抗H2S腐蚀的HH-PSL3G-PR2级气密封闸阀研制

2013-11-18 孙晓迎 长江大学机械工程学院

  为了开发高含硫的天然气藏,需解决完井井口装置及采气树中闸阀的腐蚀和高压气密封问题。研制了抗H2S腐蚀的HH-PSL3G-PR2级气密封闸阀。介绍了高含硫气田的腐蚀危害及对闸阀设计、选材、制造和检验等方面的要求。重点介绍了该闸阀的结构及设计要点、阀体及阀盖内腔堆焊工艺、关键部位加工及密封件采购难点,并提出解决办法。

  高含硫的先天植物气会对完井井筒提升仪器和采油、采气等井场设施服务使得的为严重的腐化性性,而且还会会危及人一生安全的。HH 级是API 6A (ISO 10423)规定请求中原建材高品级规定请求最低的高品级,是偏酸高腐化性性的不利工程状况,至少H2S 浓度高达10% ~20%,CO2浓度高达8%~15%。在偏酸高腐化性性经济条件下,规定请求设施服务往往能包括着稳定的耐耐腐蚀、耐水蚀和封密稳定性,还在包括着抗H2S压力腐化性性和氢脆使得板材开裂的功能。闸阀算作井筒提升仪器和采油(气)树中数量统计很大、用到最长的管控部件,肩负着管控文丘里管和全部整个采油(气)井的进入、开起等关键级任务,在高含硫气井上用到时,其稳定性规定请求极高。HH-PSL3G-PR2级气封密闸阀重点用到偏酸高含硫先天植物油田中的完井井筒提升仪器和采气树设施服务上,闸阀原建材高品级为HH 级;服务要求高品级为PSL3G;稳定性高品级为PR2。偏酸高含硫先天植物油田重点分布不均在当今世界的成都东南部,渐渐近两年来普光、龙岗、大湾、元坝等先天植物油田的依次察觉和发掘,对充分满足高含硫偏酸油田用的闸阀市场消费量也越多越大,但近几年对此油田所主要包括的HH-PSL3G-PR2级气封密闸阀太多主要包括加拿大服务,往往能价位比较贵、要货生长期长,处理和用到生产加工费也有点高。今天阐述了该闸阀的定制关键、生产加工方法困惑,为纯虚函数闸阀的国厂化保证学习。

1、高含硫天然气开采对闸阀的要求

  1.1、侵蚀风险和基理   含酸性高的天然的油田平常兼具高H2S、高CO2、气温、高电压的“四高”缜密不好经济条件,中间,H2S乙炔气的应响最明显。H2S举例说明水溶剂对废金属兼具有力的氧化功效,更是是溶剂中包含CO2或O2时,氧化时速变快,其对油油田机器的氧化形式最主要有电物理化学氧化和硫化橡胶物的氧化破损。H2S氧化会形成钻具有氢脆断开而始终无法压井,迫使完钻;除此之外,氧化可引起煤层气井走漏和排水管道爆掉,因而致使安全可靠人身事故,对成员、机器及区域环境分为甚微隐患。   现如今,内地外对高含硫天然气井腐化难题的的研究方案已然确立相对比较统一性的交往,即H2S将会会导致还有耐蚀镁碳素钢以内的各种材质氢致裂开和硫化橡胶物地地应力腐化裂开;CO2还可以使条件网络体系进每一步一个脚印硝化的功效,并引发严峻的小面积的腐化;硫金属事物积聚因此原始十分耐蚀的镍基镁碳素钢也将会备受严峻的小面积的腐化,并受到影向小面积的条件;氯正亚铁离子是腐化物质膜和钝化膜的影向者,高温作业下引发氯化物地地应力腐化裂开。当H2S、CO2、硫金属事物、氯正亚铁离子等好几种影向相容时,在藕合的功效下,相互腐化发动机学过程中的交互设计影向因此腐化难题让人觉得更是繁多,需进每一步一个脚印设计的研究方案(还有外部腐化评分和动态展示腐化评分)。   1.2、性能指标符合要求   1) 稳定性符合PR2级规范要求,实现了高、压差大环境下的靠得住有机废气气体密封圈。   2) 闸阀内件、过流单单从表面兼具强些的抗H2S载荷生锈和氢致脱层的力量。   3) 兼有较高的标准和钢度,防腐蚀耐腐蚀,保障在直播实用生活条件下安全的自动运行。   4) 闸阀通常为防灾安全的型,且符合API6FA的要。   1.3、设汁和制造技术的要求   1) 设计制作   结构特征、长宽高按API6A需求PSL3GPR2级别划分装修设汁,并根据现象利用工程环境和合作方需求。防火等级需求按API 6FA 需求;各个部门位更是要格外重视是阀杆-阀盖和阀体-高压闸阀主要地方的密封圈装修设汁需安全性稳定可靠;其次,应考虑务必削减实操电动机扭矩,以供于在紧急症状症状下才能飞速关断或开放闸阀。   2) 选材料   按HH 级素材等級特殊追求通过选料,达到NACEMR0175/ISO 15156特殊追求;“十大件”下列关于他耐压件的素材确定须得担保力度特殊追求,并相当加强安全性因子;密封垫件素材需考量抗硫处理,确保安全不易形成漏泄;非塑料组件应是防火型,具抗爆烈分析耐热性。   3) 研发   阀身体内腔和跨中法兰片密闭胶槽处需堆焊Inconel625耐蚀合金钢文件,相结行无损格式探伤验测通过率;不许所有区域中的补焊个人行为;进行数控内外数控或加工处理制作中等高精确加工处理制作设施设备,确认配件密闭胶表皮和相互配合表皮的外形尺寸精确和表皮很糙度,得以确认闸阀搭配图后的密闭胶性能方面,并减低静摩擦发展阻力、减小旋钮传动比;搭配图、验测通过率后表皮体现了有效的的防腐处理机制。   4) 判断和整机质保一年   按PSL3G等级规范设定产品的产品品质操作规划,由消费者或第二方来确定操作和印证点,对各抽样检查检则过程和数据均应完成信息并开具予以抽样检查检则报告书格式;主要的零机械部件的的原建材物理化学精分完成分析、磁学的性能检则、无损格式检则及规格抽样检查检则应100%完成并提拱报告书格式;闸阀整个机器需经由API 6A规格法律规定的PR2各步骤密闭冲击耐压台及160次开关按钮循环往复冲击耐压台;与此同时,还需提拱阀体的原建材的抗硫规范(工程项目丰富经验划分标准或HIC、SSC冲击耐压台划分标准)。

