Niêm phong dầu khí ở hạ nguồn: Chọn các miếng đệm phù hợp cho dịch vụ lọc dầu

Một mặt bích đang rỉ nước trên đường dây sạc hydrocracker hiếm khi tự phát ra. Đầu tiên, nó xuất hiện dưới dạng mùi hydrocarbon thoang thoảng trên lối đi, vết sẫm màu trên lớp cách nhiệt hoặc hình ảnh nhiệt nóng hơn hai độ so với phần còn lại của tiêu đề. Vào thời điểm nó trở thành một tia có thể nhìn thấy được, thiết bị đang lên kế hoạch ngừng hoạt động ngoài kế hoạch và một khớp nối có giá vài trăm đô la đã phải mất một tuần sản xuất.

Phần còn lại của bài viết này đề cập đến kiểu đệm nào phù hợp với dịch vụ hạ nguồn nào, tiêu chuẩn liên quan nào thực sự kiểm soát và các chi tiết thực tế quyết định liệu khớp nối có tồn tại được sau 5 năm hoạt động hay không.

Tại sao niêm phong hạ lưu là một vấn đề khác

Hạ lưu bao gồm mọi thứ sau đầu giếng: các đơn vị xử lý nhà máy lọc dầu, nhà máy hóa dầu và hóa chất, thiết bị đầu cuối lưu trữ, giá đỡ và đường ống phân phối. Các kiểu đệm lót trùng lặp với các kiểu được sử dụng ở thượng nguồn, nhưng hồ sơ nhiệm vụ thì không.

Ba điểm khác biệt thúc đẩy hầu hết các quyết định niêm phong.

• Đạp xe, trạng thái không ổn định. Bộ xử lý bằng nước, bộ chuyển hóa và bộ xúc tác làm nóng và làm mát liên tục trong quá trình tái sinh, khởi động và tắt máy. Mỗi chu kỳ cho phép tải trọng bu lông giảm đi một chút và một miếng đệm giữ 40 ​​bar vào ngày đầu tiên có thể giảm ở mức 12 bar sau chu kỳ thứ mười nếu nó không thể phục hồi độ dày của nó.
• Hàng ngàn khớp nhỏ. Một đơn vị xử lý duy nhất có thể chứa nhiều kết nối mặt bích có lỗ khoan nhỏ hơn toàn bộ cơ sở thượng nguồn cấp nguồn cho nó. Theo thống kê, đó là nơi xuất hiện rò rỉ — không phải trên đường truyền chính 24 inch.
• Ăn mòn và cách điện. Các vật liệu hỗn hợp, dịch vụ chua và đường ống được bảo vệ bằng ca-tốt làm cho các mối nối cách ly và ghép nối vật liệu chính xác trở thành một phần của thông số kỹ thuật bịt kín chứ không phải là một suy nghĩ lại.

Quy mô cũng quan trọng. MarketsandMarkets ước tính thị trường phớt chặn xử lý dầu khí toàn cầu đạt khoảng 5,7 tỷ USD vào năm 2018, dự kiến ​​đạt 6,4 tỷ USD vào năm 2023 và các nhà máy chế biến thay vì địa điểm khoan chiếm thị phần lớn hơn trong nhu cầu đó.

Kiểu đệm nào phù hợp với dịch vụ hạ nguồn nào

Năm kiểu đệm bao phủ phần lớn các khớp nối mặt bích ở hạ lưu. Sự khác biệt quan trọng trong thực tế là nhu cầu tải bu-lông, trần nhiệt độ và liệu mối nối có thể chịu được việc làm lại hay không.

Vòng đệm vết thương xoắn ốc cho các mối nối mặt bích của nhà máy lọc dầu và hóa chất Tổng quan về danh mục các miếng đệm xoắn ốc có cuộn dây kim loại, chất độn mềm và kiểu dáng cho các mối nối mặt bích trong nhà máy lọc dầu, hóa chất và năng lượng. Xem sản phẩm →

Đối với hầu hết các đường ống của quy trình lọc dầu, miếng đệm dạng xoắn ốc vẫn là lựa chọn mặc định vì nó cân bằng hai thứ cùng một lúc: chất độn mềm thực hiện việc bịt kín, trong khi cuộn dây kim loại hình chữ V cung cấp lò xo phía sau để giữ tải cho khớp khi nó nguội đi. Khi tải trọng của bu lông bị hạn chế hoặc mặt bích hẹp, kết cấu bằng kim loại tôn hoặc kammprofile thường phù hợp hơn so với việc buộc một miếng đệm nặng hơn vào mối nối.

Khớp miếng đệm với điều kiện sử dụng thực tế

Việc lựa chọn thường bắt đầu bằng định mức mặt bích và nhiệt độ thiết kế, nhưng có bốn biến số quyết định xem mối nối có thực sự giữ được hay không: tải trọng bu lông sẵn có, điều kiện bề mặt, vật liệu và độ ăn mòn cũng như số chu kỳ nhiệt dự kiến giữa các vòng quay.

