Информация, приведенная в этой статье, основана на многолетнем опыте производства и эксплуатации уплотнений для подводного применения.
Конструкции клапанов разнообразны, и предлагаемые решения, рассматриваемые в этой статье, предназначены для ограниченного количества типов клапанов. Ниже рассмотрены уплотнения для следующих типов подводной арматуры: шаровые краны, задвижки, регулирующие клапаны, обратные клапаны и дроссельные клапаны.
Обычно в конструкции клапанов имеются три вида уплотнений: уплотнение штока, уплотнение седла и уплотнения неподвижных соединений (крышек и т. д.). Уплотнение штока герметизирует место выхода штока из корпуса клапана и особенно нагружено при движении штока. Оно относится к уплотнениям подвижных или частично подвижных соединений. Контактирующий с ним шток совершает вращательное, возвратно-поступательное движение или их комбинацию.
Подвижность уплотняемого соединения различна: от постоянного движения штока регулирующего клапана до неподвижности в течение нескольких месяцев или даже лет у запорного клапана. В каждом случае уплотнение должно обладать особыми свойствами. Уплотнение штока регулирующего клапана должно иметь малый гистерезис и длительный срок службы, а запорного клапана – надежно работать при движении штока после долгого пребывания в неподвижном состоянии.
Выбор материала уплотнения штока шарового крана для подводного применения имеет решающее значение для достижения необходимых эксплуатационных характеристик. В качестве материала уплотнения штока компания Trelleborg Sealing Solutions рекомендует использовать Turcon® M79 – обладающее особыми свойствами соединение первичного полимера (ПТФЭ), ароматического полимера и смазывающего вещества.
Ароматические полимеры – чрезвычайно мягкие наполнители, добавляемые к ПТФЭ. Их основное преимущество – создание очень гладкой и плотной поверхности уплотнения подвижного соединения после короткой приработки. Это делает уплотнение пригодным для работы с газами и маловязкими жидкостями; такие материалы в основном используются для уплотнений, движущихся возвратно-поступательно, и вращающихся деталей при малом давлении уплотняемой среды, но высоких требованиях к герметичности. Материал Turcon® с полимерным наполнителем прекрасно показал себя в условиях низкого давления, когда давление в системе мало влияет на работу уплотнения.
Стандарт NORSOK M-710 «Аттестация неметаллических уплотнительных материалов и производителей» (ред. 2, октябрь 2001 года) предусматривает сертификацию всех компонентов нефтепромыслового оборудования на соответствие установленным требованиям. В частности, отдельные материалы уплотнений проходят жесткие испытания в различных условиях, таких как быстрое падение давления уплотняемого газа (RGD – Rapid Gas Decompression), старение при воздействии высоко- и низкосернистого газа, испытания на остаточную деформацию при сжатии и испытания для определения свойств материала.
Компания Trelleborg Sealing Solutions предлагает один из самых обширных и полных ассортиментов уплотнительных материалов, соответствующих стандарту NORSOK M-710. Здесь представлены лучшие в своем классе материалы всех необходимых типов, специально разработанные для тяжелых условий работы на нефтяных месторождениях.
Уплотнение штока обычно подвергается воздействию давления только с одной стороны – изнутри корпуса клапана. Однако встречаются условия (особенно при работе под водой), когда давление снаружи клапана может быть как ниже, так и выше давления среды внутри клапана. В этом случае при проектировании узла штока важно обеспечить работу уплотнения при любом направлении давления. Для этого можно применить одно или несколько уплотнений для каждого направления, возможно, с фронтальными опорными кольцами, чтобы предотвратить повреждение уплотнения под действием обратного давления.
Если позволяют условия эксплуатации, допускается применять двунаправленные уплотнения, такие как Turcon® Double Delta®. Turcon® Double Delta® – оригинальное скользящее уплотнение, превосходящее по характеристикам традиционное сочетание кольца круглого сечения и защитного кольца. Это уплотнение двустороннего действия с активирующим кольцом круглого сечения из эластомера. Высокие фрикционные свойства Turcon® Double Delta® обеспечивают плавное движение при страгивании и отличную эксплуатацию без смазки.
Компания Trelleborg Sealing Solutions рекомендует использовать Multi-Contact Turcon® Variseal® в качестве уплотнения штока шарового крана для подводного применения при высокой химической активности уплотняемых сред и крайне высоких или низких температурах, поскольку даже в таких условиях оно сохраняет упругие свойства.
Уплотнение Multi-Contact Turcon® Variseal® разработано для замены комплектов шевронных уплотнений штоков клапанов для подводного применения, требующих высоконадежной герметичности. Семейство включает различные виды уплотнений одностороннего действия, состоящие из уплотнительной манжеты U-образного сечения, выполненной из материала Turcon® на основе ПТФЭ, и активируемые пружиной, размещенной в манжете.
Уникальная цельная конструкция уплотнений значительно повышает надежность и герметичность при высоких давлениях путем более высокого контактного давления на уплотняемые детали. Разработанные для увеличения комплексной надежности систем эти уплотнения обладают длительным сроком службы в условиях высоких давлений, улучшенными рабочими характеристиками и уменьшенной стоимостью эксплуатации. С применением колец из ПЭЭК, предотвращающих выдавливание, уплотнение Multi-Contact Turcon® Variseal® может работать при давлении до 207 МПа (30 000 фунт/кв. дюйм).
Столкнувшись с проблемой помощи в создании продукта для повышения безопасности и эффективности работы на шельфе, Trelleborg Sealing Solutions пошла дальше в разработке полного герметизирующего решения, чтобы помочь своим партнерам революционизировать нефтяную промышленность.
Компания Trelleborg Sealing Solutions оказывает помощь клиентам в процессе проектирования по всему миру, а наши инженеры работают на местном уровне с инженерами заказчика.
Для получения подробной консультации по уплотнениям штоков клапанов для подводного применения обратитесь в российское подразделение компании Trelleborg Sealing Solutions.
trelleborgseals.ru
Размещено в номере: Вестник арматуростроителя, № 2 (64)
