Etanșarea în aval de petrol și gaze: alegerea garniturii care se mențin în serviciul de rafinărie

O flanșă de plâns pe o linie de încărcare a hidrocrackerului se anunță rar. Apare mai întâi ca un miros slab de hidrocarbură pe pasarelă, o pată întunecată pe izolație sau o imagine termică cu două grade mai fierbinte decât restul antetului. Până când devine un spray vizibil, unitatea plănuiește o întrerupere neplanificată, iar un rost care a costat câteva sute de dolari a luat o săptămână de producție cu ea.

Restul acestui articol acoperă stilurile de garnituri care se potrivesc pentru care servicii din aval, ce controlează de fapt standardele relevante și detaliile practice care decid dacă o îmbinare supraviețuiește unui ciclu de cinci ani.

De ce etanșarea în aval este o problemă diferită

În aval acoperă totul după capul sondei: unități de procesare a rafinăriilor, uzine petrochimice și chimice, terminale de depozitare, rafturi de încărcare și conducte de distribuție. Stilurile de garnituri se suprapun cu cele utilizate în amonte, dar profilul de funcționare nu.

Cele mai multe decizii de etanșare sunt determinate de trei diferențe.

• Ciclism, nu stare de echilibru. Hidrotratatoarele, reformatoarele și unitățile catalitice se încălzesc și se răcesc în mod repetat în timpul regenerării, pornirii și opririi. Fiecare ciclu permite încărcarea șuruburilor să se relaxeze puțin, iar o garnitură care a ținut 40 de bari în prima zi poate plânge la 12 bari după al zecelea ciclu dacă nu își poate recupera grosimea.
• Mii de articulații mici. O singură unitate de proces poate conține mai multe conexiuni cu flanșe cu orificiu mic decât întreaga instalație din amonte care o alimentează. Statistic, acolo apar scurgerile - nu pe linia principală de 24 de inci.
• Coroziune și izolare electrică. Materialele mixte, serviciul acru și conductele protejate catodic fac ca îmbinările de izolare și împerecherea corectă a materialelor să facă parte din specificația de etanșare, mai degrabă decât o idee ulterioară.

Si scara conteaza. MarketsandMarkets a estimat că piața globală de sigilii de prelucrare a petrolului și gazelor la aproximativ 5,7 miliarde USD în 2018, estimată să ajungă la 6,4 miliarde USD până în 2023, iar fabricile de procesare, mai degrabă decât locurile de foraj, reprezintă cea mai mare parte a acestei cereri.

Ce stil de garnitură se potrivește pentru care serviciu din aval

Cinci stiluri de garnituri acoperă majoritatea covârșitoare a îmbinărilor cu flanșe din aval. Diferențele care contează în practică sunt cererea de încărcare a șuruburilor, plafonul de temperatură și dacă îmbinarea poate tolera o refacere.

Garnituri spiralate pentru rafinărie și îmbinări cu flanșe chimice Prezentare generală a categoriilor de garnituri spiralate cu înfășurare metalică, umpluturi moi și stiluri pentru îmbinări cu flanșe de rafinărie, chimice și electrice. Vizualizare produs →

Pentru majoritatea conductelor de proces de rafinărie, garnitura înfăşurată în spirală rămâne alegerea implicită, deoarece echilibrează două lucruri simultan: umplutura moale face etanșarea, în timp ce înfășurarea metalică în formă de V furnizează elasticul care menține sarcina asupra îmbinării pe măsură ce se răcește. Acolo unde sarcina șuruburilor este limitată sau flanșa este îngustă, construcțiile din metal ondulat sau kammprofile sunt de obicei o potrivire mai bună decât forțarea unei garnituri mai grele în îmbinare.

Potrivirea garniturii la condițiile reale de service

Selecția începe în mod normal cu valoarea nominală a flanșei și temperatura de proiectare, dar patru variabile decid dacă îmbinarea se menține cu adevărat: sarcina disponibilă a șuruburilor, starea de față, mediul și coroziunea și numărul de cicluri termice așteptate între întoarceri.

