Una vàlvula d'obstrucció és un tipus de vàlvula de control de flux que s'utilitza per regular el cabal de fluids com gasos o líquids a les canonades. S'utilitza més habitualment a la indústria del petroli i el gas per controlar el flux del pou des del cap del pou fins a les instal·lacions de producció. Una vàlvula d'obstrucció redueix el cabal creant una restricció ajustable a la canonada, normalment mitjançant l'ús d'un orifici cònic o variable, permetent augmentar o disminuir la restricció segons sigui necessari.
Si heu vist una aixeta de cuina, la funció d'una vàlvula d'asfixia és gairebé idèntica-essencialment, es pot considerar una "aixeta industrial" més robusta i altament dissenyada.
Com funciona una vàlvula d'asfixia?
Una vàlvula d'obstrucció controla el flux ajustant el pas del fluid a través de la secció d'acceleració dins de la vàlvula. Aquesta estrangulació sol estar formada per un orifici, una petita obertura per on ha de passar el fluid.
Choke arreglat: La mida de l'orifici és fixa i no es pot ajustar.
Choke ajustable: L'orifici és ajustable per canviar el grau d'acceleració. El control del flux s'aconsegueix ajustant la posició de l'orifici:
Totalment obert → Caudal màxim
Totalment tancat → Caudal zero
Parcialment obert → Crea caiguda de pressió, reduint així el cabal
Els ajustos es poden realitzar manualment o automàticament mitjançant un actuador i un sistema de control.
Les vàlvules d'obturació s'utilitzen habitualment a la indústria del petroli i el gas per controlar els cabals dels pous, i també en diverses indústries de processos com ara la generació d'energia, l'enginyeria química i el tractament d'aigua.
Per què es necessiten vàlvules d'asfixia?
Penseu-ho d'aquesta manera: quan la pressió de l'aigua de l'aixeta de casa és massa alta, heu de reduir-la per evitar malbarataments d'aigua, danys al sistema o simplement perquè l'aigua flueixi adequadament per al rentat de mans.
Per aconseguir-ho, hem de crear caiguda de pressió o estrangulament. La caiguda de pressió augmenta la velocitat del fluid, i el petroli i el gas subterranis sovint contenen partícules. Per tant, el procés d'estrangulament s'ha de controlar per reduir el risc d'erosió o abrasió de la canonada causada per aquestes partícules. A més, en molts escenaris, els processos requereixen taxes de producció específiques, que també s'han d'aconseguir ajustant la vàlvula d'obturació.
Mitjançant un control precís, les vàlvules d'obturació compleixen els següents propòsits:
Mantenir el cabal específic necessari per a les condicions de funcionament
Estabilitzar la pressió aigües amunt
Protegiu els equips aigües avall
Adaptar-se a les condicions canviants del cap de pou
Com que les vàlvules d'obstrucció es troben a prop del cap del pou, resisteixen condicions de funcionament extremes com ara corrosió severa, erosió, alta pressió i cavitació. Per tant, la selecció del material, el disseny i la qualitat són crucials. És una de les vàlvules més crítiques de tot el sistema.
NSV VALVE ofereix el programari de selecció de mida per ajudar a triar la mida i el disseny adequats de la vàlvula d'obturació.
Quins són els tipus de vàlvules d'asfixia?
Sí, les vàlvules d'obturació vénen de diversos tipus segons els escenaris d'aplicació i les condicions del fluid. Els tipus comuns inclouen:
Vàlvula d'obturació convencional
Orifici fix o regulable
S'utilitza per a aplicacions de baixa-pressió i baix-caudal
Vàlvula d'asfixia positiva
Utilitza un pistó o un tap per crear estrangulament
Adequat per a aplicacions d'alta-pressió i alt-flux
Vàlvula d'obturació multi-etapa
Múltiples orificis o acceleració de diverses-etapes
S'utilitza en escenaris que requereixen un control d'alta{0}}precisió i una erosió reduïda
Vàlvula d'obturació automàtica
Actuador-integrat per a l'ajust automàtic basat en sensors o sistemes de control
Adequat per a situacions que requereixen una regulació contínua del cabal
Vàlvula d'obturació hidràulica
Accionat per un actuador hidràulic
S'utilitza en llocs remots o perillosos on l'operació manual no és factible
Altres variants inclouen:
-Vàlvula d'obturació autoaccionada
Vàlvula d'asfixia intel·ligent (equipada amb funcions avançades de control i ajust)
Quins components formen una vàlvula d'asfixia?
