Πού χρησιμοποιούνται βαλβίδες: Παντού!

08 Νοεμβρίου 2017 Γράφτηκε από τον Greg Johnson

Οι βαλβίδες μπορούν να βρεθούν σχεδόν οπουδήποτε σήμερα: στα σπίτια μας, κάτω από το δρόμο, σε εμπορικά κτίρια και σε χιλιάδες σημεία εντός σταθμών παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας και νερού, εργοστασίων παραγωγής χαρτιού, διυλιστηρίων, χημικών και άλλων βιομηχανικών εγκαταστάσεων και υποδομών.
Η βιομηχανία βαλβίδων είναι πραγματικά ευρεία, με τμήματα που ποικίλλουν από τη διανομή νερού έως την πυρηνική ενέργεια μέχρι το πετρέλαιο και το φυσικό αέριο ανάντη και κατάντη. Κάθε μία από αυτές τις βιομηχανίες τελικού χρήστη χρησιμοποιεί ορισμένους βασικούς τύπους βαλβίδων. Ωστόσο, οι λεπτομέρειες της κατασκευής και των υλικών είναι συχνά πολύ διαφορετικές. Εδώ είναι ένα δείγμα:

ΕΡΓΑ ΝΕΡΟ
Στον κόσμο της διανομής του νερού, οι πιέσεις είναι σχεδόν πάντα σχετικά χαμηλές και οι θερμοκρασίες περιβάλλοντος. Αυτά τα δύο δεδομένα εφαρμογής επιτρέπουν μια σειρά από στοιχεία σχεδιασμού βαλβίδων που δεν θα μπορούσαν να βρεθούν σε πιο απαιτητικό εξοπλισμό, όπως οι βαλβίδες ατμού υψηλής θερμοκρασίας. Η θερμοκρασία περιβάλλοντος της υπηρεσίας νερού επιτρέπει τη χρήση ελαστομερών και ελαστικών σφραγίδων που δεν είναι κατάλληλα αλλού. Αυτά τα μαλακά υλικά επιτρέπουν στις βαλβίδες νερού να εξοπλιστούν για να σφραγίζουν ερμητικά τις σταγόνες.

Ένα άλλο ζήτημα στις βαλβίδες παροχής νερού είναι η επιλογή στα υλικά κατασκευής. Τα χυτοσίδηρα και τα όλκιμα σίδερα χρησιμοποιούνται εκτενώς σε συστήματα ύδρευσης, ειδικά σε γραμμές μεγάλης εξωτερικής διαμέτρου. Οι πολύ μικρές γραμμές μπορούν να αντιμετωπιστούν αρκετά καλά με μπρούτζινα υλικά βαλβίδων.

Οι πιέσεις που βλέπουν οι περισσότερες βαλβίδες ύδρευσης είναι συνήθως πολύ κάτω από 200 psi. Αυτό σημαίνει ότι δεν χρειάζονται σχέδια υψηλότερης πίεσης με παχύτερα τοιχώματα. Τούτου λεχθέντος, υπάρχουν περιπτώσεις όπου οι βαλβίδες νερού κατασκευάζονται για να χειρίζονται υψηλότερες πιέσεις, έως περίπου 300 psi. Αυτές οι εφαρμογές είναι συνήθως σε μεγάλα υδραγωγεία κοντά στην πηγή πίεσης. Μερικές φορές βαλβίδες νερού υψηλότερης πίεσης βρίσκονται επίσης στα σημεία υψηλότερης πίεσης σε ένα ψηλό φράγμα.

Η American Water Works Association (AWWA) έχει εκδώσει προδιαγραφές που καλύπτουν πολλούς διαφορετικούς τύπους βαλβίδων και ενεργοποιητών που χρησιμοποιούνται σε εφαρμογές υδραυλικών έργων.

ΛΥΜΑΤΑ
Η άλλη πλευρά του φρέσκου πόσιμου νερού που εισέρχεται σε μια εγκατάσταση ή δομή είναι η έξοδος λυμάτων ή αποχέτευσης. Αυτές οι γραμμές συλλέγουν όλα τα απόβλητα υγρά και στερεά και τα κατευθύνουν σε μια μονάδα επεξεργασίας λυμάτων. Αυτές οι μονάδες επεξεργασίας διαθέτουν πολλές σωληνώσεις χαμηλής πίεσης και βαλβίδες για να εκτελέσουν τη «βρώμικη δουλειά» τους. Οι απαιτήσεις για βαλβίδες λυμάτων σε πολλές περιπτώσεις είναι πολύ πιο επιεικές από τις απαιτήσεις για υπηρεσία καθαρού νερού. Η σιδερένια πόρτα και οι βαλβίδες ελέγχου είναι οι πιο δημοφιλείς επιλογές για αυτόν τον τύπο υπηρεσίας. Οι τυπικές βαλβίδες σε αυτήν την υπηρεσία είναι κατασκευασμένες σύμφωνα με τις προδιαγραφές AWWA.

ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΑ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ
Το μεγαλύτερο μέρος της ηλεκτρικής ενέργειας που παράγεται στις Ηνωμένες Πολιτείες παράγεται σε εργοστάσια ατμού που χρησιμοποιούν τουρμπίνες ορυκτών καυσίμων και υψηλής ταχύτητας. Το ξεφλούδισμα του καλύμματος ενός σύγχρονου σταθμού ηλεκτροπαραγωγής θα έδινε μια άποψη συστημάτων σωληνώσεων υψηλής πίεσης και υψηλής θερμοκρασίας. Αυτές οι κύριες γραμμές είναι οι πιο κρίσιμες στη διαδικασία παραγωγής ενέργειας ατμού.

Οι βαλβίδες πύλης παραμένουν μια κύρια επιλογή για εφαρμογές ενεργοποίησης/απενεργοποίησης σταθμών ηλεκτροπαραγωγής, αν και υπάρχουν επίσης βαλβίδες σφαιρών ειδικού σκοπού με μοτίβο Υ. Οι σφαιρικές βαλβίδες υψηλής απόδοσης, κρίσιμης σημασίας κερδίζουν δημοτικότητα με ορισμένους σχεδιαστές σταθμών παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας και διεισδύουν σε αυτόν τον κόσμο που κάποτε κυριαρχούσαν οι γραμμικές βαλβίδες.

Η μεταλλουργία είναι ζωτικής σημασίας για βαλβίδες σε εφαρμογές ισχύος, ειδικά εκείνες που λειτουργούν στις υπερκρίσιμες ή υπερκρίσιμες περιοχές λειτουργίας πίεσης και θερμοκρασίας. Τα F91, F92, C12A, μαζί με διάφορα κράματα Inconel και ανοξείδωτου χάλυβα χρησιμοποιούνται συνήθως στις σημερινές εγκαταστάσεις παραγωγής ενέργειας. Οι κατηγορίες πίεσης περιλαμβάνουν 1500, 2500 και σε ορισμένες περιπτώσεις 4500. Η διαμορφωτική φύση των σταθμών ηλεκτροπαραγωγής αιχμής (αυτών που λειτουργούν μόνο ανάλογα με τις ανάγκες) επιβαρύνει επίσης τις βαλβίδες και τις σωληνώσεις, απαιτώντας στιβαρά σχέδια για τον χειρισμό του ακραίου συνδυασμού ποδηλασίας, θερμοκρασίας και πίεση.
Εκτός από την κύρια βαλβίδα ατμού, οι σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής είναι φορτωμένοι με βοηθητικούς αγωγούς, που κατοικούνται από μυριάδες βαλβίδες πύλης, υδρόγειο, έλεγχος, πεταλούδας και σφαιρικές βαλβίδες.

Οι πυρηνικοί σταθμοί λειτουργούν με την ίδια αρχή ατμού/στροβίλου υψηλής ταχύτητας. Η κύρια διαφορά είναι ότι σε έναν πυρηνικό σταθμό, ο ατμός δημιουργείται από τη θερμότητα από τη διαδικασία σχάσης. Οι βαλβίδες των πυρηνικών σταθμών ηλεκτροπαραγωγής είναι παρόμοιες με τις ξαδέρφες τους με ορυκτά καύσιμα, εκτός από την γενεαλογία τους και την πρόσθετη απαίτηση απόλυτης αξιοπιστίας. Οι πυρηνικές βαλβίδες κατασκευάζονται με εξαιρετικά υψηλά πρότυπα, με την τεκμηρίωση πιστοποίησης και επιθεώρησης να γεμίζει εκατοντάδες σελίδες.

ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΠΕΤΡΕΛΑΙΟΥ ΚΑΙ ΑΕΡΙΟΥ
Τα πηγάδια πετρελαίου και αερίου και οι εγκαταστάσεις παραγωγής είναι βαρείς χρήστες βαλβίδων, συμπεριλαμβανομένων πολλών βαλβίδων βαρέως τύπου. Αν και δεν είναι πλέον πιθανό να εμφανιστούν εκρήξεις πετρελαίου που εκτοξεύονται εκατοντάδες πόδια στον αέρα, η εικόνα απεικονίζει την πιθανή πίεση του υπόγειου πετρελαίου και φυσικού αερίου. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο οι κεφαλές των πηγαδιών ή τα χριστουγεννιάτικα δέντρα τοποθετούνται στην κορυφή της μακριάς σειράς σωλήνα ενός πηγαδιού. Αυτά τα συγκροτήματα, με τον συνδυασμό βαλβίδων και ειδικών εξαρτημάτων, έχουν σχεδιαστεί για να χειρίζονται πιέσεις άνω των 10.000 psi. Αν και σπάνια βρίσκονται σε πηγάδια που σκάβονται στην ξηρά αυτές τις μέρες, οι ακραίες υψηλές πιέσεις βρίσκονται συχνά σε βαθιά υπεράκτια πηγάδια.

Ο σχεδιασμός του εξοπλισμού φρεατίων καλύπτεται από προδιαγραφές API όπως 6A, Προδιαγραφές για Εξοπλισμός Πηγαδιού και Χριστουγεννιάτικου Δέντρου. Οι βαλβίδες που καλύπτονται από 6Α είναι σχεδιασμένες για εξαιρετικά υψηλές πιέσεις αλλά μέτριες θερμοκρασίες. Τα περισσότερα χριστουγεννιάτικα δέντρα περιέχουν βαλβίδες πύλης και ειδικές βαλβίδες σφαιρών που ονομάζονται τσοκ. Τα τσοκ χρησιμοποιούνται για τη ρύθμιση της ροής από το πηγάδι.

Εκτός από τα ίδια τα πηγάδια, πολλές βοηθητικές εγκαταστάσεις κατοικούν ένα κοίτασμα πετρελαίου ή φυσικού αερίου. Ο εξοπλισμός διεργασίας για την προεπεξεργασία του λαδιού ή του αερίου απαιτεί έναν αριθμό βαλβίδων. Αυτές οι βαλβίδες είναι συνήθως ανθρακούχο χάλυβα που χαρακτηρίζονται για χαμηλότερες κατηγορίες.

Περιστασιακά, ένα εξαιρετικά διαβρωτικό ρευστό - υδρόθειο - υπάρχει στο ρεύμα ακατέργαστου πετρελαίου. Αυτό το υλικό, που ονομάζεται επίσης ξινό αέριο, μπορεί να είναι θανατηφόρο. Για να αντιμετωπιστούν οι προκλήσεις του όξινου αερίου, πρέπει να ακολουθούνται ειδικά υλικά ή τεχνικές επεξεργασίας υλικών σύμφωνα με τη διεθνή προδιαγραφή NACE MR0175.

ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΑ ΥΠΕΡΚΤΗΣΙΑΣ
Τα συστήματα σωληνώσεων για τις υπεράκτιες εξέδρες άντλησης πετρελαίου και τις εγκαταστάσεις παραγωγής περιέχουν ένα πλήθος βαλβίδων κατασκευασμένων με πολλές διαφορετικές προδιαγραφές για να χειρίζονται τη μεγάλη ποικιλία προκλήσεων ελέγχου ροής. Αυτές οι εγκαταστάσεις περιέχουν επίσης διάφορους βρόχους συστημάτων ελέγχου και συσκευές εκτόνωσης πίεσης.

Για τις εγκαταστάσεις παραγωγής πετρελαίου, η αρτηριακή καρδιά είναι το πραγματικό σύστημα σωληνώσεων ανάκτησης πετρελαίου ή αερίου. Αν και όχι πάντα στην ίδια την πλατφόρμα, πολλά συστήματα παραγωγής χρησιμοποιούν χριστουγεννιάτικα δέντρα και συστήματα σωληνώσεων που λειτουργούν σε αφιλόξενα βάθη 10.000 ποδιών ή περισσότερο. Αυτός ο εξοπλισμός παραγωγής είναι κατασκευασμένος σύμφωνα με πολλά αυστηρά πρότυπα του Αμερικανικού Ινστιτούτου Πετρελαίου (API) και αναφέρεται σε πολλές Συνιστώμενες Πρακτικές API (RPs).