Temperatura este doar jumătate din imagine. O garnitură evaluată la 450 °C în funcționare constantă se poate defecta în continuare într-o unitate care oscilează între 200 °C și 400 °C la fiecare două săptămâni, deoarece ceea ce contează este cât de mult din sarcina originală a șurubului revine garnitura atunci când îmbinarea se contractă.

Finisajul suprafeței este variabila cel mai des ratată într-o schimbare. O garnitură înfășurată în spirală specificată pentru o suprafață zimțată Ra de 3,2 până la 6,3 µm se comportă foarte diferit pe o suprafață netedă, uzată sau înțepată și finisarea și starea suprafeței flanșei explică frecvent de ce o garnitură identică etanșează pe o flanșă și plânge pe următoarea.

Standarde și aprobări care au o greutate reală

Achizițiile din aval numesc de obicei standarde mai degrabă decât mărci, deci ajută să știi ce controlează fiecare de fapt.

• ASME B16.20 — dimensiuni, toleranțe și marcaje pentru garnituri înfăşurate în spirală, îmbinări inelare și manta, plus limitele de temperatură a umpluturii.
• ASME B16.5 / B16.47 și EN 1092-1 — standardele de flanșă pe care trebuie să le corespundă garnitura pentru alezaj, cercul șuruburilor și fațare.
• ASME PCC-1 — ghidare a ansamblului îmbinării cu șuruburi, inclusiv solicitarea țintă a șuruburilor, ungerea și secvența de strângere.
• NACE MR0175 / ISO 15156 — duritatea materialului și limitele de metalurgie pentru serviciul acru.
• EN 10204 3.1 — tipul de certificat de material solicitat de obicei pentru componentele metalice.
• API 6A și ISO 9001:2015 — aprobări de produse și sisteme de calitate pe care operatorii din aval și contractanții EPC le solicită pe nume.

Ningbo Rilson Material de etanșare Co., Ltd., de exemplu, operează în conformitate cu ISO 9001:2015 și deține certificarea de produs API 6A și a fost recunoscut ca furnizor pentru grupuri industriale, inclusiv GE, Shell și ExxonMobil. Acele aprobări sunt un filtru util în timpul calificării furnizorului, deoarece comprimă o listă lungă de verificare într-o singură întrebare.

Imbinare inelară și garnituri Kammprofile pentru cele mai dure îmbinări

Două stiluri domină atunci când clasa de presiune, temperatura sau ciclul împing garniturile mai moi pe fereastra lor.

Garnituri de îmbinare inelară

O îmbinare inelară etanșează pe o linie de contact între un inel metalic prelucrat și canelura din fața flanșei. Nu există umplutură moale care să compenseze nimic, tocmai de aceea funcționează în hidrogen de înaltă presiune și legături de înaltă integritate - și, de asemenea, de ce eșuează rapid atunci când canelura este zgâriată, inelul este în afara toleranței sau șuruburile nu sunt ridicate uniform. Cerințele de încărcare a șuruburilor sunt mari, iar canelura trebuie inspectată, nu presupusă.

Garnituri inelare pentru ulei, gaze și servicii petrochimice de înaltă presiune Garnituri metalice RTJ pentru etanșare la presiune înaltă și la temperatură înaltă, cu stiluri R, RX, BX, IX, lentile și acoperite cu cauciuc. Vizualizare produs →

Garnituri Kammprofile

O garnitură kammprofile folosește un miez metalic zimțat cu o față moale subțire pe fiecare parte. Se comportă ca un hibrid: are nevoie de mai puțină sarcină a șuruburilor decât o îmbinare inelară, se recuperează bine prin ciclul termic și se ocupă de conexiunile cu flanșe din jurul carcasei schimbătorului și capacelor canalelor unde o garnitură înfășurată în spirală ar funcționa aproape de limita sa.

