Технологии подготовки КИП с арматурой малого диаметра к зимней эксплуатации - Оборудование, услуги, материалы - Neftegaz.RU
8 мин
...

Технологии подготовки КИП с арматурой малого диаметра к зимней эксплуатации

Решения для безопасного подключения трубок для оборудования КИП

Технологии подготовки КИП с арматурой малого диаметра к зимней эксплуатации

Источник: Image used under license from Shutterstock.com

Москва, 14 сен - ИА Neftegaz.RU. В последние годы число крупных заводов по переработке нефти и газа в отдаленных регионах, например в Арктике, значительно увеличилось. Помимо экстремально низких температур, условия окружающей среды в этих областях характеризуются наличием снега, льда и очень сильного ветра, нередко вызывающего движение морского льда. При работе в таких условиях возникают значительные сложности и риски. В частности, это касается КИП, используемых вне помещений. Для надлежащей защиты таких приборов необходимы особые меры подготовки к зимней эксплуатации, которые позволят обеспечить безопасную и надежную работу объекта.

Из-за резкого снижения цен на нефть в последние несколько месяцев проблема подготовки оборудования к зимней эксплуатации приобрела особую актуальность: реализация многих будущих проектов сейчас под вопросом, и компании стремятся повысить эффективность и устойчивость имеющихся объектов. Продукция Parker, например фитинги и трубки A-Lok, доказала свою надежность при многолетнем использовании в условиях холодного климата. Однако из-за больших колебаний температуры окружающей среды заказчики больше внимания уделяют специальным материалам и средствам защиты оборудования от коррозии и поломок.

Потребность в эффективной подготовке приборов к зимней эксплуатации существует не только на новых объектах. На уже используемых установках часто возникают теплопотери из-за некачественной изоляции, что ведет к увеличению энергопотребления и дополнительным эксплуатационным издержкам. Например, многие нефте- и газоперерабатывающие предприятия Восточной Европы были построены 50−60 лет назад во времена Советского Союза и сейчас нуждаются в серьезной модернизации. Почти на всех перерабатывающих объектах имеются контрольно-измерительные приборы, которые используются вне помещений. Необходимые для них меры подготовки к зимней эксплуатации определяются с учетом ряда факторов, например расположения установки, худших возможных погодных условий и применяемого типа обогрева (электрического или парового). Компания Parker предлагает полный ассортимент продукции для такой подготовки, включая специальные манифольды, обогреватели, изолированные боксы для КИП и трубки с обогревом. С помощью этих компонентов инженеры по КИП подберут оптимальное решение для каждой задачи.

Манифольды Parker для КИП выпускаются в специальных вариантах исполнения для монтажа внутри защитных корпусов на их основание или заднюю часть. Эти манифольды обеспечивают простой доступ к технологическим/вентиляционным соединениям и исключают необходимость во внутренних подключениях с помощью трубок, которые могут стать источниками утечек. При установке таких манифольдов остается достаточно свободного места для подсоединения контактного обогревателя. Такой обогреватель рассеивает тепло кондуктивным способом, который намного эффективнее конвекционного. Он монтируется на плоской поверхности из проводящего материала, например металла. Для крепления обогревателя обычно достаточно одного болта. Манифольды Parker для монтажа на основание или заднюю часть позволяют устанавливать блоки парового и электрического обогрева и проводят достаточно тепла для профилактики замерзания или поддержания технологической температуры жидкой или газовой рабочей среды. Кроме того, манифольды этого типа упрощают подвод тепла к КИП, технологическим и вентиляционным соединениям.

Также необходимо сказать несколько слов о материале, используемом для уплотнительных колец. Графойловые уплотнители между коллектором и преобразователем небезопасны. Замерзшая жидкость вызывает расширение материала уплотнения, что приводит к его разрушению. По данным испытаний, при температуре -55 ˚C в уплотнительных кольцах возникали утечки. Последующая визуальная проверка выявила, что причиной повреждения были замерзающая жидкость или лед, а не ошибки сборки или дефект деталей. Чтобы устранить эту проблему, замените графитовые кольца на ПТФЭ-уплотнения, если это возможно в данных температурных условиях. Хотя ПТФЭ-уплотнения могут получить повреждения при пожаре или под воздействием высоких температур, этот материал малочувствителен к холоду.