Στις περισσότερες μεγάλες πλατφόρμες πετρελαίου, εφαρμόζονται πρόσθετες διεργασίες στο ακατέργαστο ρευστό που προέρχεται από την κεφαλή του φρέατος. Αυτά περιλαμβάνουν τον διαχωρισμό του νερού από τους υδρογονάνθρακες και τον διαχωρισμό αερίων και υγρών φυσικού αερίου από το ρεύμα ρευστού. Αυτά τα συστήματα σωληνώσεων μετά το χριστουγεννιάτικο δέντρο είναι γενικά κατασκευασμένα σύμφωνα με τους κωδικούς σωληνώσεων B31.3 της Αμερικανικής Εταιρείας Μηχανολόγων Μηχανικών με τις βαλβίδες σχεδιασμένες σύμφωνα με τις προδιαγραφές βαλβίδων API όπως API 594, API 600, API 602, API 608 και API 609.

Ορισμένα από αυτά τα συστήματα μπορεί επίσης να περιέχουν πύλη API 6D, σφαιρικές βαλβίδες και βαλβίδες αντεπιστροφής. Δεδομένου ότι οποιοιδήποτε αγωγοί στην πλατφόρμα ή στο πλοίο γεωτρήσεων είναι εσωτερικοί στην εγκατάσταση, δεν ισχύουν οι αυστηρές απαιτήσεις για τη χρήση βαλβίδων API 6D για αγωγούς. Αν και σε αυτά τα συστήματα σωληνώσεων χρησιμοποιούνται πολλαπλοί τύποι βαλβίδων, ο τύπος βαλβίδας που επιλέγεται είναι η σφαιρική βαλβίδα.

ΣΩΛΗΝΕΣ
Αν και οι περισσότεροι αγωγοί είναι κρυμμένοι από το οπτικό πεδίο, η παρουσία τους είναι συνήθως εμφανής. Οι μικρές πινακίδες που δηλώνουν «αγωγός πετρελαίου» είναι μια προφανής ένδειξη της παρουσίας υπόγειων σωληνώσεων μεταφοράς. Αυτοί οι αγωγοί είναι εξοπλισμένοι με πολλές σημαντικές βαλβίδες σε όλο το μήκος τους. Οι βαλβίδες διακοπής έκτακτης ανάγκης αγωγών βρίσκονται σε διαστήματα όπως ορίζεται από τα πρότυπα, τους κώδικες και τους νόμους. Αυτές οι βαλβίδες εξυπηρετούν τη ζωτική υπηρεσία της απομόνωσης ενός τμήματος ενός αγωγού σε περίπτωση διαρροής ή όταν απαιτείται συντήρηση.

Επίσης διάσπαρτες κατά μήκος μιας διαδρομής αγωγού υπάρχουν εγκαταστάσεις όπου η γραμμή αναδύεται από το έδαφος και είναι διαθέσιμη η πρόσβαση στη γραμμή. Αυτοί οι σταθμοί είναι το σπίτι για τον εξοπλισμό εκτόξευσης «γουρούνι», ο οποίος αποτελείται από συσκευές που εισάγονται στους αγωγούς είτε για επιθεώρηση είτε για καθαρισμό της γραμμής. Αυτοί οι σταθμοί εκτόξευσης χοίρων συνήθως περιέχουν πολλές βαλβίδες, τύπους πύλης ή σφαιρών. Όλες οι βαλβίδες σε ένα σύστημα σωληνώσεων πρέπει να έχουν πλήρη θυρίδα (πλήρες άνοιγμα) για να επιτρέπεται η διέλευση των χοίρων.

Οι αγωγοί χρειάζονται επίσης ενέργεια για να καταπολεμήσουν την τριβή του αγωγού και να διατηρήσουν την πίεση και τη ροή της γραμμής. Χρησιμοποιούνται συμπιεστές ή αντλιοστάσια που μοιάζουν με μικρές εκδόσεις μιας μονάδας επεξεργασίας χωρίς τους ψηλούς πύργους πυρόλυσης. Αυτοί οι σταθμοί φιλοξενούν δεκάδες βαλβίδες πύλης, σφαιρών και βαλβίδων ελέγχου αγωγών.
Οι ίδιοι οι αγωγοί έχουν σχεδιαστεί σύμφωνα με διάφορα πρότυπα και κώδικες, ενώ οι βαλβίδες αγωγών ακολουθούν τις βαλβίδες αγωγών API 6D.
Υπάρχουν επίσης μικρότεροι αγωγοί που τροφοδοτούν σπίτια και εμπορικές κατασκευές. Αυτές οι γραμμές παρέχουν νερό και αέριο και προστατεύονται από βαλβίδες διακοπής.
Μεγάλοι δήμοι, ιδιαίτερα στο βόρειο τμήμα των Ηνωμένων Πολιτειών, παρέχουν ατμό για τις ανάγκες θέρμανσης των εμπορικών πελατών. Αυτές οι γραμμές παροχής ατμού είναι εξοπλισμένες με μια ποικιλία βαλβίδων για τον έλεγχο και τη ρύθμιση της παροχής ατμού. Αν και το ρευστό είναι ατμός, οι πιέσεις και οι θερμοκρασίες είναι χαμηλότερες από εκείνες που συναντώνται στην παραγωγή ατμού στα εργοστάσια παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας. Σε αυτήν την υπηρεσία χρησιμοποιούνται ποικίλοι τύποι βαλβίδων, αν και η αξιοσέβαστη βαλβίδα βύσματος εξακολουθεί να είναι μια δημοφιλής επιλογή.

