چگونه یک شیر دروازه ای API 6A را روی یک مجموعه سرچاهی به درستی نصب و گشتاور می کنید؟

پاسخ مستقیم: نصب صحیح به چه چیزی نیاز دارد

نصب صحیح یک شیر دروازه ای API 6A در مجموعه سر چاه به معنای سه کار است که به ترتیب صحیح انجام می شود: بررسی وضعیت واشر حلقه و صورت فلنج قبل از آرایش ، دستیابی به گشتاور صحیح پیچ گل میخ در یک دنباله الگوی متقاطع به مقادیر مشخص شده API 6A Annex D و تأیید یکپارچگی فشار با آزمایش گاز فشار پایین پس از نصب قبل از بازگرداندن چاه به سرویس. هر یک از این موارد را نادیده بگیرید و در معرض خطر نشت کنترل نشده چاه هستید - علت اصلی خرابی تجهیزات سر چاه در طول مداخله.

مقادیر گشتاور برای همه یکسان نیستند: الف فلنج WP 2-1/16 اینچ 5000 psi تقریبا نیاز دارد 150-200 فوت پوند در 3/4 اینچ ناودانی B7، در حالی که a 7-1/16 اینچ فلنج WP 10000 psi می تواند نیاز داشته باشد 600-900 فوت پوند در ناودانی 1-3/8 اینچ - همیشه مطابق با نمودار گشتاور سازنده و جدول API 6A ضمیمه D مربوطه بررسی کنید.

بازرسی قبل از نصب: قبل از سفت شدن هر پیچ چه چیزی را باید بررسی کرد

اکثر خرابی های نصب قبل از اولین چرخش آچار شروع می شود. قبل از قرار دادن سوپاپ تمام موارد زیر را انجام دهید:

وضعیت شیار حلقه و صورت فلنج

• شیار حلقه RX یا BX را با استفاده از یک شیار سنج حلقه بررسی کنید. تلورانس های عمق و عرض شیار در جدول E.1 API 6A مشخص شده است - شیاری که فراتر از حد تحمل ساییده شده باشد بدون توجه به گشتاور اعمال شده مهر و موم نمی شود.
• به دنبال خراش های شعاعی، حفره ها یا خوردگی روی سطح آب بندی باشید. هر گونه خراش عمیق تر از 0.031 اینچ (0.8 میلی متر) یا به صورت شعاعی در سراسر شیار یک معیار رد است - سعی نکنید روی آن مهر و موم کنید
• تأیید کنید که نام شیار حلقه با واشر حلقه مطابقت دارد: RX-23، BX-154، و نام‌های مشابه حتی زمانی که سوراخ فلنج مشابه به نظر می‌رسد قابل تعویض نیستند.
• هرگز از واشر حلقه ای استفاده مجدد نکنید - API 6A صریحاً آن را ممنوع می کند. یک حلقه استفاده شده به هندسه شیار قبلی تغییر شکل داده است و به تماس خط مورد نیاز روی فلنج متفاوت (یا حتی همان) دست نخواهد یافت.

وضعیت گل میخ و مهره

• مواد پیچ ناودانی (ASTM A193 B7 استاندارد برای اکثر سرویس‌ها است؛ B7M برای سرویس ترش در NACE MR0175 مورد نیاز است) و درجه مهره (A194 2H برای ناودانی B7)
• وضعیت رزوه را بررسی کنید - رزوه های آسیب دیده باعث خوانش گشتاور کاذب می شوند. پیچ و مهره ای که در 30 درصد از گشتاور هدف به دلیل گاز سوزی می گیرد، روی آچار کاملاً گشتاور به نظر می رسد، اما روی مفصل کم بار می شود.
• روان کننده نخ مناسب را اعمال کنید: مولیکوت یا ضد تشنج با فاکتور مغزی شناخته شده (K) . جداول گشتاور API 6A ضمیمه D شرایط روانکاری خاصی را در نظر می گیرند - استفاده از روان کننده خشک یا مبتنی بر روی به جای مولیبدن، بار واقعی پیچ را تا 20 ± درصد تغییر می دهد و مقدار جدول را باطل می کند.

جهت گیری سوپاپ و تراز سوراخ

• تأیید کنید که فلش جریان شیر یا علامت بدنه با جهت جریان مورد نظر مطابقت دارد - شیرهای دروازه ای دال API 6A در اکثر کلاس های فشار دو طرفه هستند، اما طرح های گیت در حال گسترش ممکن است یک طرفه باشند.
• بررسی کنید که سوراخ شیر با سوراخ سر چاه مطابقت داشته باشد - عدم تطابق به کوچکی 1/8 اینچ می‌تواند ابزارهای سیمی را محدود کند و تلاطمی ایجاد کند که فرسایش را در چاه‌های گاز با سرعت بالا تسریع می‌کند.
• اطمینان حاصل کنید که سوپاپ قبل از نصب کاملاً باز است تا از آسیب تماس گیت به فلنج در هنگام آرایش جلوگیری شود.