Nhiệt độ chỉ là một nửa bức tranh. Một miếng đệm được định mức ở nhiệt độ 450 °C khi hoạt động ổn định vẫn có thể bị hỏng trong một thiết bị dao động trong khoảng từ 200 °C đến 400 °C mỗi hai tuần, bởi vì điều quan trọng là miếng đệm sẽ chịu tải bao nhiêu của bu-lông ban đầu khi khớp nối co lại.

Độ hoàn thiện bề mặt là biến số thường bị bỏ qua nhất trong quá trình quay vòng. Một miếng đệm vết thương xoắn ốc được chỉ định cho mặt có răng cưa Ra từ 3,2 đến 6,3 µm hoạt động rất khác nhau trên bề mặt nhẵn, mòn hoặc có vết khía, và tình trạng và hoàn thiện bề mặt mặt bích thường xuyên giải thích tại sao một miếng đệm giống hệt nhau bịt kín trên một mặt bích và bịt kín ở mặt bích tiếp theo.

Các tiêu chuẩn và phê duyệt có sức nặng thực sự

Hoạt động mua sắm cuối nguồn thường nêu tên các tiêu chuẩn hơn là thương hiệu, vì vậy sẽ giúp biết được mỗi bên thực sự kiểm soát những gì.

• ASME B16.20 - kích thước, dung sai và ghi nhãn đối với vòng đệm xoắn ốc, vòng đệm và vòng đệm có vỏ bọc, cộng với giới hạn nhiệt độ chất độn.
• ASME B16.5 / B16.47 và EN 1092-1 - các tiêu chuẩn mặt bích mà miếng đệm phải phù hợp với lỗ khoan, vòng tròn bu lông và bề mặt.
• ASME PCC-1 - hướng dẫn lắp ráp mối nối bu lông, bao gồm ứng suất bu lông mục tiêu, trình tự bôi trơn và siết chặt.
• NACE MR0175 / ISO 15156 - độ cứng vật liệu và giới hạn luyện kim đối với dịch vụ chua.
• EN 10204 3.1 - loại chứng chỉ vật liệu thường được yêu cầu cho các bộ phận kim loại.
• API 6A và ISO 9001:2015 - phê duyệt sản phẩm và hệ thống chất lượng mà người vận hành hạ nguồn và nhà thầu EPC yêu cầu đích danh.

Ví dụ: Công ty TNHH Vật liệu niêm phong Ninh Ba Rilson hoạt động theo tiêu chuẩn ISO 9001:2015 và có chứng nhận sản phẩm API 6A, đồng thời được công nhận là nhà cung cấp cho các tập đoàn công nghiệp bao gồm GE, Shell và ExxonMobil. Những phê duyệt đó là một bộ lọc hữu ích trong quá trình đánh giá chất lượng nhà cung cấp vì chúng nén một danh sách kiểm tra dài thành một câu hỏi duy nhất.

Vòng đệm và vòng đệm Kammprofile cho các khớp cứng nhất

Hai kiểu dáng chiếm ưu thế khi lớp áp suất, nhiệt độ hoặc chu kỳ đẩy các miếng đệm mềm hơn ra khỏi cửa sổ của chúng.

Vòng đệm khớp nối

Vòng đệm bịt kín trên đường tiếp xúc giữa vòng kim loại được gia công và rãnh trên mặt bích. Không có chất độn mềm nào có thể bù đắp cho bất cứ điều gì, đó chính là lý do tại sao nó hoạt động trong hydro áp suất cao và các dây buộc có độ toàn vẹn cao - và cũng là lý do tại sao nó nhanh chóng hỏng khi rãnh bị trầy xước, vòng đệm vượt quá khả năng chịu đựng hoặc các bu lông không được đưa lên đều. Yêu cầu về tải trọng bu lông cao và rãnh phải được kiểm tra chứ không được giả định.

Vòng đệm chung cho dịch vụ dầu, khí đốt và hóa dầu áp suất cao Miếng đệm RTJ bằng kim loại dùng để bịt kín ở nhiệt độ cao và áp suất cao, với các kiểu R, RX, BX, IX, thấu kính và được bọc cao su. Xem sản phẩm →

Vòng đệm Kammprofile

Miếng đệm kammprofile sử dụng lõi kim loại có răng cưa với mặt mỏng mềm ở mỗi bên. Nó hoạt động giống như một loại hybrid: nó cần tải bu lông ít hơn so với khớp vòng, phục hồi tốt thông qua chu trình nhiệt và xử lý các kết nối mặt bích xung quanh vỏ bộ trao đổi và nắp kênh nơi miếng đệm vết thương xoắn ốc sẽ hoạt động gần giới hạn của nó.

Bộ trao đổi nhiệt và mối nối cách nhiệt: Những điểm bịt kín bị bỏ qua

Bộ trao đổi nhiệt tập trung các vấn đề bịt kín vào một khu vực nhỏ. Miếng đệm nằm giữa mặt bích vỏ và rãnh hoặc tấm che, độ dốc nhiệt độ trên mối nối rất dốc và tải bu lông phải giữ hai mặt cùng một lúc. Các miếng đệm trao đổi thường được chỉ định là một bộ hoàn chỉnh trên mỗi bộ phận để tất cả các mối nối trong bó được thay thế cùng nhau và tải bu lông được cân bằng.

