วาล์วสำลักทำงานอย่างไร?

วาล์วสำลัก เป็นส่วนประกอบพื้นฐานในการใช้งานอุตสาหกรรมจำนวนมากโดยเฉพาะในภาคน้ำมันและก๊าซ ฟังก์ชั่นหลักของพวกเขานั้นง่าย แต่มีความสำคัญ: พวกเขาสร้างข้อ จำกัด โดยเจตนาในสายการไหลเพื่อควบคุมอัตราการไหลและความดันดาวน์สตรีม

หลักการหลัก: ข้อ จำกัด สร้างการควบคุม

ในใจวาล์วสำลักทำงานบนหลักการพื้นฐานของการเปลี่ยนแปลงของของเหลว: การสร้างแรงดันลดลงข้ามข้อ จำกัด เมื่อของเหลว (ของเหลวก๊าซหรือส่วนผสม) ไหลผ่านท่อความดันของมันจะลดลงเมื่อผ่านการหดตัวใด ๆ วาล์วสำลักได้รับการออกแบบมาเพื่อให้จุดหดตัวที่ควบคุมได้อย่างแม่นยำและมักจะปรับได้

1. การสร้างการหดตัว: ภายในร่างกายวาล์วสำลักส่วนประกอบเฉพาะสร้างพื้นที่การไหลที่ลดลง ส่วนประกอบนี้แตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับประเภทของการหายใจไม่ออก:

   • ช็อตแก้ไข: ใช้แผ่นปากหรือถั่วที่มีการกลึงอย่างแม่นยำด้วยรูของเส้นผ่านศูนย์กลางคงที่ ขนาดของปากกำหนดระดับของการ จำกัด
   • ช็อตปรับได้: ใช้องค์ประกอบที่เคลื่อนย้ายได้เพื่อเปลี่ยนแปลงข้อ จำกัด การออกแบบทั่วไป ได้แก่ :
     • เข็มและที่นั่ง: เข็มเรียวเคลื่อนที่เป็นเส้นตรงเมื่อเทียบกับที่นั่งที่ตรงกันเปลี่ยนพื้นที่การไหลของวงแหวน
     • กรงและปลั๊ก: กรงที่มีรูพรุนล้อมรอบปลั๊กทรงกระบอกหรือเรียว การเคลื่อนย้ายปลั๊กจะปรับพื้นที่การไหลแบบเปิดผ่านรูกรง
     • ดิสก์โรตารี่/แขนเลื่อน: ส่วนประกอบการหมุนหรือเลื่อนจัดเรียงหรือจัดแนวพอร์ตที่ไม่ตรงแนวเพื่อเปลี่ยนหน้าตัดของเส้นทางการไหล

2. สร้างแรงดันตก: เมื่อของเหลวถูกบังคับผ่านการเปิดที่ จำกัด นี้ความเร็วของมันจะเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญภายในการหดตัว (ตามหลักการของ Bernoulli) เมื่อของเหลวออกจากข้อ จำกัด กลับสู่เส้นผ่านศูนย์กลางท่อที่มีขนาดใหญ่ขึ้นความเร็วจะลดลง การเร่งความเร็วอย่างรวดเร็วนี้ตามมาด้วยการชะลอตัวของพลังงานทำให้สูญเสียความดันปลายน้ำอย่างมีนัยสำคัญเมื่อเทียบกับความดันต้นน้ำ ความแตกต่างของความดันนี้ (ΔP = P_UPSTREAM - P_DOWNSTREAM) เป็นผลลัพธ์ที่ตั้งใจ

3. การควบคุมการไหลและความดัน: โดยการเปลี่ยนแปลงขนาดของข้อ จำกัด (ในสำรองที่ปรับได้) หรือเลือกขนาดปากที่แน่นอนเฉพาะผู้ประกอบการควบคุมโดยตรง:

   • อัตราการไหล: สำหรับความดันต้นน้ำและคุณสมบัติของของเหลวข้อ จำกัด ที่เล็กลงส่งผลให้อัตราการไหลที่ต่ำกว่าผ่านระบบ
   • แรงดันดาวน์สตรีม: ข้อ จำกัด ที่เล็กลงจะสร้างแรงดันลดลงมากขึ้นซึ่งจะช่วยลดแรงดันดาวน์สตรีมลงอย่างมีนัยสำคัญ ในทางกลับกันข้อ จำกัด ที่ใหญ่กว่าจะสร้างแรงดันลดลงที่น้อยลงส่งผลให้แรงดันดาวน์สตรีมสูงขึ้น

ส่วนประกอบสำคัญที่เปิดใช้งานฟังก์ชั่น:

