WANDFLUH ROPA + GAZ
Prace z wysoce wybuchowymi cieczami i gazami wymagają stosowania technologii zapewniającej odpowiedni poziom bezpieczeństwa. Niezwykle ważną kwestią jest ochrona przeciwwybuchowa, szczególnie w branży poszukiwania ropy naftowej i gazu, ale także w kopalniach, w których występuje duże zapylenie lub zagrożenie gazowe. Aby ograniczyć ryzyko związane z wykonywaniem ciężkich prac w tak niebezpiecznych obszarach, już wiele lat temu opracowano i wdrożono technologię zaworów z zabezpieczeniem przeciwwybuchowym.
NAJWAŻNIEJSZE OBSZARYWymagania stawiane przed technologią zaworów w sektorze naftowym i gazowym to nie tylko ochrona przeciwwybuchowa. Surowce energetyczne występują często w obszarach bardzo ciepłych lub bardzo zimnych – zawory przeznaczone do pracy w temperaturze otoczenia od -60°C do +90°C umożliwiają ich eksploatację w szerokim zakresie temperatur. Zawory przeciwwybuchowe są często stosowane również na zewnątrz, w trudnych warunkach środowiskowych. Mają nie tylko kontakt ze słoną wodą, ale są również narażone na działanie żrących gazów lub substancji. Z tego względu zawory przeciwwybuchowe są najczęściej wykonane z materiałów odpornych na korozję lub nierdzewnych. W ciągu ostatnich kilkudziesięciu lat firma Wandfluh opracowała szeroki asortyment zaworów i pomp zwiększających ciśnienie gazu, które okazały się bardzo skuteczne w wielu zastosowaniach. | ...zaprojektowane z myślą o bezpieczeństwie i niezawodności. |
PRZYKŁADY ZASTOSOWAŃ
• Sterowanie głowicą wiertniczą
• Sterowanie mocą wciągarki
• Sterowanie zaworami klapowymi na tankowcach do przewozu ropy i LNG
• sterowanie procesami
• Statki wiertnicze
• Stacje sprężarek
• Separacja gazów
• Rurociągi
CECHY CHARAKTERYSTYCZNE
• Certyfikacja ochrony przeciwwybuchowej w różnych krajach i regionach
• Duża niezawodność
• Szeroki zakres ochrony przeciwwybuchowej zaworów przełączających i proporcjonalnych
• Ochrona antykorozyjna zaworów – od stopów cynkowo-niklowych po stal nierdzewną
• Systemy nadmiarowe
• Technologia zaworów z monitorowaniem pozycji przełączania
• Obniżone zużycie energii elektrycznej
• Indywidualne rozwiązania dostosowane do potrzeb klienta
• Obsługa klienta na całym świecie
OBSZARY ZASTOSOWAŃ
W wydobyciu i przetwarzaniu ropy naftowej i gazu powszechnie stosowana jest technologia zaworów chronionych przed wybuchem. W zależności od obszaru zastosowania, wymagania mogą być bardzo różne. Na lądzie szczególnym wyzwaniem są często ekstremalne temperatury i zmiany temperatur, natomiast na morzu wymagana jest wysoka odporność na korozję. Inne znane zastosowania wiążą się z warunkami panującymi tuż pod powierzchnią wody lub koniecznością wytrzymywania wysokiego ciśnienia na głębokości kilku tysięcy metrów pod wodą.