توالی گشتاور: روش الگوی متقاطع و چرایی اهمیت آن

توالی نادرست گشتاور تنها شایع ترین علت نشت واشر حلقه در تاسیسات جدید است. سفت کردن پیچ‌ها به صورت دایره‌ای، بار ناهمواری ایجاد می‌کند که فلنج را خم می‌کند و یک طرف واشر حلقه را خرد می‌کند در حالی که طرف مقابل را خالی می‌گذارد.

روش مورد نیاز سه پاس الگوی متقابل

1. تمام مهره ها را با دست ببندید محکم کردن (با انگشت به همراه یک چرخش کامل با آچار)، با الگوی ستاره ای/متقاطع دور فلنج کار کنید. این واشر حلقه را قبل از اعمال بار به طور یکنواخت در هر دو شیار قرار می دهد
2. اولین عبور گشتاور در 30 تا 50 درصد مقدار هدف نهایی ، دوباره به صورت ضربدری. برای فلنج 8 پیچ، دنباله 1 → 5 → 3 → 7 → 2 → 6 → 4 → 8 است. اطمینان حاصل کنید که شکاف فلنج به طور یکنواخت بسته می شود - اگر یک ربع سریعتر بسته می شود، عقب نشینی کنید و دوباره توزیع کنید
3. عبور گشتاور دوم در 75 تا 80 درصد مقدار نهایی ، همان الگوی متقاطع. بررسی کنید که واشر حلقه فراتر از سطح شیار اکسترود نشود - اکستروژن نشان دهنده فشرده سازی بیش از حد یا حلقه با اندازه اشتباه است.
4. عبور گشتاور نهایی در 100٪ مقدار هدف ، الگوی متقاطع. سپس یک پاس دایره‌ای کامل در جهت عقربه‌های ساعت انجام دهید (همه پیچ‌ها به ترتیب) تا تأیید کنید هیچ پیچ و مهره‌ای شل نشده است - این «گذر تأیید» است، نه افزایش گشتاور اضافی

برای فلنج هایی با 12 پیچ یا بیشتر، فلنج را به ربع تقسیم کنید و هر ربع را قبل از حرکت به ربع بعدی کامل کنید، همچنان از الگوی متقاطع در هر ربع پیروی کنید.

مقادیر گشتاور مرجع بر اساس اندازه فلنج و کلاس فشار

الزامات تست فشار پس از نصب

API 6A به تست فشار دو مرحله‌ای پس از آرایش فلنج روی تجهیزات سر چاه نیاز دارد. مرحله کم فشار را نادیده نگیرید - نسبت به تست فشار بالا به نشتی های کوچک حساس تر است و اکثر عیوب واشر حلقه را برطرف می کند.

تست گاز کم فشار (مرحله اول اجباری)

• محیط آزمایش: نیتروژن یا هوای خشک تمیز
• فشار تست: 200–300 psi (1.4–2.1 مگاپاسکال) بر اساس API 6A بخش 11
• زمان نگهداری: حداقل 15 دقیقه بدون پوسیدگی فشار قابل مشاهده بر روی یک گیج کالیبره شده (±2٪ دقت در مقیاس کامل مورد نیاز است)
• مایع تشخیص نشت (آب صابون یا محلول اختصاصی) را در تمام شیارهای حلقه و نواحی پیچ گل میخ اعمال کنید - هر گونه تشکیل حباب ناموفق است

تست فشار بالا (مرحله دوم)

• فشار تست: فشار کاری نامی (RWP) از مجموعه - نه 1.5× RWP، که تست پوسته کارخانه است. تست های میدانی در RWP انجام می شود
• محیط آزمایش: آب مهار شده یا سیال هیدرولیک برای آزمایش‌های میدانی که در آن آزمایش گاز در RWP خطر ایمنی ایجاد می‌کند.
• زمان نگهداری: حداقل 15 دقیقه با پوسیدگی فشار صفر و بدون نشتی قابل مشاهده
• قرائت سنج اسناد در شروع و پایان دوره نگهداری - این رکورد برای مستندات مطابقت با API 6A مورد نیاز است و اغلب توسط اپراتورها و تنظیم‌کننده‌ها ممیزی می‌شود.

اگر نشتی تشخیص داده شود

قبل از هر اقدام درمانی به طور کامل فشار را کم کنید. سعی نکنید پیچ ها را تحت فشار بچرخانید - این هم بی اثر است (واشر از قبل تنظیم شده است) و هم یک خطر ایمنی جدی است. فلنج را بشکنید، واشر حلقه را تعویض کنید، شیار را مجدداً بررسی کنید و روش آرایش را از ابتدا شروع کنید.