• ร่างกาย: เรือที่มีแรงดันหลัก
• องค์ประกอบที่ จำกัด : องค์ประกอบหลักที่สร้างการไหลของการไหล (เข็มปลั๊กกรงถั่วปาก)
• แอคทูเอเตอร์ (สำหรับช็อกที่ปรับได้): กลไก (Handwheel แบบแมนนวล, ลูกสูบไฮดรอลิก, มอเตอร์ไฟฟ้า, แอคทูเอเตอร์นิวเมติก) ที่กำหนดองค์ประกอบการ จำกัด
• ที่นั่ง: พื้นผิวที่มีความแม่นยำในเครื่องทำให้มั่นใจได้ว่าจะปิดผนึกอย่างแน่นหนาเมื่อวาล์วถูกปิดหรือที่การตั้งค่าการไหลขั้นต่ำเพื่อป้องกันการรั่วไหล
• ตัดแต่ง: ชิ้นส่วนที่เปียกน้ำภายใน (ที่นั่ง, ปลั๊ก, กรง, แขนเสื้อ) สัมผัสกับกระแสการไหลและการกัดเซาะ มักทำจากวัสดุที่แข็งเช่นทังสเตนคาร์ไบด์

แอปพลิเคชันที่สำคัญ:

• การควบคุม Wellhead (น้ำมันและก๊าซ): การควบคุมการไหลจากอ่างเก็บน้ำเพื่อปกป้องอุปกรณ์ปลายน้ำจากแรงดันที่มีความดันสูงในระดับสูงป้องกันความเสียหายจากการก่อตัว (การผลิตทราย) และจัดการอัตราการผลิต
• กระบวนการแยก: การควบคุมความดันขาเข้าของตัวแยกหรือรักษาเพื่อรักษาความดันในการทำงานที่ดีที่สุดสำหรับการแยกก๊าซ/ของเหลว/น้ำมันที่มีประสิทธิภาพ
• การทดสอบที่ดี: การควบคุมการไหลอย่างแม่นยำในช่วงระยะเวลาการทดสอบเพื่อวัดลักษณะของอ่างเก็บน้ำ
• ระบบฉีด: ควบคุมอัตราการไหลของน้ำก๊าซหรือสารเคมีที่ฉีดเข้าไปในหลุมหรือกระบวนการ
• การบรรเทาแรงดัน: ทำหน้าที่เป็นบรรทัดแรกของการป้องกันเพื่อลดแรงดันต้นน้ำสูงก่อนที่จะถึงอุปกรณ์ที่มีความอ่อนไหวมากขึ้น
• ระเบียบกระบวนการ: การจัดการการไหลและความดันในการกลั่นการประมวลผลทางเคมีและการผลิตพลังงาน

การจัดการการไหลของการกัดกร่อน: ความท้าทายที่สำคัญสำหรับการสำลักคือการจัดการของเหลวที่มีการกัดกร่อน (ที่มีทราย, propant หรือก๊าซความเร็วสูง) ความเร็วสูงที่จุด จำกัด อาจทำให้การสึกหรอของส่วนประกอบการตัดแต่งได้อย่างรวดเร็ว ดังนั้นวาล์วสำลักที่ออกแบบมาสำหรับการบริการที่รุนแรงมักจะรวม:

• การตัดแต่งแบบแข็ง: ทังสเตนคาร์ไบด์หรือโลหะผสมที่ทนต่อการกัดเซาะอื่น ๆ
• เส้นทางการไหลที่มีประสิทธิภาพ: ลดความปั่นป่วนและการปะทะโดยตรงหากเป็นไปได้
• ส่วนประกอบที่เปลี่ยนได้: ชิ้นส่วนตัดแต่งที่ให้บริการได้ง่าย

วาล์วสำลักเป็นเครื่องมือที่ขาดไม่ได้สำหรับการจัดการพลวัตของเหลวในการเรียกร้องสภาพแวดล้อมอุตสาหกรรม ด้วยการสร้างข้อ จำกัด ที่ควบคุมได้อย่างแม่นยำในสายการไหลพวกเขาควบคุมหลักการของการลดลงของแรงดันเพื่อควบคุมอัตราการไหลและความดันดาวน์สตรีมได้อย่างมีประสิทธิภาพ ไม่ว่าจะผ่านช่องปากแบบคงที่หรือการปรับแต่งที่ปรับได้การออกแบบที่แข็งแกร่งของพวกเขา - มักจะรวมวัสดุแข็งเพื่อต่อสู้กับการกัดเซาะ - ช่วยให้ประสิทธิภาพที่เชื่อถือได้มีความสำคัญต่อความปลอดภัยประสิทธิภาพของกระบวนการและการป้องกันอุปกรณ์ในการใช้งานตั้งแต่การผลิตน้ำมันและก๊าซไปจนถึงโรงงานแปรรูปที่ซับซ้อน