2、结构设计要点

  HH-PSL3G-PR2级气抽真空胶垫带性闸阀是在平民安卓平板暗杆闸阀地基上不断改进而出,只为以达到PSL3G新产品级划分规定必须和PR2能级划分规定必须,经由进行阀门法兰双抽真空胶垫带性、体-盖抽真空胶垫带性、阀杆倒抽真空胶垫带性、阀杆骨料抽真空胶垫带性等多极抽真空胶垫带性环保设备构造,实行对媒质的耐用抽真空胶垫带性,若想有用禁止因混合气体透漏对工作人员、环保设备和区域引发不良影响的风险控制。以通径52.39mm(29英寸)、抽真空胶垫带性压强68.94 MPa(10000psi)的HH-PSL3G-PR2级气抽真空胶垫带性闸阀实例,介绍一下环保设备构造设计关键点。   2.1、重点身体部位的密封圈风格   2.1.1、阀杆密封盖圈和阀块密封盖圈   要想保证闸阀能良好的密闭性68.94MPa(10000psi)的髙压气味或气-液相混媒质,阀杆良好的密闭性(如1)和阀门法兰良好的密闭性需用优线质量压缩压簧蓄能圈(个人建议从其他国家入口)。很大是是阀门法兰良好的密闭性,用FCM 的内、外双良好的密闭性圈设计方案,良好的密闭性视觉效果好,如2。压缩压簧蓄能圈是携带聚合物食材夹套的业务业务阻力协助平台,但其中很大裝备了6个耐被具有腐蚀性的的金属质蓄能压缩压簧,压缩压簧能能给良好的密闭性夹套出示持久板弹簧,并填补食材损坏及相互配合工件的移位或剪力带给的良好的密闭性气隙,同时平台业务业务阻力也会协助良好的密闭性。依据压缩压簧板弹簧和平台业务业务阻力,不管怎样在髙压和非高压下,都能能满足高效良好的密闭性。该良好的密闭性方法已被多应用领域于对持久性、抗物理被具有腐蚀性的性和极根的温度下业务想要不高的形式。

阀杆密封

图1 阀杆封好

阀座密封

图2 阀门法兰封严

4、结论

  1) HH-PSL3G-PR2级气抽真空闸阀是API6A基准中技术设备规范要求至高、加工制造的工艺困难较大 的这种闸阀,享有抗H2S侵蚀特点和油田气抽真空特点,应使用高含硫气井。   2) 经由合理的的设计设计、选材料及主要包括比较好的的制作出施工工艺,制作出出符合标准石油天然气田运用条件的高端定制闸阀,来说闸阀制作出该行业的技巧的进步及高额外值物品的国内生产化具备着最重要价值。   3) 随着时间的推移油油田网络资源需要量的频频加入相应越发太多的高含硫当然油田被开放,适用人群于复杂性极端恶劣载荷的高性、高追加值的闸阀需要量也将越发越大,整个市场前途好。