PLATFORMY WIERTNICZE Wymagania dotyczące technologii stosowanej na platformach wiertniczych są niezwykle wysokie. Nawet najmniejsza iskra może mieć katastrofalne skutki dla ludzi i materiałów. Aby zagwarantować najwyższy poziom bezpieczeństwa w strefach zagrożonych wybuchem, wszystkie maszyny i ich wyposażenie elektryczne podlegają rygorystycznym normom ochrony przeciwwybuchowej, a ich zgodność z wymaganiami musi być potwierdzona specjalnymi testami i odpowiednimi certyfikatami. | ![]() |
ODWIERTY ROPY I GAZU Sondowanie i wiercenie w poszukiwaniu złóż ropy naftowej i gazu jest przedsięwzięciem nie tylko trudnym technicznie, ale także niezwykle niebezpiecznym ze względu na nagłe wystąpienia gazów i cieczy. Zawory hydrauliczne zainstalowane bezpośrednio w głowicy wiertniczej musi cechować nie tylko wysoki stopień ochrony przeciwwybuchowej, ale także szczególna wytrzymałość i niezawodność, gdyż awaria małego zaworu może być przyczyną długiej przerwy w wierceniu, a w rezultacie wysokich kosztów. Niezależnie od ochrony przeciwwybuchowej, zawory muszą być również wysoce odporne na korozję w środowisku słonej wody i działać niezawodnie w temperaturach do -60°C | ![]() |
TRANSPORT GAZU Wydobyte surowce energetyczne muszą zostać w dużych ilościach przetransportowane z miejsca wydobycia i rozdzielone. Do tego celu służą rurociągi lub tankowce. Do kontroli ogromnych przepływów objętościowych wysoce wybuchowych gazów i cieczy podczas załadunku tankowców i transportu rurociągami stosuje się tak zwane zawory kulowe. Są one często obsługiwane przez zawory hydrauliczne, przy czym technologia ta jest zwykle narażona na trudne warunki środowiskowe. | ![]() |
STATKI I ICH WYPOSAŻENIE W przypadku tankowców i zbiornikowców LNG obowiązują przepisy bezpieczeństwa podobne do tych stosowanych na platformach wiertniczych. Niewielka przestrzeń tych statków mieści różnego rodzaju układy elektroniczne i mechaniczne. Są to na przykład urządzenia do załadunku i rozładunku na tankowcu, systemy podnoszenia i wciągania, a także systemy sterowania klapami i zawory kulowe. | ![]() |
POJAZDY ZDALNIE STEROWANE (ROV) Do konserwacji platformy wiertniczej lub rurociągu wykorzystuje się pojazdy podwodne działające na określonej głębokości. Podczas misji trwającej kilka dni lub tygodni na głębokości do 4000 m, pojazd może wykonywać zarówno najmniejsze sekwencje ruchów za pomocą ramion chwytających, jak i ciężkie prace dzięki specjalnie opracowanym zaworom hydraulicznym z kompensacją ciśnienia. Zasadnicze znaczenie ma precyzyjna mobilność i zwrotność pod wodą. Zdolność tę zapewnia zintegrowany hydrauliczny ster strumieniowy, w którym stosuje się płyn niezanieczyszczający, podobnie jak w całym układzie hydraulicznym. | ![]() |
BRANŻA PRZETWÓRSTWA DALSZEGO Bezpieczeństwo jest również najwyższym priorytetem w dalszym przetwarzaniu wydobytych surowców energetycznych. Rafinerie są technicznie złożonymi obiektami przemysłowymi z niezliczonymi rurami, zaworami i instalacjami separacyjnymi. Cały obszar wewnątrz i na zewnątrz rafinerii jest jedną ze stref zagrożenia wybuchem o najwyższym stopniu wymaganej ochrony. | ![]() |