Schimbător de căldură și îmbinări izolate: punctele de etanșare trecute cu vederea

Schimbătoarele de căldură concentrează problemele de etanșare într-o zonă mică. Garnitura se află între o flanșă și un canal sau o placă de acoperire, gradienții de temperatură de-a lungul îmbinării sunt abrupte, iar sarcina șurubului trebuie să mențină două fețe simultan. Garniturile schimbătorului sunt de obicei specificate ca un set complet pe unitate, astfel încât toate îmbinările din pachet să fie înlocuite împreună și încărcările șuruburilor să rămână echilibrate.

Seturile de garnituri de izolare rezolvă o altă problemă. Acolo unde o conductă este protejată catodic, o îmbinare a flanșei conductoare devine un loc de coroziune, iar un kit de izolare cu garnitură izolatoare, manșoane și șaibe rupe calea electrică. Datoria de etanșare este neremarcabilă; integritatea electrică nu este, iar o singură șaibă izolatoare lipsă înfrânge întreaga instalație.

Garnituri personalizate pentru schimbător de căldură pentru unități cu carcasă, tuburi și plăci Garnituri personalizate pentru schimbător de căldură cu manta metalică și kammprofile pentru echipamente petrochimice, electrice, de răcire marine și refrigerare industrială. Vizualizare produs →

Unde încep de fapt scurgerile: asamblarea și încărcarea șuruburilor

Ghidurile industriei pentru îmbinări cu șuruburi, inclusiv ASME PCC-1, converg către același mesaj: garnitura este rareori veriga cea mai slabă - ansamblul este. O secvență practică pentru o schimbare în aval arată astfel.

1. Verificați fața cu flanșa față de specificațiile garniturii; respingeți fețele marcate, corodate sau cu sâmburi în loc să încercați să le sigilați.
2. Curățați ambele fețe și canelura și confirmați dimensiunile garniturii, alezajul și grosimea față de desen înainte ca aceasta să se apropie de îmbinare.
3. Aplicați lubrifiantul specificat în mod constant pe filete și suprafețe ale piuliței; schimbările de lubrifiere au furnizat încărcătura șuruburilor mai mult decât se așteaptă majoritatea oamenilor.
4. Ridicați îmbinarea în mai multe treceri folosind modelul din procedura de asamblare, nu o singură măturare circulară.
5. Verificați solicitarea sau cuplul șuruburilor la sfârșit, înregistrați valorile și etichetați îmbinarea pentru următoarea întoarcere.

Re-strângerea după ce unitatea atinge temperatura de funcționare este uneori adecvată și alteori nu, în funcție de tipul de garnitură și de procedură. Urmarea metodei scrise contează mai mult decât obiceiul.

Ce să trimiteți unui producător de garnituri

Întârzierile de cotație în această industrie se datorează aproape întotdeauna la lipsa datelor comune. Trimiterea următoarelor mesaje într-un singur mesaj elimină cea mai mare parte a dus-întors.

• Flanșă standard, dimensiune nominală, clasa de presiune și tip de fațare.
• Dimensiunile garniturii sau un desen marcat, inclusiv alezajul și diametrul exterior.
• Înfășurare și material de umplutură, plus orice cerințe de duritate pentru serviciul acru.
• Tipul de certificat necesar, de exemplu EN 10204 3.1.
• Cantitatea pe dimensiune și dacă este necesar un set complet de schimbător.

Pentru comenzile repetate, păstrarea specificației inițiale în dosar merită efortul - previne o înlocuire „echivalentă” care schimbă în liniște gradul de umplere.

Întrebări frecvente

Sigilarea în aval recompensează pregătirea mai mult decât recompensează materialele premium. Alegerea stilului potrivit de garnitură pentru service, verificarea flanșei și a încărcăturii șuruburilor și urmarea unei proceduri scrise de asamblare va preveni mai multe scurgeri decât orice actualizare unică a fișei de specificații.

Pentru operatorii de rafinării și petrochimie care își aprovizionează un partener de încredere pentru garnituri, Ningbo Rilson Sealing Material Co., Ltd. proiectează și produce game de garnituri înfăşurate în spirală, îmbinări inelare, profil kamm, metal ondulat, nemetalice, schimbătoare de căldură și garnituri de izolare, alături de materii prime pentru garnituri, din unitatea de producție de 20.000 m².