고압, 고온, 부식성 매체 및 가연성 및 폭발 위험으로 가득 찬 석유 및 가스 탐사 및 개발의 핵심 영역에서 API 6A 게이트 밸브 Wellhead 장비와 크리스마스 트리에서 "안전 스위치"로 중요한 역할을하십시오. 유체 제어의 집행자 일뿐 만 아니라 인사 안전을 보장하고 환경 오염을 방지하고 장비의 안정적인 작동을 방지하는 핵심 장벽이기도합니다.
1. 핵심 개념 : 엄격한 표준에 따른 고압 밸브
API 6A 표준 : API는 American Petroleum Institute의 약어입니다. API SPEC 6A는 "Wellhead 장비 및 크리스마스 트리 장비"를위한 글로벌 권위있는 사양입니다. 설계, 재료, 제조, 테스트, 마킹 및 문서의 전체 프로세스에 대한 매우 엄격한 요구 사항을 규정하여 장비가 수년간 가혹한 지하 및 지표 환경에서 안전하고 안정적으로 작동 할 수 있도록합니다.
게이트 밸브 : 게이트 밸브의 본질은 유체 흐름의 방향에 수직 인 게이트 플레이트 (웨지 또는 게이트 플레이트라고도 함)를 들어 올려 열고 닫히는 밸브입니다. 게이트가 완전히 올라가면 흐름 채널이 막히지 않습니다. 게이트가 완전히 떨어지면 밀봉 표면이 밸브 시트를 눌러 강제 밀봉을 달성합니다.
API 6A 게이트 밸브 정의 : 특히 API 6A 표준에 따라 설계, 제조, 테스트 및 인증을받은 게이트 밸브를 의미합니다. 오일 및 가스 웰 헤드에서 고압, 고온, 모래 및 황화수소 (H2S)와 같은 극한의 작업 조건에 맞게 조정됩니다. 일반적으로 2000psi (13.8 MPa), 3000 psi (20.7 MPa), 5000 psi (34.5 MPa), 10000 psi (69.0 MPa), 15000 psi (103.5 MPa) 또는 200000 psi (138.0 MPa)와 같은 작업 압력 등급은 매우 높습니다.
2. 구조 및 작업 원리 : 견고성 및 신뢰성의 초석
핵심 구성 요소 :
밸브 바디 : 일반적으로 고체 단조 탄소강, 저 합금강 또는 스테인리스 스틸로 만들어진 압력 베어링 바디 및 흐름 채널 설계는 난기류와 침식을 최소화해야합니다. 연결 방법에 따르면 주로 플랜지 유형, 클램프 유형 및 나사 유형이 있습니다 (고압 기본 밸브에는 덜 사용).
BONNET/BONNET : 밸브 본체의 상단 부분을 닫고 밸브 스템 채널을 제공합니다. 볼트 연결, 압력 자체 조건 씰 및 로타리 보닛과 같은 설계가 있습니다. 일반적으로 압력 릴리프 밸브/플러그가 장착되어 밸브 공동의 비정상적으로 높은 압력을 안전하게 방출합니다.
게이트 : 핵심 오프닝 및 닫는 부분. 주요 유형 :
웨지 게이트 : 밀봉, 우수한 밀봉 및 가장 널리 사용되는 웨지 동작에 의존하는 단일 조각 또는 탄성 구조.
병렬 게이트 : 양쪽의 밸브 시트에 평행 한 두 게이트 사이에는지지 메커니즘 (예 : 스프링)이 있으며 온도 변화에 적응성이 우수하며 종종 고체 입자를 포함하는 작업 조건에 사용됩니다.
밸브 스템 : 작동 토크 및 리프팅 모션을 전송하는 구성 요소로, 강도가 높고 부식성 (보통 스테인레스 스틸)이어야합니다. 리프팅 줄기 (밸브 스템이 게이트와 함께 상승하고 떨어지고 실이 밸브 본체 외부에 있음)가 있으며 회전 스템 (밸브 스템은 회전하고 상승 및 떨어지지 않으며 밸브 본체 내부에 있습니다).
밸브 시트 : 게이트 밀봉 표면에 닿아 밀봉을 형성하는 환형 구성 요소. API 6A 게이트 밸브는 일반적으로 교체 가능한 밸브 시트를 사용하여 유지 보수가 쉽습니다. 밸브 시트 밀봉 표면은 내마모성 및 부식성을 향상시키기 위해 단단한 합금 (예 : 스텔리 라이트 합금)으로 용접됩니다.
