Stäng av ventilen
En avstängningsventil (även kallad SDV eller nödavstängningsventil , ESV , ESD eller ESDV ; eller säkerhetsavstängningsventil ) är en manövrerad ventil utformad för att stoppa flödet av en farlig vätska vid upptäckt av en farlig händelse. Detta ger skydd mot möjlig skada på människor, utrustning eller miljö. Avstängningsventiler är en del av ett säkerhetsinstrumenterat system . Processen att tillhandahålla automatiserat säkerhetsskydd vid upptäckt av en farlig händelse kallas funktionell säkerhet .
Avstängningsventiler är främst förknippade med petroleumindustrin även om andra industrier också kan kräva denna typ av skyddssystem. ESD-ventiler krävs enligt lag på all utrustning som placeras på en offshore-borrigg för att förhindra katastrofala händelser som BP Horizon- explosionen i Mexikanska golfen 2010.
En säkerhetsavstängningsventil bör vara felsäker , det vill säga är nära vid fel på något element i ingångskontrollsystemet (som temperaturregulatorer, ångtrycksregulatorer), lufttryck , bränsletryck, ström från en flamdetektor eller ström från andra säkerhetsanordningar såsom lågvattenavstängning och högtrycksavstängning.
En utblåsningsventil ( BDV ) är en typ av avstängningsventil som är utformad för att göra tryckavlastande i ett tryckkärl genom att leda ånga till en flare , ventil eller utblåsningsstack i en nödsituation. BDV:er är felsäkra till öppet läge vid fel i styrsystemet. Typen av ventil, typ av aktivering och prestandamätning liknar en ESD-ventil.
Typer
kulventiler med metallsäte som avstängningsventiler (SDV). Användning av metallsätade kulventiler leder till totalt sett lägre kostnader när man tar hänsyn till förlorad produktion och lager , och ventilreparationskostnader till följd av användningen av mjukt sittande kulventiler som har en lägre initial kostnad.
Raka flödesventiler, såsom kulventiler med roterande axel, är vanligtvis högåtervinningsventiler. Högåtervinningsventiler är ventiler som förlorar lite energi på grund av liten flödesturbulens . Flödesvägar är rakt igenom. Roterande reglerventiler, vridspjäll och kulventiler är bra exempel.
För luftintagsavstängning används vanligtvis två distinkta typer, dvs vridspjällsventiler och svängports- eller giljotinventiler. Eftersom dieselmotorer antänder bränsle med hjälp av kompression istället för en elektronisk tändning, kommer det inte nödvändigtvis att stoppa motorn från att gå att stänga av bränslekällan till en dieselmotor. När ett externt kolväte, såsom metangas, finns i atmosfären, kan det sugas in i en dieselmotor och orsaka övervarv eller övervarvning , vilket potentiellt kan leda till ett katastrofalt fel och explosion. När de aktiveras stoppar ESD-ventiler luftflödet och förhindrar dessa fel.
Aktivering
Eftersom avstängningsventiler är en del av ett SIS är det nödvändigt att manövrera ventilen med hjälp av ett ställdon. Dessa ställdon är normalt felsäkra vätskekraftstyper . Typiska exempel på dessa är:
- Pneumatisk cylinder
- Hydraulcylinder
- Elektrohydrauliskt ställdon
Utöver vätsketypen varierar manöverdonen också i det sätt på vilket energin lagras för att driva ventilen vid behov enligt följande:
- enkelverkande cylinder - Eller fjäderretur där energin lagras med hjälp av en komprimerad fjäder
- dubbelverkande cylinder - Energi lagras med hjälp av en volym komprimerad vätska
Vilken typ av manöverdon som krävs beror på applikationen, anläggningarna och även det fysiska utrymmet som är tillgängligt även om majoriteten av manöverdon som används för avstängningsventiler är av fjäderreturtyp på grund av fjäderretursystemens felsäkra karaktär.
I en solenoidmanövrerad säkerhetsavstängningsventil stänger en fjäderverkan ventilen omedelbart när en elektrisk ström bryts och solenoiden upphör att aktiveras. Solenoidkretsen är i allmänhet anordnad så att den bryts vid fel på något element i systemet. Denna ventil kan inte öppnas igen förrän solenoiden åter är aktiverad. Ventilmagnetens spole måste anslutas i serie med alla element. För att detta ska fungera kan bränsle-, luft- och ångtryck omvandlas till elektriska signaler med hjälp av en bälg , ett bourdonrör eller en membranstyrd kvicksilverbrytare .
Komplikationer
Plötslig stängning av en ventil i ett rörsystem kan dock leda till vattenslag eller implosion , så i speciella fall kan det finnas ytterligare föremål anslutna till avstängningsventilen, såsom en övertrycksventil eller en luftningsventil.
Prestationsmätning
För avstängningsventiler som används i säkerhetsinstrumenterade system är det viktigt att veta att ventilen kan ge den erforderliga säkerhetsnivån och att ventilen kommer att fungera vid behov. Den erforderliga prestandanivån dikteras av säkerhetskravsspecifikationen, där så småningom en säkerhetsintegritetsnivå (SIL) indikeras. För att bibehålla den prestandanivå som krävs under ventilens livslängd, ska säkerhetsunderhållsmanualens föreskrifter uppfyllas: en av de möjliga begäranden är att testa ventilen. Bland de andra två typerna av testmetoder är:
- Bevistest - Ett manuellt test som gör det möjligt för operatören att avgöra om ventilen är i "så bra som ny"-tillstånd genom att testa för alla möjliga fellägen och kräver en anläggningsavstängning
- Diagnostiskt test - Ett automatiserat onlinetest som upptäcker en procentandel av möjliga fellägen för avstängningsventilen. Ett exempel på detta för en avstängningsventil skulle vara ett partiellt slagtest . Ett exempel på en mekanisk partiell slagtestanordning finns här .
Prestandastandarden för ESDV kan innefatta specifikationen och testningen av en stängningstid (t.ex. att stänga på mindre än 10 sekunder) och specifikationen och mätningen av en acceptabel läckagehastighet av vätska genom den stängda ventilen.