Ako dôveryhodný dodávateľ podpovrchových bezpečnostných ventilov série TS sa ma často pýtajú na materiály použité pri ich výrobe. Tieto ventily sú kritickými komponentmi v ropnom a plynárenskom priemysle a sú navrhnuté tak, aby zabránili nekontrolovanému toku uhľovodíkov z vrtu v prípade núdze. Výber materiálov je nanajvýš dôležitý na zabezpečenie spoľahlivosti, životnosti a výkonu týchto poistných ventilov.
Všeobecné požiadavky na materiály
Pred ponorením sa do konkrétnych použitých materiálov je nevyhnutné pochopiť všeobecné požiadavky, ktoré musia tieto materiály spĺňať. Podpovrchové bezpečnostné ventily série TS sú vystavené drsným podmienkam, vrátane vysokého tlaku, vysokých teplôt, korozívnych kvapalín a abrazívnych častíc. Preto materiály musia mať vynikajúce mechanické vlastnosti, ako je vysoká pevnosť, húževnatosť a tvrdosť, aby odolali mechanickému namáhaniu počas prevádzky. Musia mať tiež dobrú odolnosť proti korózii, aby sa zabránilo degradácii v priebehu času, ako aj odolnosť proti erózii, aby odolali opotrebovaniu spôsobenému tokom tekutín obsahujúcich pevné častice.
Materiály tela a krytu
Telo a kryt podpovrchových bezpečnostných ventilov série TS sú zvyčajne vyrobené z vysoko pevnej legovanej ocele. Jedným z bežne používaných materiálov je oceľ 4140. Táto legovaná oceľ obsahuje chróm a molybdén, ktoré prispievajú k jej vysokej pevnosti a dobrej prekaliteľnosti. Oceľ 4140 môže byť tepelne spracovaná, aby sa dosiahla rôzna úroveň tvrdosti a pevnosti, vďaka čomu je vhodná do náročného prostredia. Má medzu klzu okolo 655 MPa a pevnosť v ťahu približne 760 MPa, čo umožňuje telu ventilu odolávať vysokým vnútorným tlakom bez deformácie.
Ďalšou možnosťou pre materiál tela je nehrdzavejúca oceľ, napríklad 316L. Nehrdzavejúca oceľ ponúka vynikajúcu odolnosť proti korózii, najmä v prostrediach, kde kvapaliny z vrtov obsahujú korozívne látky, ako je sírovodík (H2S) a oxid uhličitý (CO₂). Nízky obsah uhlíka v 316L znižuje riziko senzibilizácie a medzikryštalickej korózie a zabezpečuje dlhodobú integritu tela ventilu. Medza klzu nehrdzavejúcej ocele 316L je približne 205 MPa a jej pevnosť v ťahu je približne 515 MPa. Hoci pevnosť 316L je nižšia ako pevnosť ocele 4140, jej vlastnosti odolné voči korózii z nej robia preferovanú voľbu v koróznych studniach.
Tesniace materiály
Tesnenie je kľúčovou funkciou v podpovrchových bezpečnostných ventiloch, pretože zabraňuje úniku studňových tekutín. Elastoméry sa bežne používajú ako tesniace materiály. Jedným zo široko používaných elastomérov je nitrilový kaučuk (NBR). NBR má dobrú odolnosť voči olejom, palivám a iným uhľovodíkom, ktoré sú bežne prítomné vo vrtných kvapalinách. Má tiež vynikajúce mechanické vlastnosti, ako je vysoká elasticita a odolnosť proti roztrhnutiu, ktoré mu umožňujú vytvárať spoľahlivé tesnenie pri rôznych tlakoch a teplotách. Rozsah prevádzkových teplôt NBR je zvyčajne od - 40 °C do 120 °C, vďaka čomu je vhodný pre mnohé aplikácie v zvislých vrtoch.
Pre vysokoteplotné aplikácie sa často používa fluorokarbónová guma (FKM). FKM má vynikajúcu tepelnú odolnosť s rozsahom prevádzkových teplôt až do 250 °C. Má tiež vynikajúcu chemickú odolnosť voči širokému spektru chemikálií vrátane kyselín, zásad a rozpúšťadiel. Vďaka tomu je FKM ideálnou voľbou pre studne s vysokoteplotným a korozívnym prostredím.
Materiály obloženia ventilov
Vložka ventilu, ktorá obsahuje sedlo ventilu, guľu a driek, vyžaduje materiály s vysokou odolnosťou proti opotrebovaniu a dobrými tesniacimi vlastnosťami. Pre sedlo ventilu je populárnou voľbou karbid volfrámu (WC). Karbid volfrámu je extrémne tvrdý, s tvrdosťou až 2500 HV. Má vynikajúcu odolnosť proti opotrebeniu, čo umožňuje sedlu ventilu udržiavať tesnosť aj po viacerých cykloch otvárania a zatvárania. Karbid volfrámu má tiež dobrú odolnosť proti korózii, vďaka čomu je vhodný na použitie v korozívnych studniach.