STANDARDY OCHRONY PRZECIWWYBUCHOWEJ
OZNACZENIE URZĄDZEŃ ELEKTRYCZNYCH
STREFY
niebezpieczna atmosfera wybuchowa | w sposób ciągły, częsty lub długotrwały | sporadycznie | wystąpienie mało prawdopodobne i tylko przez krótki czas | |
Gaz | ATEX / IEC / NEC 505 | Strefa 0 | Strefa 1 | Strefa 2 |
NEC 500 (klasa I) | Dział 1 | Dział 2 | ||
Pył | ATEX / IEC / NEC 505 | Strefa 20 | Strefa 21 | Strefa 22 |
NEC 500 (klasa II, III) | Dział 1 | Dział 2 |
Strefa 0 (20) obejmuje strefy 1 i 2 (21 i 22)
KATEGORIA URZĄDZENIA I POZIOM OCHRONY SPRZĘTU (EPL)
ATEX | IEC | |||
Grupa urządzeń | Kategoria urządzeń | EPL | wystarczające zabezpieczenie | |
kopalnie podatne na metan | ||||
I | M1 | Ma |
| podczas rzadkich awarii |
I | M2 | Mb |
| do momentu odłączenia urządzenia od zasilania |
obszary zagrożone wybuchem gazu | ||||
II | 1G | Ga | Strefa 0 | podczas rzadkich awarii |
II | 2G | Gb | Strefa 1 | podczas spodziewanych awarii |
II | 3G | Gc | Strefa 2 | w normalnej pracy |
obszary zagrożone wybuchem pyłu |
RODZAJE OCHRONY URZĄDZEŃ ELEKTRYCZNYCH W OBSZARACH ZAGROŻONYCH WYBUCHEM GAZU
RODZAJ OCHRONY | SYMBOL | STREFA | SCHEMAT | NORMA |
zwiększone bezpieczeństwo | e | 1 | IEC 60079-7 EN 60079-7 (ATEX) | |
obudowa ognioszczelna | d | 1 | IEC 60079-1 EN 60079-1 (ATEX) | |
iskrobezpieczeństwo | ia | 0 | IEC 60079-11 EN 60079-11 (ATEX) | |
hermetyzacja | m | 1 | IEC 60079-18 EN 60079-18 (ATEX) |
GRUPYATEX / IEC / NEC 505
NEC 500 | |||
Grupa I | kopalnie podatne na metan | — | |
Metan | |||
Grupa II | obszary zagrożone wybuchem gazu | Klasa I | |
poddziały | typowy gaz |
| poddziały |
IIA | Propan | Propan | Klasa I Grupa D |
IIB | Etylen | Etylen | Klasa I Grupa C |
IIC | Wodór | Wodór | Klasa I Grupa B |
| Acetylen | Acetylen | Klasa I Grupa A |
Grupa III | obszary zagrożone wybuchem pyłu | Klasa II/III | |
poddziały | rodzaj pyłu |
| poddziały |
IIIA | palne cząstki lotne | włókna i kłaczki | Klasa III |
IIIB | pył nieprzewodzący | pył nieprzewodzący | Klasa II Grupa G |
IIIC | pył przewodzący | pył węglowy | Klasa II Grupa F |
|
| palny pył metalowy | Klasa II Grupa E |
Poddział IIC (IIIC) obejmuje poddziały IIA i IIB (IIIA i IIIB). |
KLASYFIKACJA TEMPERATUROWA
Maksymalna temperatura powierzchni | Klasy temperatury gazów | Maksymalna temperatura powierzchni | Klasy temperatury gazów |
ATEX / IEC / NEC 500/505 | ATEX / IEC / NEC 500/505 | ||
450 °C | T1 | 200 °C | T3 |
300 °C | T2 | 135 °C | T4 |
w przypadku pyłów: wskazanie maksymalnej temperatury powierzchni w °C | 100 °C | T5 | |
85 °C | T6 |
RODZAJ OCHRONY
Stopień ochrony IP zgodnie z normą IEC/EN 60529
TYPOWE ZAWORY I ELEKTRONIKA
W wydobyciu i przetwarzaniu ropy naftowej i gazu powszechnie stosowana jest technologia zaworów chronionych przed wybuchem. W zależności od obszaru zastosowania, wymagania mogą być bardzo różne. Na lądzie szczególnym wyzwaniem są często ekstremalne temperatury i zmiany temperatur, natomiast na morzu wymagana jest wysoka odporność na korozję. Inne znane zastosowania wiążą się z warunkami panującymi tuż pod powierzchnią wody lub koniecznością wytrzymywania wysokiego ciśnienia na głębokości kilku tysięcy metrów pod wodą.