ΔΙΥΛΙΣΤΗΡΙΑ ΚΑΙ ΠΕΤΡΟΧΗΜΙΚΑ
Οι βαλβίδες διυλιστηρίου αντιπροσωπεύουν περισσότερη βιομηχανική χρήση βαλβίδων από οποιοδήποτε άλλο τμήμα βαλβίδων. Τα διυλιστήρια φιλοξενούν τόσο διαβρωτικά υγρά όσο και σε ορισμένες περιπτώσεις υψηλές θερμοκρασίες.
Αυτοί οι παράγοντες υπαγορεύουν τον τρόπο κατασκευής των βαλβίδων σύμφωνα με τις προδιαγραφές σχεδιασμού βαλβίδων API, όπως API 600 (βαλβίδες πύλης), API 608 (σφαιρικές βαλβίδες) και API 594 (βαλβίδες ελέγχου). Λόγω του σκληρού σέρβις που αντιμετωπίζουν πολλές από αυτές τις βαλβίδες, συχνά απαιτείται επιπλέον περιθώριο διάβρωσης. Αυτό το επίδομα εκδηλώνεται μέσω των μεγαλύτερων πάχους τοιχωμάτων που καθορίζονται στα έγγραφα σχεδιασμού API.

Σχεδόν κάθε σημαντικός τύπος βαλβίδων μπορεί να βρεθεί σε αφθονία σε ένα τυπικό μεγάλο διυλιστήριο. Η πανταχού παρούσα βαλβίδα πύλης εξακολουθεί να είναι ο βασιλιάς του λόφου με τον μεγαλύτερο πληθυσμό, αλλά οι βαλβίδες στροφής τετάρτου καταλαμβάνουν όλο και μεγαλύτερο μέρος του μεριδίου αγοράς τους. Τα προϊόντα τετάρτου στροφής που κάνουν επιτυχημένες εισβολές σε αυτόν τον κλάδο (που κάποτε κυριαρχούνταν επίσης από γραμμικά προϊόντα) περιλαμβάνουν βαλβίδες πεταλούδας τριπλής μετατόπισης υψηλής απόδοσης και σφαιρικές βαλβίδες με μεταλλική έδραση.

Οι τυπικές βαλβίδες πύλης, σφαίρας και αντεπιστροφής εξακολουθούν να βρίσκονται μαζικά και λόγω της εγκάρδιας σχεδίασης και της οικονομίας κατασκευής τους, δεν θα εξαφανιστούν σύντομα.
Οι ονομασίες πίεσης για βαλβίδες διυλιστηρίου εκτελούν τη γκάμα από την Κλάση 150 έως την Κλάση 1500, με την Κλάση 300 την πιο δημοφιλή.
Οι απλοί ανθρακούχοι χάλυβες, όπως η κατηγορία WCB (χυτό) και ο A-105 (σφυρηλατημένος) είναι τα πιο δημοφιλή υλικά που καθορίζονται και χρησιμοποιούνται σε βαλβίδες για σέρβις διυλιστηρίων. Πολλές εφαρμογές διύλισης ωθούν τα ανώτερα όρια θερμοκρασίας των απλών ανθρακούχων χάλυβων και τα κράματα υψηλότερης θερμοκρασίας καθορίζονται για αυτές τις εφαρμογές. Οι πιο δημοφιλείς από αυτούς είναι οι χάλυβες χρωμίου/μολυίου όπως 1-1/4% Cr, 2-1/4% Cr, 5% Cr και 9% Cr. Οι ανοξείδωτοι χάλυβες και τα κράματα υψηλής περιεκτικότητας σε νικέλιο χρησιμοποιούνται επίσης σε ορισμένες ιδιαίτερα σκληρές διεργασίες διύλισης.