스터핑 박스 : 밸브 스템 주변, 유연한 포장 (예 : 흑연 링)으로 채워진 땀샘으로 눌러 매체가 밸브 줄기를 따라 누출되는 것을 방지합니다. API 6A는 엄격한 낮은 누출 표준이 필요합니다.
작동 메커니즘 :
매뉴얼 : 핸드 휠, 기어 박스 (대규모 지침 고압 밸브 용).
자동 : 유압 액추에이터, 공압 액추에이터, 전기 액추에이터, 종종 원격 제어 또는 비상 차단 (ESD)에 사용됩니다.
작업 원칙 :
밸브 열기 : 핸드 휠을 시계 방향으로 돌리거나 액추에이터를 구동하면 밸브 스템은 게이트를 수직으로 위쪽으로 움직여 밸브 시트 밀봉 표면을 남겨두고 흐름 채널이 완전히 차단 해제 될 때까지 점차 열립니다.
밸브를 닫으십시오 : 핸드 휠을 시계 반대 방향으로 돌리거나 액추에이터를 구동하면 밸브 스템은 게이트 밀봉 표면이 밸브 시트 밀봉 표면에 단단히 눌러 신뢰할 수있는 밀봉을 형성 할 때까지 게이트를 아래로 밀어냅니다.
3. 주요 특징 및 엄격한 요구 사항 : 극단적 인 도전을 충족시킵니다
고압 무결성 : API 6A에 지정된 쉘 강도 테스트 및 밀봉 테스트 (상부 밀봉 테스트, 저압 밀봉 테스트, 고압 밀봉 테스트 포함)를 통과해야합니다.
재료 및 등급 :
PSL (제품 사양 수준) : 엄격한 품질 관리 수준을 나타냅니다. PSL 1은 기본 요구 사항 인 반면, PSL 2/3/3G/4에는 엄격한 재료 제어, 검사, 테스트 및 문서 추적 성 (예 : 충격 강인성 테스트,보다 포괄적 인 NDT 비파괴 테스트 등)이 필요합니다.
PR (성능 요구 사항) : 특정 온도 (예 : 강도 및 인성)에서 재료의 성능 요구 사항을 나타냅니다. PR1/PR2가 일반적으로 사용됩니다.
재료 선택 : 작업 조건 (압력, 온도, 중간 부식성, H2S 부분 압력 등), AISI 4130/4140 (낮은 합금 강), F22/F316/F51 (이중 강철) 등과 같은 일반적으로 사용되는 등급에 따라 표준 재료를 엄격하게 선택합니다. 중간에 접촉하는 주요 표면은 종종 부식 및 마모가 포함되어 있습니다.
화재 안전 : API 6FA 또는 API 6FC 화재 테스트 표준을 준수해야합니다. 시뮬레이션 된 화재 환경 (고온 화염 연소)에서, 밸브는 치명적인 결과를 방지하기 위해 정격 압력 을가할 때 외부 및 내부 밀봉 (또는 표준에 의해 허용되는 누설 속도)을 유지할 수 있습니다. 이것은 API 6A 밸브를 일반 산업 밸브와 구별하는 핵심 안전 요구 사항입니다.
극한의 밀봉 성능 :
메인 씰 (밸브 시트 / 게이트) : 누출 제로 또는 누출 속도가 매우 낮아야합니다 (ISO 5208 / API 598 클래스 A 또는 엄격한 표준에 따라).
상단 씰 : 완전히 열린 상태의 밸브 스템과 밸브 덮개 사이의 씰을 사용하면 포장을 완전히 개방 상태로 교체 할 수 있으며, 이는 API 6A 밸브의 필수 기능입니다.
포장 씰 : ISO 15848-1 또는 API 622 표준에 따라 유해한 미디어 누출의 위험을 최소화합니다.
내구성 및 저항 : 디자인은 침식 (고속 모래 함유 유체), 부식 (CO2, H2S, 바닷물), 마모, 열 사이클링 및 빈번한 작동과 같은 도전을 고려해야합니다.
엄격한 테스트 및 인증 : 제조 프로세스는 엄격한 품질 관리 시스템 (일반적으로 ISO 9001 인증)을 따라야합니다.
각 밸브는 공장을 떠나기 전에 일련의 필수 테스트 (쉘 강도, 씰, 상단 씰)를 통과해야합니다.
제조업체는 API 모노그램 인증을 통과해야하며 제품에는 API 6A 표준을 완전히 준수한다는 것을 증명하기 위해 API 모노그램으로 표시되어야합니다.