2.png


Защитные корпуса для экстремально низкой температуры

Выбор корпуса для полевых КИП — непростая задача. Такой корпус должен иметь конструкционную прочность и длительный срок службы, а также нуждаться лишь в минимальном техническом обслуживании или обходиться без него. Стоимость обслуживания некоторых типов корпусов, используемых вне помещений, и установленных в них компонентов может быть очень значительной, особенно на удаленных и труднодоступных объектах. В неблагоприятных окружающих условиях задача становится еще сложнее: например, оборудованию может требоваться защита от холода, замерзания и конденсации.

3.pngДля рабочих характеристик корпуса большое значение имеет изоляция. На поддержание постоянной внутренней температуры в изолированных корпусах тратится в шесть раз меньше тепловой энергии, чем в неизолированных. Если компоненты нужно защитить от холода, контактный обогреватель — идеальное средство для обогрева корпуса, экономически гораздо более эффективное, чем другие варианты. Главная характеристика любого корпуса для защиты КИП от сильных холодов — теплопроводность. Чем выше теплопроводность, тем больше теплопотери в окружающую среду. Чем больше разница между внутренней и внешней температурами, тем выше эксплуатационные расходы. Уменьшить их можно только за счет теплоизоляции корпуса. Даже хорошо изолированные металлические соединения играют роль тепловых перемычек, соединяющих внутреннюю часть корпуса с внешней средой. У компании Parker богатый опыт производства комплексных корпусов с заранее установленными компонентами. Эти корпуса отличаются повышенной надежностью и простотой сборки, поскольку она выполняется на заводе, а не на объекте в холодном климате. Оптимальная теплоизоляция экономит энергию.

Готовые наборы трубок или трубные пучки

Трубные пучки состоят из одной или нескольких технологических трубок, парового или электрического обогрева, изоляции и оболочки. Обычно они применяются для защиты вязких материалов от замерзания, профилактики конденсации газа и поддержания технологической температуры в пробоотборных и импульсных линиях. Готовые пучки труб считаются более безопасными и надежными по сравнению с комплектами, требующими ручной сборки, но некоторые пользователи считают, что из-за расходов на материалы они обходятся дороже. Однако готовые наборы можно гораздо быстрее установить. Это сокращает объем работ в полевых условиях, поэтому даже с учетом стоимости материалов использование готовых пучков трубок снижает общие затраты на проект. Еще одна, менее очевидная опасность при применении самодельной изоляции — коррозия. Она нередко возникает и распространяется под плохо закрепленным изоляционным слоем. Еще одним источником коррозии могут стать включения газа, нефти или химических веществ, образовавшиеся между самодельной изоляцией и трубками в результате утечек. Основные преимущества готовых трубных пучков по сравнению с самодельными решениями представлены ниже.
  • Повышенная точность и воспроизводимость работы преобразователя благодаря отсутствию импульсных линий.
  • Меньший размер и вес, а также сниженная нагрузка на технологический трубопровод.
  • Конструктивное исполнение, адаптированное под конкретные условия, гарантирует надежность и стабильность.
  • Опрессованная наружная оболочка (рубашка) для более эффективной защиты от погодных условий.
  • Простая установка исключает ошибки при установке, которые могут привести к снижению рабочих характеристик.
  • Самый экономически эффективный вариант благодаря сокращению сроков установки.
Еще одно преимущество готовых пучков трубок Parker — наличие двух вариантов конструкции (в скрученном или параллельном вариантах прокладки), при этом многие производители предлагают только последний вариант. Главные плюсы трубных пучков со скрученным дизайном:
  • Снижение нагрузки на трубки в случае сгибания.
  • Требуется меньше места в трубе или кабельном лотке.
  • Трубки не разъединяются на сгибах.
  • Идеальны для проектов, где требуется прокладка нескольких длинных секций и конфигурация со сгибами в нескольких плоскостях.
4.pngНадежное подключение системы — обязательное условие для безопасной передачи жидкостей и газов, поддержания технологической температуры выше точки росы, защиты персонала от контакта с горячими трубами (трубками) и трубок — от коррозии. Для этого в подключения манифольдов и разгрузочных клапанов обычно используются наборы трубок с обогревом. Для обогрева больших труб, в обратных линиях и системах для конденсата обычно применяются трубки с готовой изоляцией.