ΧΗΜΙΚΗ ΟΥΣΙΑ
Η χημική βιομηχανία είναι μεγάλος χρήστης βαλβίδων όλων των τύπων και υλικών. Από μικρές μονάδες παρτίδας μέχρι τα τεράστια πετροχημικά συγκροτήματα που βρίσκονται στην ακτή του Κόλπου, οι βαλβίδες αποτελούν τεράστιο μέρος των συστημάτων σωληνώσεων χημικών διεργασιών.

Οι περισσότερες εφαρμογές σε χημικές διεργασίες έχουν χαμηλότερη πίεση από πολλές διεργασίες διύλισης και παραγωγής ενέργειας. Οι πιο δημοφιλείς κατηγορίες πίεσης για βαλβίδες και σωληνώσεις χημικών εργοστασίων είναι οι Κατηγορίες 150 και 300. Τα χημικά εργοστάσια ήταν επίσης ο μεγαλύτερος μοχλός για την ανάληψη του μεριδίου αγοράς που οι σφαιρικές βαλβίδες έχουν παλέψει από τις γραμμικές βαλβίδες τα τελευταία 40 χρόνια. Η ελαστική σφαιρική βαλβίδα, με την απενεργοποίηση μηδενικής διαρροής, ταιριάζει τέλεια σε πολλές εφαρμογές χημικών εγκαταστάσεων. Το συμπαγές μέγεθος της σφαιρικής βαλβίδας είναι επίσης ένα δημοφιλές χαρακτηριστικό.
Υπάρχουν ακόμη ορισμένες χημικές εγκαταστάσεις και διεργασίες στις οποίες προτιμώνται οι γραμμικές βαλβίδες. Σε αυτές τις περιπτώσεις, οι δημοφιλείς βαλβίδες σχεδιασμένες από το API 603, με λεπτότερα τοιχώματα και ελαφρύτερα βάρη, είναι συνήθως η βαλβίδα πύλης ή σφαίρας της επιλογής. Ο έλεγχος ορισμένων χημικών ουσιών επιτυγχάνεται επίσης αποτελεσματικά με βαλβίδες διαφράγματος ή τσιμπήματος.
Λόγω της διαβρωτικής φύσης πολλών χημικών ουσιών και διεργασιών χημικής παραγωγής, η επιλογή υλικού είναι κρίσιμη. Το defacto υλικό είναι ποιότητας 316/316L από ωστενιτικό ανοξείδωτο χάλυβα. Αυτό το υλικό λειτουργεί καλά για την καταπολέμηση της διάβρωσης από μια σειρά από μερικές φορές δυσάρεστα υγρά.

Για ορισμένες πιο σκληρές διαβρωτικές εφαρμογές, απαιτείται περισσότερη προστασία. Σε αυτές τις περιπτώσεις επιλέγονται συχνά άλλες ποιότητες ωστενιτικού ανοξείδωτου χάλυβα υψηλής απόδοσης, όπως 317, 347 και 321. Άλλα κράματα που χρησιμοποιούνται κατά καιρούς για τον έλεγχο χημικών υγρών περιλαμβάνουν τα Monel, Alloy 20, Inconel και 17-4 PH.

ΔΙΑΧΩΡΙΣΜΟΣ ΥΦΑ ΚΑΙ ΑΕΡΙΟΥ
Τόσο το υγρό φυσικό αέριο (LNG) όσο και οι διαδικασίες που απαιτούνται για τον διαχωρισμό αερίου βασίζονται σε εκτεταμένες σωληνώσεις. Αυτές οι εφαρμογές απαιτούν βαλβίδες που μπορούν να λειτουργούν σε πολύ χαμηλές κρυογονικές θερμοκρασίες. Η βιομηχανία LNG, η οποία αναπτύσσεται ραγδαία στις Ηνωμένες Πολιτείες, επιδιώκει συνεχώς να αναβαθμίζει και να βελτιώνει τη διαδικασία υγροποίησης αερίου. Για το σκοπό αυτό, οι σωληνώσεις και οι βαλβίδες έχουν γίνει πολύ μεγαλύτερες και οι απαιτήσεις πίεσης έχουν αυξηθεί.