Guľa ventilu je často vyrobená z nehrdzavejúcej ocele alebo zliatiny s tvrdým povrchom. V niektorých prípadoch sa používa guľa z nehrdzavejúcej ocele s tvrdým povrchom, ako je stellit. Stelit je zliatina na báze kobaltu, ktorá má vysokú tvrdosť, odolnosť proti opotrebovaniu a odolnosť proti korózii. Tvrdý povlak na guľôčke pomáha znižovať opotrebovanie a zlepšuje tesniaci výkon ventilu.
Driek ventilu je zvyčajne vyrobený z vysoko pevnej legovanej ocele podobnej ako materiál tela. Môže však byť tiež potiahnutý materiálom odolným voči korózii, aby bol chránený pred kvapalinami zo studne. Napríklad stopka vyrobená z ocele 4140 môže byť potiahnutá zliatinou na báze niklu, aby sa zvýšila jej odolnosť proti korózii.
Pružinové materiály
Pružiny sú dôležitou súčasťou podpovrchových bezpečnostných ventilov série TS, pretože sú zodpovedné za poskytnutie potrebnej sily na uzavretie ventilu v prípade núdze. Najčastejšie používaným pružinovým materiálom je nehrdzavejúca oceľ, napríklad 302 alebo 304. Tieto nehrdzavejúce ocele majú dobrú odolnosť proti korózii a vysokú elasticitu. Môžu si zachovať svoje pružinové vlastnosti v širokom rozsahu teplôt a tlakov.
V niektorých vysokovýkonných aplikáciách sa na pružiny používajú zliatiny na báze niklu ako Inconel 718. Inconel 718 má vynikajúcu pevnosť pri vysokých teplotách, odolnosť proti korózii a odolnosť proti únave. Dokáže odolať drsným podmienkam v hĺbení a poskytuje spoľahlivú pružinu počas dlhej životnosti.
Kompatibilita s ostatnými komponentmi v studni
Pri výbere materiálov pre podpovrchové bezpečnostné ventily série TS je dôležité zvážiť ich kompatibilitu s ostatnými komponentmi v studni. Napríklad ventil by mal byť kompatibilný sTŕne bočného vrecka SPM - 288 - 1a iné dolné nástroje. Materiály by pri vzájomnom kontakte nemali spôsobovať galvanickú koróziu. Galvanická korózia nastáva, keď sú dva rôzne kovy v elektrolyte (ako je studničná kvapalina) a môže viesť k zrýchlenej korózii jedného z kovov.
Záver
Záverom možno povedať, že výroba podpovrchových bezpečnostných ventilov série TS zahŕňa starostlivý výber materiálov, aby vyhovovali náročným podmienkam v hĺbení. Telo a kryt sú vyrobené z vysoko pevnej legovanej ocele alebo nehrdzavejúcej ocele pre pevnosť a odolnosť proti korózii. Tesniace materiály, ako sú elastoméry, poskytujú spoľahlivé tesnenie, zatiaľ čo materiály obloženia ventilov, ako je karbid volfrámu a zliatiny s tvrdým povrchom, zaisťujú odolnosť proti opotrebovaniu a dobrý tesniaci výkon. Pružiny sú vyrobené z nehrdzavejúcej ocele alebo zliatin na báze niklu, aby poskytli potrebnú silu pre chod ventilu.
Ak hľadáte na trhu vysokokvalitné podpovrchové bezpečnostné ventily série TS, sme tu, aby sme vám ponúkli tie najlepšie produkty so správnou kombináciou materiálov. Naše ventily sú navrhnuté a vyrobené tak, aby spĺňali najvyššie priemyselné štandardy. Ponúkame aj ďalšie súvisiace produkty ako naprPodpovrchový bezpečnostný ventil pre hlbokú vodu série THD API 14A poistný ventil na zemaYKSLS - Jednoriadkové posuvné puzdro na ovládanie série.
Uvítame, ak nás kontaktujete v súvislosti s obstarávaním a prediskutovaním vašich špecifických požiadaviek. Náš tím odborníkov je pripravený pomôcť vám pri hľadaní najvhodnejších riešení pre vaše studne.
Referencie
- Príručka ASM, zväzok 1: Vlastnosti a výber: Železo, ocele a vysokovýkonné zliatiny.
- Špecifikácia API 14A: Špecifikácia pre zariadenie podpovrchového bezpečnostného ventilu.
- Material Science and Engineering: An Introduction William D. Callister, Jr. a David G. Rethwisch.