ZAWORY GRZYBKOWE AEXD, SVYP | WŁAŚCIWOŚCI Zapewnia szczelne zamknięcie potrzebne na przykład do utrzymywania ładunku bez wycieków, zaciskania i chwytania lub do pilotowego sterowania większymi zaworami. CECHY CHARAKTERYSTYCZNE: • Doskonała, trwała szczelność dzięki metalicznemu uszczelnieniu gniazda |
ZAWORY SUWAKOWE WDZF, WDYF ![]() | WŁAŚCIWOŚCI Kontrola przepływu ropy w dwóch różnych kierunkach. CECHY CHARAKTERYSTYCZNE: • Sterowanie bezpośrednie oraz pilotem |
ZAWORY SUWAKOWE / GRZYBKOWE Z WYŁĄCZNIKIEM KRAŃCOWYM WDYF, AEXD ![]() | WŁAŚCIWOŚCI Monitorowanie i wyświetlanie pozycji przełączania zaworu. Pozycja suwaka zaworu jest wykrywana za pomocą przełącznika zbliżeniowego. CECHY CHARAKTERYSTYCZNE: • Indukcyjny przełącznik zbliżeniowy |
WBUDOWANA ELEKTRONIKA DO ZAWORÓW PROPORCJONALNYCH _M248 | WŁAŚCIWOŚCI Elektronika wbudowana w cewkę elektromagnesu do sterowania zaworami proporcjonalnymi. CECHY CHARAKTERYSTYCZNE: • Wzmacniacz proporcjonalny |
PROPORCJONALNE ZAWORY SUWAKOWE WVBF, WDBF | WŁAŚCIWOŚCI Przepływ objętościowy regulowany jest proporcjonalnie do prądu cewki. CECHY CHARAKTERYSTYCZNE: • Charakterystyka progresywna |
PROPORCJONALNE ZAWORY CIŚNIENIOWE BDBP, MVBP | WŁAŚCIWOŚCI Uwolnienie lub redukcja ciśnienia do określonej elektrycznie wartości na wyjściu zaworu. CECHY CHARAKTERYSTYCZNE: • Funkcja uwalniania i redukcji ciśnienia |
PROPORCJONALNE ZAWORY STERUJĄCE PRZEPŁYWEM DNBP, QNBP | WŁAŚCIWOŚCI Sterowanie lub regulacja przepływu objętościowego ropy przez zawór proporcjonalna do elektrycznie regulowanego prądu elektromagnesu. CECHY CHARAKTERYSTYCZNE: • Charakterystyka liniowa i dobra powtarzalność |
OCHRONA PRZECIWWYBUCHOWA OPIS OGÓLNY
ZAWORY EX D
Elektromagnes, poziom ochrony sprzętu (EPL). Mb, Gb, Db lub dział 1/2 (tylko MKU) | ||||||
TYP | OZNACZENIE TYPU | NR ARKUSZA DANYCH | ROZMIAR | WARTOŚCI HYDRAULICZNE | ELEKTRONIKA M248 | |
Cewka | MKY45 | 1.1-183 | Kwadrat | Qmax | Pmax |
|
| MKU45 | 1.1-184 | 45 mm | [l/min] | [bar] |
|
Zawór elektromagnetyczny sterowany bezpośrednio | WDYFA04 | 1.3-24 | NG4 | 30 | 350 |
|
WDYFA06 | 1.3-34 | NG6 | 80 | 350 |
| |
|
|
|
|
|
| |
Zawór elektromagnetyczny suwakowy sterowany pilotem | WVYFA10 | 1.9-38 | NG10 | 160 | 350 |
|
|
|
|
|
|
| |
Proporcjonalny zawór suwakowy | WDBFA06 | 1.10-88 | NG6 | 25 | 350 | X |
WVBFA10 | 1.10-3520 | NG10 | 200 | 350 | X | |
|
|
|
|
|
| |
Zawór elektromagnetyczny grzybkowy sterowany bezpośrednio | SDYPM18 | 1.11-2052 | M18x1,5 | 20 | 350 |
|
SDYPM22 | 1.11-2064 | M22x1,5 | 40 | 350 |
| |
|
|
|
|
|
| |
Zawór elektromagnetyczny grzybkowy sterowany pilotem wkładowym | SVYPM22 | 1.11-2084 | M22x1,5 | 80 | 350 |
|
SVYPM33 | 1.11-2085 | M33x2 | 150 | 350 |
| |
|
|
|
|
|
| |
Elektromagnetyczny zawór grzybkowy sterowany bezpośrednio | BEXd2204 | 1.11-3132 | NG4-Mini | 15 | 350 |
|
AEXd2206 | 1.11-3143 | NG6 | 40 | 350 |
| |
|
|
|
|
|
| |
Wkład dekompresyjny sterowany bezpośrednio | BDBPM22 | 2.3-547 | M22x1,5 | 25 | 350 | X |
|
|
|
|
|
| |
Wkład dekompresyjny sterowany pilotem | BVBPM22 | 2.3-536 | M22x1,5 | 100 | 350 | X |