Αυτή η κατάσταση έχει απαιτήσει από τους κατασκευαστές βαλβίδων να αναπτύξουν σχέδια για να πληρούν αυστηρότερες παραμέτρους. Οι σφαιρικές βαλβίδες και οι βαλβίδες πεταλούδας τετάρτου περιστροφής είναι δημοφιλείς για την υπηρεσία LNG, με 316ss [ανοξείδωτο ατσάλι] το πιο δημοφιλές υλικό. Το ANSI Class 600 είναι το συνηθισμένο ανώτατο όριο πίεσης για τις περισσότερες εφαρμογές LNG. Αν και τα προϊόντα τετάρτου στροφής είναι οι πιο δημοφιλείς τύποι βαλβίδων, οι βαλβίδες πύλης, σφαίρας και αντεπιστροφής μπορούν να βρεθούν και στις εγκαταστάσεις.

Η υπηρεσία διαχωρισμού αερίου περιλαμβάνει τη διαίρεση του αερίου στα επιμέρους βασικά στοιχεία του. Για παράδειγμα, οι μέθοδοι διαχωρισμού αέρα παράγουν άζωτο, οξυγόνο, ήλιο και άλλα ιχνοαέρια. Η φύση της διαδικασίας σε πολύ χαμηλή θερμοκρασία σημαίνει ότι απαιτούνται πολλές κρυογονικές βαλβίδες.

Τόσο οι μονάδες LNG όσο και οι μονάδες διαχωρισμού αερίου διαθέτουν βαλβίδες χαμηλής θερμοκρασίας που πρέπει να παραμένουν λειτουργικές σε αυτές τις κρυογονικές συνθήκες. Αυτό σημαίνει ότι το σύστημα πλήρωσης βαλβίδων πρέπει να ανυψωθεί μακριά από το ρευστό χαμηλής θερμοκρασίας μέσω της χρήσης ενός αερίου ή στήλης συμπύκνωσης. Αυτή η στήλη αερίου εμποδίζει το υγρό να σχηματίσει μια σφαίρα πάγου γύρω από την περιοχή πλήρωσης, η οποία θα εμπόδιζε το στέλεχος της βαλβίδας να περιστραφεί ή να ανέβει.

ΕΜΠΟΡΙΚΑ ΚΤΙΡΙΑ
Τα εμπορικά κτίρια μας περιβάλλουν, αλλά αν δεν δώσουμε ιδιαίτερη προσοχή καθώς κατασκευάζονται, δεν έχουμε ιδέα για το πλήθος των ρευστών αρτηριών που κρύβονται μέσα στους τοίχους τους από τοιχοποιία, γυαλί και μέταλλο.

Ένας κοινός παρονομαστής σχεδόν σε κάθε κτίριο είναι το νερό. Όλες αυτές οι κατασκευές περιέχουν μια ποικιλία συστημάτων σωληνώσεων που μεταφέρουν πολλούς συνδυασμούς της ένωσης υδρογόνου/οξυγόνου με τη μορφή πόσιμων υγρών, λυμάτων, ζεστού νερού, γκρίζου νερού και πυροπροστασίας.

Από την άποψη της επιβίωσης του κτιρίου, τα πυροσβεστικά συστήματα είναι πιο κρίσιμα. Η πυροπροστασία στα κτίρια τροφοδοτείται σχεδόν παγκοσμίως και γεμίζεται με καθαρό νερό. Για να είναι αποτελεσματικά τα συστήματα πυροσβεστικού νερού, πρέπει να είναι αξιόπιστα, να έχουν επαρκή πίεση και να βρίσκονται σε βολική τοποθεσία σε όλη τη δομή. Αυτά τα συστήματα έχουν σχεδιαστεί για να ενεργοποιούν αυτόματα σε περίπτωση πυρκαγιάς.
Τα πολυώροφα κτίρια απαιτούν την ίδια υπηρεσία πίεσης νερού στους επάνω ορόφους με τους κάτω ορόφους, επομένως πρέπει να χρησιμοποιούνται αντλίες υψηλής πίεσης και σωληνώσεις για να ανέβει το νερό. Τα συστήματα σωληνώσεων είναι συνήθως κατηγορίας 300 ή 600, ανάλογα με το ύψος του κτιρίου. Σε αυτές τις εφαρμογές χρησιμοποιούνται όλοι οι τύποι βαλβίδων. Ωστόσο, τα σχέδια των βαλβίδων πρέπει να έχουν εγκριθεί από Underwriters Laboratories ή Factory Mutual για κύρια υπηρεσία πυρκαγιάς.

