Az olaj- és gáztermelés, a vízgazdálkodás és a különféle folyamatipar területén a folyadékáramlás pontos ellenőrzése kritikus jelentőségű. A fojtószelepek olyan speciális eszközök, amelyek célja ennek az alapvető funkciónak a végrehajtása az áramlási sebesség szabályozásával és a rendszeren áthaladó folyadékok nyomásának csökkentésével. A különféle típusú fojtószelepek megértése alapvető lépés az alkalmazáshoz megfelelő berendezés kiválasztásában.
A besorolása fojtószelepek elsősorban az áramlásszabályozás és a tervezés módszerén alapul. A két fő kategória rögzített fojtószelepek és állítható fojtószelepek.
1. Rögzített fojtószelepek
A rögzített fojtószelepek, más néven pozitív fojtószelepek, rögzített geometriás nyílásokat tartalmaznak, amelyek állandó, megváltoztathatatlan áramlási korlátozást biztosítanak. A nyílás általában edzett anyag, például volfrám-karbid, amelynek célja a nagy sebességű, csiszoló folyadékok eróziójának ellenállása.
-
Tervezés és üzemeltetés: Az áramlási kapacitást a nyílás pontos mérete és alakja határozza meg, amelyet a szeleptestbe telepítenek. Az áramlási sebesség megváltoztatásához a teljes nyílást a folyamat leállításakor eltérő méretűre kell cserélni.
-
Tipikus alkalmazások: Ezeket a szelepeket elsősorban olyan alkalmazásokban használják, ahol az áramlási körülmények stabilak és következetesek, és ahol a kézi beállítás nem szükséges. Az egyszerűség, a robusztusság és a megbízhatóság miatt értékelik őket súlyos szolgáltatási körülmények, például a Wellhead termelési fogalmak miatt.
2. Állítható fojtószelepek
Az állítható fojtószelepek lehetővé teszik az áramlási terület módosítását, amíg a szelep üzemben van, és rugalmasságot biztosítva a kezelők számára a változó folyamatfeltételek reagálásához. A belső mechanizmusuk alapján tovább osztják őket.
a) Tű- és ülésfojtószelepek
Ez egy általános állítható fojtószelep típusa. A szelep kúpos tűvel (vagy szárával) rendelkezik, amely lineárisan mozog egy megfelelő ülésbe és ki, ezáltal változtatva a köztük lévő gyűrűs áramlási területet.
-
Tervezés és üzemeltetés: A kézkerék forgatása vagy a szelep működtetése mozgatja a tűt. A finom ellenőrzés ezzel a kialakítással elérhető. A tömítőfelületeket gyakran erózió-rezisztens anyagokból készítik.
-
Tipikus alkalmazások: A tű- és ülésfojtók sokféle alkalmazásra alkalmasak, amelyek pontos áramlási szabályozást igényelnek, ideértve a termelési elválasztókat, a kútvizsgálatot és a különféle finomítási folyamatokot.
b) Dugó és ketrec fojtószelepek
Ebben a kialakításban egy perforált ketrec (vagy hüvely) hengeres vagy kúpos dugót tartalmaz. A dugó forog vagy lineárisan mozog, hogy szilárd metszeteit a ketrecben lévő lyukakhoz igazítsa, ezáltal kinyitva vagy bezárva az áramlási átjárókat.
-
Tervezés és üzemeltetés: A többlépcsős nyomásesés a ketrec lyukainál minimalizálja a kavitációt és csökkenti az erózió potenciálját, így ez tartós kialakítás a nagynyomású különbségekre.
-
Tipikus alkalmazások: A dugó- és ketrecfojtókat gyakran használják a nagynyomású gyártási fojtókban, a gőzcsökkentő alkalmazásokban és más szolgáltatásokban, ahol a súlyos nyomásesések gyakoriak.
c) forgó tárcsás fojtószelepek
Ez a kialakítás két tárcsát használ, igazított nyílásokkal. Az egyik tárcsa álló, míg a másik forog. Az áramlási terület megváltozik, amikor a forgó tárcsa lyukai be- és kifelé mozognak a helyhez kötött korong lyukaival.
-
Tervezés és üzemeltetés: A működés általában egy negyed fordulat, a teljesen nyitottig a teljesen bezárásig. Bár egyszerű, a lyukak szélei érzékenyek lehetnek az áramlási patak szilárd anyagának eróziójára.
-
Tipikus alkalmazások: Ezeket a szelepeket gyakran kevésbé súlyos szolgáltatásokban vagy olyan alkalmazásokban használják, ahol a csiszoló szilárd anyag nem jelent elsődleges problémát.
Kulcsfontosságú megfontolások a típuson túl
A fojtószelep kiválasztása több, mint egy típus kiválasztása. Az anyag kiválasztása kiemelkedően fontos; A belső burkolat és a testek gyakran edzett ötvözetekből készülnek, vagy olyan anyagokkal borítják, mint a volfrám -karbid az erózió és a korrózió elleni kopás ellen. Ezenkívül a fojtószelepek manuálisan, hidraulikusan vagy elektromosan működtethetők, az automatizálás, a távirányító és a biztonság követelményeitől függően.
A fojtószelepek kiválasztása kritikus mérnöki döntés. A rögzített fojtószelepek egyszerűséget kínálnak az állandó áramlási körülmények között, míg a beállítható fojtószelepek - a duzzanat és az ülés, a dugó és a ketrec, valamint a forgó tárcsa - különféle formatervezése biztosítja a dinamikus folyamatokhoz szükséges rugalmasságot és vezérlést. A helyes választás a folyadék tulajdonságainak szigorú elemzésétől, a nyomástól, a hőmérséklettől, az áramlási jellemzőktől és a rendszer konkrét működési igényeitől függ.