|
|
|
|
|
| |
Wkład redukujący ciśnienie sterowany bezpośrednio | MDBPM16 | 2.3-602 | M16x1,5 | 6 | 40 | X |
MGBPM16 | 2.3-608 | M16x1,5 | 6 | 100 | X | |
|
|
|
|
|
| |
Wkład redukujący ciśnienie sterowany pilotem | MVBPM22 | 2.3-635 | M22x1,5 | 60 | 350 | X |
MQBPM22 | 2.3-644 | M22x1,5 | 40 | 350 | X | |
MVBPM33 | 2.3-654 | M33x2 | 160 | 350 | X | |
Wkład przepustnicy | D.BPM22 | 2.6-535 | M22x1,5 | 25 | 350 | X |
|
|
|
|
|
| |
2-drożny wkład sterowania przepływem | QNBPM22 | 2.6-634 | M22x1,5 | 25 | 350 | X |
QNBPM33
| 2.6-655
| M33x2
| 70
| 350
| X | |
| ||||||
3-drożny wkład sterowania przepływem | QDBPM22 | 2.6-648 | M22x1,5 | 25 | 350 | X |
ZAWORY EX IA
TYP | OZNACZENIE TYPU | NR ARKUSZA DANYCH | ROZMIAR | WARTOŚCI HYDRAULICZNE | ELEKTRONIKA M248 | |
Cewka | MKZ45 | 1.1-185 | Kwadrat 45 mm | Qmax | pmax | |
| MDZ45 |
| [l/min] | [bar] | ||
Zawór elektromagnetyczny sterowany bezpośrednio | WDZFA04 | 1.3-28 | NG4 | 10 | 350 | |
AEXi4x6 | 1.3-40 | NG6 | 20 | 300 | ||
WDZFA06-Z546 | 1.3-42 | NG6 | 10 | 350 | ||
|
|
|
|
|
CERTYFIKATY
OBSZARY ZASTOSOWAŃ | ||||||
| Powierzchnia | W górnictwie | Standardowe -25°C do… | M224 -40°C do | M238 -60°C do… | M248 Elektronika |
ATEX | Ex d / Ex ia | Ex d / Ex ia | Ex d / Ex ia | Ex d | Ex d | Ex d |
IECEx | Ex d / Ex ia | Ex d / Ex ia | Ex d / Ex ia | Ex d | Ex d | Ex d |
EAC | Ex d | Ex d | Ex d | Ex d | Ex d | Ex d |
Australia | Ex d | Ex d | Ex d | Ex d |
|
|
MA |
| Ex d | Ex d |
|
| Ex d |
UL/CSA | Ex d |
| Ex d |
|
|
|
OCHRONA PRZED KOROZJĄ
Stały kontakt ze słoną wodą i słoną atmosferą wymaga stosowania komponentów o zwiększonej ochronie antykorozyjnej. Asortyment stosowanych materiałów pozwala na odpowiednie zabezpieczenie antykorozyjne zewnętrznych części zaworu.
K8: PRÓBA W MGLE SOLNEJ 500-1000 GODZIN Wszystkie zewnętrzne elementy zaworu mające kontakt z otoczeniem są pokryte powłoką cynkowo-niklową lub wykonane z materiałów nierdzewnych. Pokrętła sterujące i częściowo radełkowane nakrętki są wykonane z tworzywa sztucznego. | |
K9: PRÓBA W MGLE SOLNEJ POWYŻEJ 1000 GODZIN Wszystkie elementy zewnętrzne, z wyjątkiem elektromagnesów, są wykonane z materiałów nierdzewnych. Tam, gdzie to możliwe stosuje się nierdzewne, kwasoodporne stale wysokogatunkowe AISI 316L. Elektromagnesy są pokryte powłoką cynkowo-niklową. | |
K10: PRÓBA W MGLE SOLNEJ POWYŻEJ 1000 GODZIN Wszystkie elementy zewnętrzne są wykonane z materiałów nierdzewnych lub powlekane materiałami nierdzewnymi. W miarę możliwości stosuje się nierdzewne, kwasoodporne stale wysokogatunkowe AISI 316L. | ![]() |
* Próba mgły solnej polega na poddaniu zaworu działaniu mgły solnej z pięcioprocentowego roztworu NaCl zgodnie z normą ISO 9227.. Mierzy się liczbę godzin, po których pojawia się czerwona rdza. |
|
NISKA TEMPERATURA
Do ekstremalnych zastosowań w niskich temperaturach oferowane są zawory w dwóch wersjach. Wyróżniają się one w szczególności zastosowanymi materiałami, które muszą być odporne na wysokie ciśnienia i obciążenia nawet w temperaturach do -60°C.
