Kao pouzdanog dobavljača podpovršinskih sigurnosnih ventila serije TS, često me pitaju o materijalima korištenim u njihovoj proizvodnji. Ovi ventili su ključne komponente u industriji nafte i plina, dizajnirani da spriječe nekontrolirani protok ugljikovodika iz bušotine u slučaju opasnosti. Izbor materijala je od najveće važnosti za osiguranje pouzdanosti, trajnosti i učinkovitosti ovih sigurnosnih ventila.
Opći zahtjevi za materijale
Prije nego što uđemo u konkretne korištene materijale, važno je razumjeti opće zahtjeve koje ti materijali moraju ispunjavati. Podpovršinski sigurnosni ventili serije TS izloženi su teškim uvjetima u bušotini, uključujući visoke tlakove, visoke temperature, korozivne tekućine i abrazivne čestice. Stoga materijali moraju imati izvrsna mehanička svojstva, kao što su visoka čvrstoća, žilavost i tvrdoća, kako bi izdržali mehanička naprezanja tijekom rada. Također moraju imati dobru otpornost na koroziju kako bi se spriječila degradacija tijekom vremena, kao i otpornost na eroziju kako bi se oduprli trošenju uzrokovanom protokom tekućina koje sadrže čvrste čestice.
Materijali karoserije i kućišta
Tijelo i kućište podpovršinskih sigurnosnih ventila serije TS obično su izrađeni od legiranih čelika visoke čvrstoće. Jedan od najčešće korištenih materijala je čelik 4140. Ovaj legirani čelik sadrži krom i molibden, koji pridonose njegovoj visokoj čvrstoći i dobroj prokaljivosti. Čelik 4140 može se toplinski tretirati kako bi se postigle različite razine tvrdoće i čvrstoće, što ga čini prikladnim za zahtjevno okruženje u bušotini. Ima granicu razvlačenja od oko 655 MPa i vlačnu čvrstoću od približno 760 MPa, što omogućuje tijelu ventila da izdrži visoke unutarnje pritiske bez deformacije.
Druga opcija za materijal tijela je nehrđajući čelik, kao što je 316L. Nehrđajući čelik nudi izvrsnu otpornost na koroziju, posebno u okruženjima gdje tekućine bušotine sadrže korozivne tvari poput sumporovodika (H₂S) i ugljičnog dioksida (CO₂). Nizak sadržaj ugljika u 316L smanjuje rizik od senzibilizacije i interkristalne korozije, osiguravajući dugotrajnu cjelovitost tijela ventila. Granica razvlačenja nehrđajućeg čelika 316L je oko 205 MPa, a njegova vlačna čvrstoća je oko 515 MPa. Iako je čvrstoća čelika 316L niža od čvrstoće čelika 4140, njegova svojstva otpornosti na koroziju čine ga preferiranim izborom u korozivnim bunarima.
Materijali za brtvljenje
Brtvljenje je ključna funkcija u podzemnim sigurnosnim ventilima, jer sprječava istjecanje tekućina iz bušotine. Elastomeri se obično koriste kao materijali za brtvljenje. Jedan od naširoko korištenih elastomera je nitrilna guma (NBR). NBR ima dobru otpornost na ulje, gorivo i druge ugljikovodike, koji su obično prisutni u tekućinama bušotina. Također ima izvrsna mehanička svojstva, poput visoke elastičnosti i otpornosti na trganje, što mu omogućuje stvaranje pouzdane brtve pod različitim pritiscima i temperaturama. Raspon radne temperature NBR-a obično je od -40°C do 120°C, što ga čini prikladnim za mnoge primjene u bušotinama.
Za primjenu pri visokim temperaturama često se koristi fluorougljikova guma (FKM). FKM ima vrhunsku toplinsku otpornost, s rasponom radne temperature do 250°C. Također ima izvrsnu kemijsku otpornost na širok raspon kemikalija, uključujući kiseline, baze i otapala. To čini FKM idealnim izborom za bušotine s visokim temperaturama i korozivnim okruženjima.
Materijali obloge ventila
Obloga ventila, koja uključuje sjedište ventila, kuglu i vreteno, zahtijeva materijale s visokom otpornošću na trošenje i dobrim svojstvima brtvljenja. Za sjedište ventila, volfram karbid (WC) je popularan izbor. Volframov karbid je izuzetno tvrd, s tvrdoćom do 2500 HV. Ima izvrsnu otpornost na trošenje, što omogućuje sjedištu ventila da zadrži čvrsto brtvljenje čak i nakon višestrukih ciklusa otvaranja i zatvaranja. Volframov karbid također ima dobru otpornost na koroziju, što ga čini pogodnim za upotrebu u korozivnim tekućinama za bušotine.