4. 핵심 응용 분야 : 석유 및 가스 개발의 핵심 지점
API 6A 게이트 밸브는 웰 헤드와 크리스마스 트리의 핵심 구성 요소입니다. 일반적인 설치 위치에는 다음이 포함됩니다.
케이싱 헤드/튜브 헤드 : 메인 밸브, 윙 밸브.
크리스마스 트리 : 메인 밸브 (상단 메인 밸브, 하단 메인 밸브), 윙 밸브 (생산 날개 밸브, 케이싱 윙 밸브), 변환 밸브 (크로스 밸브), 스로틀 밸브 (일부 설계는 게이트 밸브를 사용 함).
블로우 아웃 방지기 제어 장치 : 고압 유압 게이트 밸브.
파쇄 매니 폴드/테스트 매니 폴드 : 고압 유량 제어 지점.
주요 기능은 우물에서 고압 유체를 분리하고 생산/주입 유체의 흐름 방향을 제어하며 장비 유지 보수 또는 응급 상황 (예 : 폭발)에 안전한 차단을 제공하는 것입니다.
5. 선택의 주요 요인
적절한 API 6A 게이트 밸브를 선택하려면 다음을 고려해야합니다.
정격 작업 압력 (작업 압력 등급) : 시스템의 최대 예상 압력보다 동일해야합니다.
온도 등급 : 작업 온도 범위 (저온, 정상 온도, 고온)를 명확하게 정의하십시오.
보어 크기 : 보어 크기 (예 : 2-1/16 ", 3-1/8", 5-1/8 "등).
엔드 연결 : 플랜지 (RF, RTJ), 클램프 허브, 스레드.
재료 클래스 : 배지의 부식성 (특히 H2S 함량 -Co2 부분 압력)에 따라 해당 등급의 탄소강, 저 합금강 또는 스테인리스 스틸 (AA, BB, CC, DD, EE, FF, HH)을 선택하십시오.
PSL 레벨 : 프로젝트 사양 또는 작업 조건 위험에 따라 필요한 품질 관리 수준을 결정하십시오.
작동 모드 : 수동 (핸드 휠, 기어 박스), 유압 액추에이터, 공압 액추에이터, 전기 액추에이터.
특수 요구 사항 : NACE MR0175/MR0103 (항 말리 파이드 스트레스 균열), 화재 보호 요구 사항 (API 6FA/6FC), 저온 충격 요구 사항 등을 준수 해야하는지 여부
6. 유지 보수 및 관리
API 6A 게이트 밸브는 견고하게 설계되었지만 극한의 작업 조건에서는 여전히 정기적 인 유지 보수가 필요합니다.
정기적 인 작동 : 정상적으로 개방되거나 정상적으로 폐쇄 된 상태에서도 전체 스트로크 스위치 작동은 게이트가 밸브 시트에 달라 붙지 않도록 정기적으로 (예 : 월별) 정기적으로 수행되어야합니다.
누설 포장 점검 : 스터핑 박스를 모니터링하십시오.
부식 방지 : 밸브 외부를 깨끗하게 유지하고 반응 방지 코팅을 바릅니다.
전문적인 유지 보수 : 문제가 발생하거나 유지 보수주기에 도달하면 전문가는 분해, 검사, 수리 (예 : 밸브 시트 교체, 씰 링, 포장, 밀봉 표면 연삭) 및 API 및 제조업체 사양에 따라 재시험해야합니다.
API 6A 게이트 밸브는 석유 및 가스 산업의 상류 필드에서 필수 불가능한 고출성 키 장비입니다. 가장 엄격한 설계 사양, 최고 등급의 재료 선택, 가장 엄격한 제조 및 테스트 표준 및 가장 중요한 화재 안전 개념을 구현합니다. 6A 게이트 밸브는 우수한 구조적 무결성 및 밀봉 성능을 갖춘 API 심해 시추 플랫폼에서 고압 가스 우물에 이르기까지 API에 이르기까지 6A 게이트 밸브는 극한 환경에서 우물 안전을 조용히 보호하고 소중한 석유 및 가스 자원의 흐름을 효과적으로 제어하며 전체 산업의 안전한 생산을 보호합니다. 석유 및 가스 필드의 안전하고 효율적인 작동을 보장하기 위해서는 설계 원칙을 이해하고, 선택 사양에 따라, 적절한 유지 보수를 수행하는 것이 필수적입니다. API 6A 표준을 충족하고 공식 인증을 얻은 밸브 선택은 프로젝트 안전 및 신뢰성을 보장하기위한 기본 전제 조건입니다.
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