อะไรคือผลกระทบด้านความปลอดภัยของวาล์วประตูในกระบวนการสกัดน้ำมัน?

ในกระบวนการสกัดน้ำมันความน่าเชื่อถือของระบบควบคุมของเหลวนั้นเกี่ยวข้องโดยตรงกับความปลอดภัยการผลิตการปกป้องสิ่งแวดล้อมและผลประโยชน์ทางเศรษฐกิจ เป็นอุปกรณ์ตัดคีย์ วาล์วประตู S มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุปกรณ์ Wellhead ท่อส่งน้ำมันและระบบจัดเก็บและการขนส่งเนื่องจากลักษณะโครงสร้าง อย่างไรก็ตามเบื้องหลังฟังก์ชั่นการเปิดและปิดที่ดูเหมือนง่ายมีตรรกะความปลอดภัยที่ซับซ้อน

1. ลักษณะโครงสร้างและข้อได้เปรียบด้านความปลอดภัยของวาล์วประตู
วาล์วประตูถูกเปิดและปิดโดยยกแผ่นประตูตั้งฉากกับทิศทางของของเหลว ความตรงของช่องสัญญาณในสถานะที่เปิดกว้างให้ข้อได้เปรียบด้านความปลอดภัยหลักสองประการ:
การออกแบบความต้านทานการไหลต่ำ: เมื่อเปิดอย่างเต็มที่แผ่นประตูจะถูกแยกออกจากช่องของเหลวอย่างสมบูรณ์ซึ่งสามารถหลีกเลี่ยงการสึกหรอของร่างกายวาล์วที่เกิดจากความปั่นป่วนหรือแรงดันสูงในท้องถิ่นโดยเฉพาะอย่างยิ่งเหมาะสำหรับท่อน้ำมันดิบไหลสูง
ความสามารถในการปิดผนึกแบบสองทิศทาง: วาล์วประตูคุณภาพสูง (เช่นวาล์วประตูแบนที่ปิดผนึกอย่างหนัก) ยังคงสามารถรักษาการปิดผนึกไปข้างหน้าและย้อนกลับภายใต้สภาพแวดล้อมที่แตกต่างของแรงดันสูงซึ่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับบ่อน้ำฉีดน้ำหรือแหล่งน้ำมันและก๊าซที่มีความดัน
กรณีของ บริษัท น้ำมันระหว่างประเทศแสดงให้เห็นว่าอัตราการเกิดอุบัติเหตุการรั่วไหลที่เกิดจากความล้มเหลวของซีลในอุปกรณ์ Wellhead โดยใช้วาล์วเกตมาตรฐาน API 6A ต่ำกว่าวาล์วอื่น ๆ 37%

2. การวิเคราะห์ความเสี่ยงด้านความปลอดภัยที่อาจเกิดขึ้นและโหมดความล้มเหลว
แม้ว่าวาล์วประตูจะมีข้อได้เปรียบอย่างมีนัยสำคัญ แต่ก็ยังมีอันตรายด้านความปลอดภัยสามประการภายใต้สภาพการทำงานที่รุนแรง:

1. ความล้มเหลวในการดำเนินการที่เกิดจากการปรับขนาดและการปิดกั้น
ในสภาพแวดล้อมน้ำมันดิบที่มีแร่ธาตุและแร่ธาตุสูงแอสฟัลต์หรือเกลือจะถูกวางไว้ระหว่างประตูและที่นั่งวาล์วได้อย่างง่ายดาย สถิติจาก American Petroleum Institute (API) แสดงให้เห็นว่า 23% ของความล้มเหลวของวาล์วประตูเกิดจากการเพิ่มขึ้นอย่างผิดปกติในการเปิดและปิดแรงบิดที่เกิดจากการปรับขนาด ในปีพ. ศ. 2562 มีอุบัติเหตุระเบิดเกิดขึ้นในแหล่งน้ำมันในคาซัคสถานเนื่องจากไม่สามารถตัดออกฉุกเฉินได้เนื่องจากวาล์วประตูที่ติดอยู่ทำให้เกิดการสูญเสียทางเศรษฐกิจโดยตรงมากกว่า 8 ล้านดอลลาร์สหรัฐ