آچار گشتاور هیدرولیک در مقابل دستی: کدام و چه زمانی استفاده شود

برای فلنج های بالاتر از 3-1/8 اینچ یا کلاس های فشار بالای 5000 psi، آچار گشتاور دستی در مقادیر گشتاور مورد نیاز غیرعملی و نادرست می شود. قانون تصمیم گیری ساده است:

آچارهای ضربه ای هرگز برای گشتاور نهایی روی فلنج های API 6A قابل قبول نیستند - آنها را نمی توان با دقت مورد نیاز کنترل کرد و غالباً ناودانی ها را بیش از حد گشتاور می کند، رزوه ها را تسلیم می کند یا پیچ را از حد الاستیک آن خارج می کند، که بار واقعی گیره را زیر مقدار هدف کاهش می دهد.

ملاحظات ویژه برای خدمات ترش و نصب HPHT

رویه‌های نصب استاندارد هنگام کار در محیط‌های دارای H2S یا محیط‌های پرفشار/دمای بالا به چندین تغییر نیاز دارند:

• بررسی سختی پیچ گل میخ: NACE MR0175 گل میخ های B7M را به حداکثر سختی 22 HRC محدود می کند. حتی یک گل میخ غیرمشخص می تواند ترک خوردگی استرس سولفیدی (SSC) را تحت فشارهای جزئی H2S در چاه بالای 0.05 psia آغاز کند - اگر MTR ها در محل در دسترس نیستند، سختی را با تستر Rockwell قابل حمل قبل از نصب بررسی کنید.
• ارتقاء مواد واشر حلقه: حلقه های آهن نرم استاندارد برای سرویس ترش بالاتر از غلظت های خاص H2S کافی نیستند. حلقه های Inconel 625 یا 316 SS را طبق توصیه سازنده شیر برای ترکیب فشار جزئی و دما H2S مشخص کنید.
• گشتاور مجدد آرامش حرارتی: برای تاسیسات HPHT که در آن اولین چرخه دمای عملیاتی بیشتر خواهد شد 200 درجه فارنهایت (93 درجه سانتیگراد) ، گشتاور مجدد تمام پیچ های فلنج را پس از اولین سیکل حرارتی برنامه ریزی کنید. بار پیچ می تواند 10-15٪ پس از خیساندن حرارت اولیه به دلیل خزش واشر و شل شدن پیچ کاهش یابد - این یک شکست نیست، یک پدیده قابل انتظار و قابل کنترل است.
• مدارک مورد نیاز: نهادهای نظارتی در UKCS، GOM ایالات متحده و بسیاری از حوزه‌های قضایی خاورمیانه به یک سوابق نصب امضا شده شامل شماره سریال یا شماره حرارتی گل میخ، دسته روان‌کننده، شماره گواهی کالیبراسیون آچار گشتاور و داده‌های آزمایش شاهد برای هر گونه آرایش سر چاه HPHT یا خدمات ترش نیاز دارند.

رایج ترین خطاهای نصب و نحوه جلوگیری از آنها

• روان کننده اشتباه یا بدون روان کننده: استفاده از روغن موتور SAE 30 به جای ضد گیره مبتنی بر مولی، ضریب مهره K را از 0.12 ~ به 0.18 ~ تغییر می دهد، به این معنی که گشتاور آچار یکسان 33 درصد کمتر از آنچه در جدول فرض شده است، بار پیچ را ارائه می دهد. همیشه از روان کننده مشخص شده در هدر جدول گشتاور استفاده کنید
• دنباله گشتاور دایره ای: پیچ و مهره های سفت کردن 1-2-3-4-5-6-7-8 به ترتیب در اطراف فلنج یک شکاف فلنج ایجاد می کند که 0.010-0.020 اینچ است. در سمتی که برای اولین بار سفت شده است باریک تر است و واشر حلقه را برای همیشه خم می کند.
• استفاده مجدد از واشر حلقه "فقط این یک بار": یک حلقه تغییر شکل یافته ممکن است در ابتدا فشار را حفظ کند اما در چند چرخه حرارتی یا فشار اول شل می شود. هزینه واشر حلقه (معمولاً 15 تا 150 دلار بسته به اندازه و مواد) در مقایسه با هزینه یک کار برنامه ریزی نشده ناچیز است.
• رد شدن از آزمایش نشت فشار کم: آزمایش‌های آب با فشار بالا می‌توانند نشت‌های کوچکی را بپوشانند که باعث می‌شود گاز در حین کار از بین برود. تست نیتروژن کم فشار در 200-300 psi با سیال تشخیص نشت نسبت به هر آزمایش مایع در فشار بالا نسبت به عیوب کوچک حساس تر است.
• استفاده از آچار گشتاور کالیبره نشده: یک آچار کلیکی که حتی یک بار هم افتاده است ممکن است 15 تا 20 درصد بالا باشد و رسیدن به بار واقعی پیچ هدف را غیرممکن می کند. برچسب‌های کالیبراسیون در برابر قطرات دوام نمی‌آورند - قبل از هر گونه آرایش مهم، کالیبراسیون را با یک تحلیلگر گشتاور تأیید کنید.