Bộ đệm cách nhiệt giải quyết một vấn đề khác. Khi đường ống được bảo vệ bằng ca-tốt, mối nối mặt bích dẫn điện sẽ trở thành nơi ăn mòn và bộ cách ly với miếng đệm cách điện, ống bọc và vòng đệm sẽ phá vỡ đường dẫn điện đó. Nhiệm vụ niêm phong là không đáng kể; tính toàn vẹn về điện thì không, và một vòng đệm cách điện bị thiếu sẽ làm hỏng toàn bộ hệ thống lắp đặt.

Vòng đệm trao đổi nhiệt tùy chỉnh cho các bộ phận vỏ, ống và tấm Các miếng đệm trao đổi nhiệt bọc kim loại và kammprofile tùy chỉnh cho các thiết bị hóa dầu, điện, làm mát hàng hải và điện lạnh công nghiệp. Xem sản phẩm →

Rò rỉ thực sự bắt đầu từ đâu: Lắp ráp và tải bu lông

Hướng dẫn liên kết bu lông trong ngành, bao gồm ASME PCC-1, hội tụ cùng một thông điệp: miếng đệm hiếm khi là liên kết yếu nhất - mà chính là lắp ráp. Trình tự thực tế cho quá trình quay vòng xuôi dòng trông như thế này.

1. Xác minh mặt bích đối diện với thông số kỹ thuật của miếng đệm; loại bỏ các bề mặt bị mài mòn, bị ăn mòn hoặc bị rỗ nghiêm trọng thay vì cố gắng bịt kín chúng.
2. Làm sạch cả hai mặt và rãnh, đồng thời xác nhận kích thước, lỗ khoan và độ dày của miếng đệm so với bản vẽ trước khi nó đến gần mối nối.
3. Áp dụng chất bôi trơn được chỉ định một cách nhất quán vào các mặt ren và đai ốc; những thay đổi về bôi trơn mang lại tải trọng bu-lông nhiều hơn hầu hết mọi người mong đợi.
4. Đưa khớp lên nhiều lần bằng cách sử dụng mẫu trong quy trình lắp ráp, không phải quét một vòng tròn.
5. Kiểm tra ứng suất hoặc mô-men xoắn của bu-lông ở cuối, ghi lại các giá trị và gắn thẻ vào mối nối cho lần quay tiếp theo.

Việc vặn lại sau khi thiết bị đạt đến nhiệt độ vận hành đôi khi thích hợp và đôi khi không, tùy thuộc vào loại miếng đệm và quy trình. Làm theo phương pháp viết quan trọng hơn thói quen.

Gửi gì cho nhà sản xuất miếng đệm

Sự chậm trễ trong báo giá trong ngành này hầu như luôn bắt nguồn từ việc thiếu dữ liệu chung. Việc gửi nội dung sau trong một tin nhắn sẽ loại bỏ hầu hết các thao tác gửi qua lại.

• Tiêu chuẩn mặt bích, kích thước danh nghĩa, cấp áp suất và loại mặt bích.
• Kích thước vòng đệm hoặc bản vẽ được đánh dấu, bao gồm đường kính lỗ khoan và đường kính ngoài.
• Vật liệu cuộn và vật liệu độn, cùng với bất kỳ yêu cầu về độ cứng nào đối với dịch vụ chua.
• Yêu cầu loại chứng chỉ, ví dụ EN 10204 3.1.
• Số lượng trên mỗi kích thước và liệu có cần một bộ trao đổi đầy đủ hay không.

Đối với các đơn đặt hàng lặp lại, việc lưu giữ thông số kỹ thuật ban đầu trong hồ sơ là điều đáng nỗ lực - nó ngăn cản sự thay thế "tương đương" làm thay đổi loại phụ một cách lặng lẽ.

Câu hỏi thường gặp

Việc chuẩn bị phong ấn hạ lưu sẽ thưởng nhiều hơn là thưởng cho các vật liệu cao cấp. Việc chọn kiểu đệm phù hợp cho dịch vụ, xác minh tải trọng của mặt bích và bu lông cũng như tuân theo quy trình lắp ráp bằng văn bản sẽ ngăn chặn nhiều rò rỉ hơn bất kỳ bản nâng cấp nào đối với bảng thông số kỹ thuật.

Đối với các nhà khai thác nhà máy lọc dầu và hóa dầu đang tìm kiếm đối tác gioăng đệm đáng tin cậy, Công ty TNHH vật liệu niêm phong Ninh Ba Rilson thiết kế và sản xuất các loại vòng đệm xoắn ốc, khớp vòng, kammprofile, tôn kim loại, phi kim loại, bộ trao đổi nhiệt và các loại đệm cách nhiệt, cùng với nguyên liệu thô của đệm, từ cơ sở sản xuất rộng 20.000 m2 của mình.