре или потоку).
5. Калибровочные среды в системах отбора проб, а также любые потоки, из которых отбираются пробы и которые могут запускаться или останавливаться.

Варианты конфигурации изоляции

Промышленный стандарт требует избегать ситуаций, когда устанавливается всего один стопорный клапан или отсутствует резервный клапан. Даже при небольшой утечке через седло в одиночном запорном клапане давление в линии может медленно нарастать во время техобслуживания, что создаст угрозу безопасности. Вот почему рекомендуется использовать две основные конфигурации для достижения изоляции трубопроводной системы:

1. Клапанные блоки двойного отсечения со сбросом (Double-Block-and-Bleed, DBB)

Конфигурация с клапанными блоками двойного отсечения со сбросом или DBB — простейшая конфигурация для изоляции трубопроводной системы. Она часто используется при переходе от технологической линии к контрольно-измерительной, с применением клапана перехода от технологической линии, а также она используется на линии, которая ведет к инструменту или устройству, например датчику. Три клапана могут устанавливаться как единый клапанный блок или как три отдельных компонента.

2. Обводная линия

Обводная линия представляет собой более сложную конфигурацию, которая не только изолирует линию трубопроводной системы во время техобслуживания, но и изменяет маршрут потока, чтобы во время техобслуживания процесс не прерывался.

Например, первым запорным клапаном в конфигурации обводной линии может служить трехходовой клапан, отводящий поток вокруг отрезка, который подлежит техобслуживанию. Теперь фильтр можно заменить, не останавливая работу системы. Еще одна причина использовать обводную линию — предотвращение гидравлического удара, который происходит при внезапном отсечении потока в системе.

Изоляция и сброс давления

Первый шаг при подготовке к техобслуживанию в любой трубопроводной системе — сброс давления. С этой целью лучше всего установить последовательно два запорных клапана, которые защитят от роста давления на участке линии, подлежащем техобслуживанию. В хорошем клапане не должна наблюдаться утечка через седло, но это может произойти. Например, если линия находится на открытом воздухе, солнце может нагревать ее, поднимая давление выше пределов, установленных для клапана. Другие возможные сценарии включают случаи ненадлежащего техобслуживания клапана или выбора неправильного клапана для отсечения при повышенном давлении. Чтобы предотвратить эти и другие возможные утечки, необходим второй запорный клапан вместе с дренажом или спускным клапаном. В случаях, когда простой на предприятии недопустим, прекрасным вариантом станет обводная линия, которая дублирует компоненты линии, подлежащей техобслуживанию.

Выбор правильного запорного клапана

Два наиболее распространенных варианта запорных клапанов в контрольно-измерительных линиях — шаровые краны или игольчатые клапаны. Крайне важно, чтобы специалисты по техническому обслуживанию проверили спецификации системы, в которых указан необходимый клапан.

Шаровые краны: Шаровые краны — хороший выбор для быстрого отсечения в условиях интенсивного потока. Кроме того, рукоятки полезны тем, что указывают на направленный поток или отсечение. Однако в случае с жидким потоком шаровой кран может создавать гидравлический удар по причине внезапного отсечения потока, приводя к повреждению индикаторов давления, расходомера и других компонентов, расположенных выше места отсечения. Существует несколько способов избежать гидравлического удара. Один из них — подключить обводную линию. Перед закрытием первого шарового крана открывается обводная линия, чтобы потоку было куда направиться. Это позволит предотвратить внезапное отсечение потока и скачок давления, которые в противном случае были бы неизбежны. Второй вариант — использовать игольчатые клапаны вместо шаровых кранов. 

Игольчатые клапаны: Несмотря на то, что игольчатые клапаны в основном предназначены для контроля потока или измерений, многие из них эффективны для надежного отсечения. К тому же, отсечение потока в трубопроводной системе при помощи игольчатого клапана происходит постепенно, что позволяет избежать гидравлического удара. При использовании в качестве запорного клапана игольчатый клапан должен быть спроектирован именно для этой цели и оснащен вращающимся наконечником или мягким наконечником штока. Могут потребоваться специальные параметры проектирования для предотвращения утечки при использовании игольчатого клапана. Например, металлический V-образный наконечник может вворачиваться в металлическое седло во время отсечения, приводя к образованию шероховатостей.

Несъемный клапан DBB: Для обеспечения дополнительной надежности компания Swagelok предлагает конфигурацию с несъемным клапанным блоком двойного отсечения со сбросом (DBB).  Меньшее количество мест утечки, меньшее пространство и вес, а также упрощенная установка помогают еще больше упростить систему.

Остерегайтесь случайного использования неправильного компонента трубопроводной системы в конфигурации изоляции. Шаровые краны и некоторые типы игольчатых клапанов производятся для отсечения потока при повышенном давлении, но регуляторы — нет, даже несмотря на возможность настроить их для остановки большей части потока. Если вам нужно обеспечить отсечение вокруг места установки регулятора, самым безопасным способом будет установить шаровой кран выше по течению потока.

Помимо выбора запорного клапана полезно будет установить индикатор давления за вторым запорным клапаном в конфигурации изоляции. Это обеспечит визуальный контроль давления во время техобслуживания.

Потратив время на надлежащую изоляцию линий трубопроводной системы при помощи запорных клапанов, вы не только обеспечите более безопасное техобслуживание, но и увеличите время бесперебойной работы системы и рентабельность предприятия. Чтобы узнать, как обеспечить безопасную конфигурацию трубопроводных систем на вашем предприятии и обучить свою команду передовым методам, подпишитесь на  курс обучения основам трубопроводных систем от компании Swagelok или свяжитесь с местным центром торговли и сервисного обслуживания компании Swagelok.

подпишитесь на курс обучения основам трубопроводных систем от компании Swagelok