Una vàlvula d'asfixia normalment consta dels components clau següents:
Cos de la vàlvula: Carcassa principal que suporta la pressió i la temperatura, generalment d'acer al carboni o acer inoxidable.
Orifici: La part que crea l'acceleració, que es pot fixar o ajustar.
Endoll / Agulla: Entra o surt de l'orifici per regular el flux.
Funda i gàbia externa: Ajusta el flux a través del moviment de la màniga (comú a les vàlvules d'obturació de tipus-de màniga).
Actuador: Manual, elèctric, hidràulic, etc.
Foques: Com ara tefló, vitó, NBR, utilitzats per evitar fuites.
Sistema de control: Sensors, interruptors, controladors, etc., per al control automàtic.
Les vàlvules d'asfixia vénen en diferents mides?
Sí, les vàlvules d'obturació estan disponibles en diferents especificacions segons la mida de la canonada i els requisits de cabal.
La selecció normalment es basa en els paràmetres següents:
Diàmetre de la canonada
Classificació de pressió
La mida de l'orifici també és crítica:
Determina el grau d'acceleració
Determina el rang de cabal assolible
Es pot fixar o ajustar
Durant la selecció, s'ha de garantir que:
La vàlvula pot suportar la pressió i la temperatura del fluid
Coincideix amb la mida de la canonada
La mida de l'orifici compleix el cabal necessari per a les condicions de funcionament
Les vàlvules d'asfixia tenen diferents nivells de pressió?
Sí, les vàlvules d'obturació tenen diferents nivells de pressió, normalment expressats en psi o bar.
Exemples:
Vàlvula d'estrany{0}}de baixa pressió: aproximadament 150 psi
Vàlvula d'obturació d'alta-pressió: fins a 20.000 psi o més
La classificació de pressió està determinada pel material, l'estructura i la pressió màxima de treball admissible (MAWP).
La selecció ha de garantir que:
Pressió nominal de la vàlvula Major o igual a la pressió de funcionament real
En cas contrari, es poden produir danys a l'equip o accidents de seguretat
La classificació de temperatura també ha de complir els requisits de condicions de funcionament.
Hi ha certificacions o estàndards per a les vàlvules d'obturació?
Sí, diverses organitzacions ofereixen estàndards i certificacions per a les vàlvules d'obturació, com ara:
API (Institut Americà del Petroli)
API 6A: Especificació per a l'equip de cap de pou, que cobreix les vàlvules d'asfixia
ASME (Societat Americana d'Enginyers Mecànics)
ASME B16.34: Norma per a vàlvules industrials i comercials
NACE (Associació Nacional d'Enginyers de Corrosió)
Normes de protecció de materials i corrosió (per exemple: NACE MR0175)
A més, hi ha estàndards internacionals com ISO, EN i JIS. El compliment de les normatives i estàndards locals és obligatori per garantir la seguretat.
Quins són els avantatges més importants de les vàlvules d'asfixia?
L'avantatge més important d'una vàlvula d'obstrucció és la seva capacitat per controlar amb precisió el cabal de la canonada.
Aquest control precís és crucial per als aspectes següents:
Optimització de la producció
Prevenció de danys a caps de pou o equips
Mantenir l'estabilitat del procés
Millora de la seguretat
Altres avantatges inclouen:
Seguretat: Evita la sobrepressió
Eficiència: Estabilitza el cabal i millora la productivitat
Durabilitat: Materials robusts per suportar condicions extremes
Versatilitat: Apte per a diferents fluids i nivells de pressió