STOSOWANE STALE SUROWE Stale stosowane w zaworach zostały wybrane również pod kątem możliwości stosowania w niskich temperaturach otoczenia. W zakresie skrajnych temperatur od -60°C do -40°C do najbardziej obciążonych części zaworów stosuje się stale szczególnie odporne na zimno, aby uwzględnić dodatkowe ekstremalne obciążenia. | ![]() | ||||||||||||||||
USZCZELNIENIA SPECJALNE W przypadku niskich temperatur roboczych używane są specjalne materiały uszczelniające, które dzięki możliwości elastycznego stosowania w niskich temperaturach gwarantują stabilną i bezpieczną długoterminową pracę przy dużej dyspozycyjności. W zależności od potrzeb rozróżnia się materiały wymagane dla zakresów temperatur do -40 °C i do -60 °C. | ![]() | ||||||||||||||||
WERSJE WYKONANIA ODPOWIEDNIE DO NISKICH TEMPERATUR
| ![]() |
INDYWIDUALNE ROZWIĄZANIA
Zawory Wandfluh mają budowę modułową umożliwiającą ich swobodne zestawianie. Pozwala to na łączenie ze sobą różnych standardowych elementów funkcjonalnych, dzięki czemu można łatwo realizować dostosowane do indywidualnych potrzeb rozwiązania.
ZAWORY SUWAKOWE URUCHAMIANE RĘCZNIE Z FUNKCJĄ ZATRZYMANIA | WŁAŚCIWOŚCI Zawór kierunkowy jest uruchamiany ręcznie i ponadto musi być ręcznie odblokowywany. CECHY CHARAKTERYSTYCZNE: • Funkcja 2-drożna lub 3-drożna |
ZAWORY SUWAKOWE URUCHAMIANE ELEKTROMAGNETYCZNIE I MECHANICZNIE | WŁAŚCIWOŚCI Zawór może być uruchamiany zdalnie lub ręcznie na miejscu. CECHY CHARAKTERYSTYCZNE: • Uruchamianie elektryczne z możliwością uruchamiania dźwignią ręczną w przypadku zaworów 3-drożnych |
ZAWORY STERUJĄCE W POJAZDACH ROV DO STOSOWANIA POD WODĄ DO GŁĘBOKOŚCI 6000 M ![]() | WŁAŚCIWOŚCI Zawory stosowane w pojazdach zdalnie sterowanych (ROV) pod wodą muszą być odporne na wysokie ciśnienie zewnętrzne. CECHY CHARAKTERYSTYCZNE: • Różne solenoidy z otworem kompensacji ciśnienia |
STEROWANE PILOTEM ZAWORY SUWAKOWE Z FUNKCJĄ ZATRZASKU ![]() | WŁAŚCIWOŚCI Połączona funkcja uruchamiania zaworu. Zawór można uruchomić na trzy różne sposoby. CECHY CHARAKTERYSTYCZNE: • Uruchamianie elektromagnetyczne w wykonaniu standardowym lub Ex d |
OPCJONALNE URUCHAMIANIE MECHANICZNE ZAWORÓW STANDARDOWYCH ![]() | WŁAŚCIWOŚCI Zawór grzybkowy może być uruchamiany przez dwa oddzielne elektromagnesy. Umożliwia to redundantne uruchamianie zaworu. W przypadku awarii głównego sterowania, zawór może zostać przełączony przez sterowanie zabezpieczające. CECHY CHARAKTERYSTYCZNE: • Łatwa instalacja dźwigni ręcznej na zaworze |
PRZEZNACZONE DO CIECZY O NISKIEJ LEPKOŚCI I WYSOKIEJ ZAWARTOŚCI WODY ![]() | WŁAŚCIWOŚCI Do pracy z cieczami o niskiej lepkości wymagane są czasami zawory o specjalnych cechach konstrukcyjnych. CECHY CHARAKTERYSTYCZNE: Do płynów takich jak HFC (hydrofluorowęglowodory) i HFA (hydrofluoroalkany) |