Такая изоляция предназначена для очень холодных условий эксплуатации и выдерживает воздействие сверхнизких температур (до ⁻180 ˚C). Однако выбрать подходящую изоляцию не всегда просто, особенно если в условиях холодов необходимо поддерживать температуру определенного отрезка линии. Очевидно, что теплопотери будут минимальными в центре трубного пучка и максимальными — на внешней границе изоляции. Главные критерии при подготовке спецификаций изоляции, которым должны руководствоваться инженеры по КИП, — это расстояние передачи жидкости или газа, температура окружающей среды и жидкости, наружный диаметр и материал, из которого изготовлены трубки. При использовании электрического обогрева также следует учесть рабочее напряжение греющего кабеля.

Сегодня для подготовки контрольно-измерительных приборов к зимней эксплуатации доступны наборы трубок, использующие различные технологии, поэтому проектировщикам и установщикам систем есть из чего выбрать. Ассортимент продукции Parker включает трубки с готовой изоляцией и готовые пучки трубок с обогревом всех основных категорий. В зависимости от задачи можно выбрать один из восьми материалов для оболочки трубок. При изготовлении изоляции для каждой трубки или набора трубок компания Parker использует запатентованную технологию: первый слой наматывается в одном направлении с перекрывающим его слоем, а следующий — в противоположном, также с перекрытием. Если необходим третий слой изоляции, его направление будет противоположным намотке второго слоя.

Преимущество этого способа производства заключается в том, что инженеры-монтажники могут снимать изолированную трубку или набор трубок напрямую с катушки, проводить их через кабельные или опорные лотки, поворачивать и сгибать в любом направлении, не опасаясь прорыва трубки или греющего кабеля через изоляционный слой. Это позволит избежать образования «горячих» и «холодных» точек по всей длине устанавливаемой линии, что характерно для самодельной изоляции.

Очень важный момент — концевая заделка изолированных трубок или набора трубок. Для обеспечения долгой и надежной работы материал изоляции должен обязательно оставаться сухим. Эту процедуру нужно выполнять особенно тщательно, с использованием подходящих материалов уплотнения и методик.

5.png


Единый источник поставок

Поскольку операторы нефте- и газоперерабатывающих заводов работают в чрезвычайно сложных условиях, обеспечение безопасной и надежной долгосрочной эксплуатации этих объектов становится все более трудной задачей. Эффективная подготовка к зимней эксплуатации как никогда актуальна, и этот процесс требует новых подходов и проверенных на практике решений. Закупка специализированных манифольдов, изолированных корпусов и трубок с обогревом, необходимых для вашей области применения, необязательно должна быть трудоемкой. Хотя риск коррозии кажется незначительным в условиях холодов, нужно помнить о температурных перепадах. На некоторых объектах (например, в Кашагане, Казахстан) бывает экстремально холодная зима (до минус 50 градусов Цельсия) и экстремально жаркое лето (до 40 градусов Цельсия).

Продукция компании Parker производится из сплавов, устойчивых к коррозии (например, 6Mo, 625).

Помимо обычных изделий из нержавеющей стали, мы выпускаем различные нестандартные решения. Одно из них — пусковые клапаны Shell TAMAP 2, которые работают при температуре от минус 50 до 150 градусов Цельсия. Этот диапазон является их ключевым преимуществом по сравнению со стандартными клапанами, у которых есть определенные температурные ограничения.

Подводя итог сказанному, отметим, что все больше заказчиков сегодня выбирают продукцию Parker Hannifin, привлеченные опытом и богатством ассортимента компании. Эти решения — как отдельные компоненты, так и готовые наборы и полностью собранные системы — будут полезны на всех этапах подготовки оборудования к зимней эксплуатации. Если вам нужна дополнительная помощь в подготовке оборудования к зимней эксплуатации, мы готовы предоставить всю необходимую информацию и услуги. У нас есть широкая сеть экспертов, специализирующихся на различных продуктах и решениях.

Каталог продуктов

Более подробно: Equipment Winterization Techniques

Статья подготовлена Группой Process Control Team, Parker Hannifin
Instrumentation Products Division Europe

Автор: Группа Process Control Team, Parker Hannifin