Οι ίδιες κατηγορίες και τύποι βαλβίδων που χρησιμοποιούνται για βαλβίδες πυροσβεστικής χρησιμοποιούνται για τη διανομή πόσιμου νερού, αν και η διαδικασία έγκρισης δεν είναι τόσο αυστηρή.
Τα εμπορικά συστήματα κλιματισμού που βρίσκονται σε μεγάλες επιχειρηματικές δομές όπως κτίρια γραφείων, ξενοδοχεία και νοσοκομεία είναι συνήθως κεντρικά. Διαθέτουν μια μεγάλη μονάδα ψύκτη ή λέβητα για την ψύξη ή τη θέρμανση ρευστού που χρησιμοποιείται για τη μεταφορά κρύου ή υψηλής θερμοκρασίας. Αυτά τα συστήματα πρέπει συχνά να χειρίζονται ψυκτικά μέσα όπως το R-134a, έναν υδροφθοράνθρακα, ή στην περίπτωση των μεγάλων συστημάτων θέρμανσης, ατμό. Λόγω του μικρού μεγέθους των βαλβίδων πεταλούδας και σφαιρών, αυτοί οι τύποι έχουν γίνει δημοφιλείς στα συστήματα ψύκτη HVAC.

Από την πλευρά του ατμού, ορισμένες βαλβίδες τετάρτου περιστροφής έχουν κάνει εισβολές στη χρήση, ωστόσο πολλοί μηχανικοί υδραυλικών εξακολουθούν να βασίζονται σε γραμμικές βαλβίδες πύλης και σφαιρών, ιδιαίτερα εάν οι σωληνώσεις απαιτούν άκρα συγκόλλησης με άκρα. Για αυτές τις μέτριες εφαρμογές ατμού, ο χάλυβας έχει πάρει τη θέση του χυτοσιδήρου λόγω της συγκολλητικότητας του χάλυβα.

Ορισμένα συστήματα θέρμανσης χρησιμοποιούν ζεστό νερό αντί για ατμό ως υγρό μεταφοράς. Αυτά τα συστήματα εξυπηρετούνται καλά από μπρούτζινες ή σιδερένιες βαλβίδες. Οι σφαιρικές βαλβίδες και οι βαλβίδες πεταλούδας με ελαστική έδρα σε τέταρτο περιστροφής είναι πολύ δημοφιλείς, αν και χρησιμοποιούνται ακόμη ορισμένα γραμμικά σχέδια.

ΣΥΝΑΨΗ
Αν και τα στοιχεία των εφαρμογών βαλβίδων που αναφέρονται σε αυτό το άρθρο ενδέχεται να μην είναι ορατά κατά τη διάρκεια ενός ταξιδιού στα Starbucks ή στο σπίτι της γιαγιάς, ορισμένες πολύ σημαντικές βαλβίδες είναι πάντα κοντά. Υπάρχουν ακόμη και βαλβίδες στον κινητήρα του αυτοκινήτου που χρησιμοποιούνται για να φτάσετε σε εκείνα τα σημεία όπως εκείνα στο καρμπυρατέρ που ελέγχουν τη ροή του καυσίμου στον κινητήρα και εκείνα στον κινητήρα που ελέγχουν τη ροή της βενζίνης στα έμβολα και πάλι έξω. Και αν αυτές οι βαλβίδες δεν είναι αρκετά κοντά στην καθημερινότητά μας, σκεφτείτε την πραγματικότητα ότι η καρδιά μας χτυπάει τακτικά μέσω τεσσάρων ζωτικών συσκευών ελέγχου ροής.

Αυτό είναι απλώς ένα άλλο παράδειγμα της πραγματικότητας ότι: οι βαλβίδες είναι πραγματικά παντού. VM
Το Μέρος II αυτού του άρθρου καλύπτει πρόσθετες βιομηχανίες όπου χρησιμοποιούνται βαλβίδες. Μεταβείτε στη διεύθυνση www.valvemagazine.com για να διαβάσετε για χαρτοπολτό και χαρτί, θαλάσσιες εφαρμογές, φράγματα και υδροηλεκτρική ενέργεια, ηλιακή ενέργεια, σίδηρο και χάλυβα, αεροδιαστημική, γεωθερμική και βιοτεχνική ζυθοποίηση και απόσταξη.

Ο GREG JOHNSON είναι πρόεδρος της United Valve (www.unitedvalve.com) στο Χιούστον. Είναι συντάκτης του περιοδικού VALVE, πρώην πρόεδρος του συμβουλίου επισκευής βαλβίδων και σημερινό μέλος του διοικητικού συμβουλίου της VRC. Υπηρετεί επίσης στην Επιτροπή Εκπαίδευσης & Κατάρτισης της VMA, είναι αντιπρόεδρος της Επιτροπής Επικοινωνιών της VMA και πρώην πρόεδρος της Εταιρείας Τυποποίησης Κατασκευαστών.