Kugla ventila često je izrađena od nehrđajućeg čelika ili legure s tvrdim slojem. U nekim slučajevima koristi se kuglica od nehrđajućeg čelika s tvrdim premazom, kao što je Stellite. Stelit je legura na bazi kobalta koja ima visoku tvrdoću, otpornost na trošenje i otpornost na koroziju. Tvrda obloga na kugli pomaže smanjiti trošenje i poboljšati brtvljenje ventila.
Stablo ventila obično je izrađeno od legiranog čelika visoke čvrstoće, sličnog materijalu tijela. Međutim, također može biti obložen materijalom otpornim na koroziju kako bi se zaštitio od tekućina iz bušotine. Na primjer, vreteno izrađeno od čelika 4140 može se presvući legurom na bazi nikla kako bi se povećala njegova otpornost na koroziju.
Opružni materijali
Opruge su važan dio podzemnih sigurnosnih ventila serije TS, jer su odgovorne za pružanje potrebne sile za zatvaranje ventila u slučaju nužde. Najčešće korišteni materijal opruge je nehrđajući čelik, kao što je 302 ili 304. Ovi nehrđajući čelici imaju dobru otpornost na koroziju i visoku elastičnost. Oni mogu zadržati svoja svojstva opruge u širokom rasponu temperatura i tlakova.
U nekim primjenama visokih performansi za opruge se koriste legure na bazi nikla poput Inconela 718. Inconel 718 ima izvrsnu otpornost na visoke temperature, otpornost na koroziju i otpornost na zamor. Može izdržati teške uvjete u bušotini i pružiti pouzdano opružno djelovanje tijekom dugog radnog vijeka.
Kompatibilnost s drugim komponentama u bušotini
Prilikom odabira materijala za podpovršinske sigurnosne ventile serije TS, važno je uzeti u obzir njihovu kompatibilnost s drugim komponentama u bušotini. Na primjer, ventil bi trebao biti kompatibilan sBočni džepni trnovi SPM - 288 - 1i drugi bušotinski alati. Materijali ne bi trebali uzrokovati galvansku koroziju kada su u međusobnom kontaktu. Galvanska korozija nastaje kada su dva različita metala u elektrolitu (kao što je tekućina iz bušotine), a može dovesti do ubrzane korozije jednog od metala.
Zaključak
Zaključno, proizvodnja podpovršinskih sigurnosnih ventila serije TS uključuje pažljiv odabir materijala kako bi se zadovoljili zahtjevni uvjeti u bušotini. Tijelo i kućište izrađeni su od legiranih čelika visoke čvrstoće ili nehrđajućeg čelika radi čvrstoće i otpornosti na koroziju. Materijali za brtvljenje poput elastomera osiguravaju pouzdano brtvljenje, dok materijali za obloge ventila kao što su volfram karbid i legure s tvrdim slojem osiguravaju otpornost na habanje i dobru izvedbu brtvljenja. Opruge su izrađene od nehrđajućeg čelika ili legura na bazi nikla kako bi se osigurala potrebna sila za rad ventila.
Ako ste na tržištu visokokvalitetnih podpovršinskih sigurnosnih ventila serije TS, tu smo da vam ponudimo najbolje proizvode s pravom kombinacijom materijala. Naši ventili dizajnirani su i proizvedeni u skladu s najvišim industrijskim standardima. Nudimo i druge srodne proizvode kao što suPodzemni sigurnosni ventil za duboku vodu serije THD API 14A Sigurnosni ventil za bušotinuiYKSLS - Serija jednolinijski kontrolni klizni rukavac.
Pozdravljamo vas da nas kontaktirate za nabavu i da razgovaramo o vašim specifičnim zahtjevima. Naš tim stručnjaka spreman je pomoći vam u pronalaženju najprikladnijih rješenja za vaše operacije na bušotinama.
Reference
- Priručnik ASM, svezak 1: Svojstva i odabir: željezo, čelici i legure visokih performansi.
- API Specifikacija 14A: Specifikacija za opremu za podzemni sigurnosni ventil.
- Znanost o materijalima i inženjerstvo: Uvod Williama D. Callistera, Jr. i Davida G. Rethwischa.