2. ความล้มเหลวของตราประทับภายใต้ความผันผวนของความดันความดัน
เมื่อท่อถูกลดลงอย่างรวดเร็ว (เช่นเอฟเฟกต์ค้อนน้ำ) ประตูยืดหยุ่นแบบดั้งเดิมอาจสูญเสียกำลังปิดผนึกเนื่องจากการพลิกกลับของความแตกต่างของแรงดัน ข้อมูลการทดลองแสดงให้เห็นว่าความผันผวนที่แตกต่างกันของแรงดันทันทีของΔP＞ 10MPA สามารถทำให้อัตราการรั่วไหลของวาล์วเกตธรรมดาเพิ่มขึ้น 40 เท่า
3. การกัดกร่อนของวัสดุและความเสี่ยงต่อการใช้ไฮโดรเจน
ในสภาพแวดล้อมที่มีน้ำมันและก๊าซที่เป็นกรดที่มีH₂sวาล์วประตูเหล็กโลหะผสมต่ำมีแนวโน้มที่จะเกิดการกัดกร่อนการกัดกร่อนของไฮโดรเจนซัลไฟด์ (SSCC) ตามมาตรฐาน NACE MR0175 สแตนเลสเพล็กซ์หรือวัสดุโลหะผสมที่ใช้นิกเกิลต้องใช้ในสภาพการทำงานดังกล่าว แต่ 15% ของวาล์วประตูที่ให้บริการยังคงมีความเสี่ยงต่อการแตกหักเนื่องจากการเลือกที่ไม่เหมาะสม

iii. กลยุทธ์การป้องกันและควบคุมความเสี่ยงอย่างเป็นระบบ
เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพความปลอดภัยของวาล์วประตูจำเป็นต้องสร้างระบบการป้องกันจากสามด้าน: การเลือกการออกแบบการดำเนินงานและการบำรุงรักษาและเทคโนโลยีการตรวจสอบ:
1. การเพิ่มประสิทธิภาพการเลือกสำหรับการปรับสภาพการทำงาน
วาล์วประตูยืดหยุ่นแบบลิ่มเป็นที่ต้องการสำหรับแหล่งน้ำมันและก๊าซที่มีความดันสูงแรงดันสูงและแผ่นประตูรูปตัววีสามารถชดเชยการเสียรูปของอุณหภูมิ
แนะนำให้ใช้วาล์วเกตสแลบที่มีโครงสร้างมีดโกนสำหรับสื่ออนุภาคที่เป็นของแข็ง
ความทนทานต่อการกระแทกอุณหภูมิต่ำของวัสดุจะต้องได้รับการตรวจสอบในสภาพแวดล้อมที่อุณหภูมิต่ำในทะเลลึก (ดูมาตรฐาน ASTM A370)
2. ขั้นตอนการบำรุงรักษาเชิงป้องกัน
ทำการฉีดจาระบีก้านวาล์วอย่างสม่ำเสมอ (แนะนำให้ใช้จาระบีอุณหภูมิสูงที่มีmos₂);
ทำการทดสอบแรงบิดทุกไตรมาสเพื่อสร้างฐานข้อมูลพื้นฐานสำหรับการเปิดและปิดแรงบิด
การทดสอบความหนาของอัลตราโซนิก (UT) รวมกับการทดสอบอนุภาคแม่เหล็ก (MT) เพื่อตรวจสอบการกัดกร่อนของวาล์ว

iv. แนวโน้มของอุตสาหกรรม: ก้าวไปสู่ความปลอดภัยภายใน
ด้วยความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีการออกแบบวาล์วประตูใหม่กำลังผ่านข้อ จำกัด ดั้งเดิม:
โครงสร้างร่างกายวาล์วที่เชื่อมทั้งหมด: กำจัดจุดรั่วไหลของหน้าแปลนและเหมาะสำหรับท่ออาร์กติก permafrost;
เทคโนโลยีการเคลือบนาโน: ประตูเคลือบ CR-AL-N ที่พัฒนาโดย FMC ในสหรัฐอเมริกามีความต้านทานการสึกหรอเพิ่มขึ้นสามเท่า
Digital Twins: ทำนายอายุการใช้งานผ่านการจำลองแบบไดนามิกและเพิ่มประสิทธิภาพรอบการเปลี่ยน
ในฐานะที่เป็น "หน่วยรักษาความปลอดภัย" ของอุตสาหกรรมน้ำมันความน่าเชื่อถือของวาล์วประตูส่งผลโดยตรงต่อความสมบูรณ์ของห่วงโซ่การผลิตทั้งหมด ผ่านการเลือกทางวิทยาศาสตร์การบำรุงรักษาอย่างพิถีพิถันและนวัตกรรมทางเทคโนโลยีความเสี่ยงสามารถหลีกเลี่ยงได้ในระดับที่ยิ่งใหญ่ที่สุดและการเปลี่ยนจากการตอบสนองฉุกเฉินแบบพาสซีฟเป็นการป้องกันที่ใช้งานอยู่สามารถทำได้ ภายใต้เป้าหมายของความเป็นกลางคาร์บอนการทำซ้ำทางเทคโนโลยีในสาขานี้จะยังคงขับเคลื่อนอุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซไปสู่ทิศทางที่ปลอดภัยและมีประสิทธิภาพมากขึ้น