Трубна арматура в морській та шельфовій техніці

Функція трубопровідної арматури в морському середовищі

У морському та шельфовому машинобудуванні трубопровідна арматура служить таким цілям:

Керування напрямком – використання колін та відводів для ефективного прокладання трубопровідних систем у обмеженому просторі.

Розподіл потоку – використання трійників, хрестовин та зірок для розділення або об’єднання потоків рідини.

Перехід діаметра – використання редукторів та обжимних муфт для труб різних розмірів.

Підключення системи – за допомогою муфт, з’єднань, фланців та адаптерів.

Герметизація та ізоляція – використання кришок, заглушок та клапанів для зупинки або регулювання потоку.

Стримування тиску – з кованими або зварними фітингами, розрахованими на високий тиск, для забезпечення безпротікання під екстремальним тиском.

Ці фітинги повинні бути сумісними з трубопровідними системами, що перекачують воду, повітря, нафту, паливо, мастила, хімікати та навіть гази, що використовуються у водолазних та пожежогасіннях.

Ключові області застосування

Суднобудування та морські судна

Судна, включаючи вантажні судна, танкери, круїзні лайнери та військові судна, містять складні трубопровідні системи, які залежать від міцних та компактних фітингів.

Поширені системи з використанням трубопровідної арматури включають:

Системи охолодження морською водою (для охолодження двигуна та машин)

Системи баластних вод (використовується для стабілізації корабля)

Системи перекачування палива та оливи

Пожежні та спринклерні мережі

Системи стисненого повітря та трюмних систем

Лінії питної води та очищення стічних вод

Фітинги в цих системах часто виготовляються з корозійностійких матеріалів, таких як мідно-нікелеві з'єднання, дуплексна нержавіюча сталь або вуглецева сталь з покриттям, залежно від застосування. Обмежені простори на суднах вимагають використання точних фітингів, таких як коліна з коротким радіусом та компактні фланці.

Морські нафтогазові платформи

Морські платформи містять численні взаємопов'язані системи, включаючи буріння, видобуток, переробку, безпеку та житлові приміщення. Трубопровід, що використовується, повинен надійно працювати в середовищі з високою солоністю, високою вологістю та часто високим тиском.

Основні застосування включають:

Гідравлічні лінії керування для керування клапаном

Трубопроводи для пластової води та сирої нафти

Системи факелів та вентиляції газу

Лінії впорскування високого тиску (вода, газ або хімічна речовина)

Системи пожежної води критично важливо для безпеки та реагування на надзвичайні ситуації

У цих системах фітинги зазвичай ковані або зварюються встик і часто виготовляються з корозійностійких сплавів. У цих установках часто дотримуються стандартів NORSOK та API.

Підводні трубопроводи та інфраструктура

Підводні трубопроводи транспортують нафту, газ та хімікати від морських свердловин до переробних установок або сховищ. Ці трубопроводи прокладаються на дні океану, часто на великій глибині, що робить міцність та стійкість до зовнішнього тиску та корозії абсолютно необхідними.

Трубопровідна арматура, що використовується під водою, повинна бути:

Зварні або ковані з мінімальним ризиком протікання

Розроблено для компенсації тиску та стійкості до морських наростів

Оснащений антикорозійним покриттям або катодним захистом

Спеціалізована підводна арматура використовується в:

Стояки та проточні трубопроводи

Колектори та перемички

Пупкові термінаційні одиниці

Очистка скребків та оглядові порти

Матеріали часто включають супердуплексну нержавіючу сталь, інконель або плаковану вуглецеву сталь, щоб витримувати як механічні навантаження, так і хімічний вплив.

Матеріальні міркування

Корозія є проблемою номер один у морському та офшорному застосуванні. Тому вибір матеріалу для трубопровідної арматури має вирішальне значення:

Мідно-нікелевий (CuNi): Поширений у системах морської води завдяки чудовій стійкості до корозії та біообростання.

Дуплексна та супердуплексна нержавіюча сталь: Забезпечує високу міцність та стійкість до корозії, ідеально підходить для середовищ високого тиску та з високим вмістом хлоридів.

Вуглецева сталь з покриттями: Економічний варіант для зон з низьким рівнем корозії, часто захищених епоксидними, цинковими покриттями або катодними системами.

Титан або інконель: Використовується в найекстремальніших умовах, де потрібна стійкість до корозії, тиску та температур.

Стандарти та сертифікації

Трубопровідна арматура для морського та шельфового машинобудування повинна відповідати стандартам класифікаційного товариства та міжнародним кодексам, таким як:

DNV (Det Norske Veritas)

ABS (Американське бюро судноплавства)

Реєстр Ллойда

БВ (Бюро Верітас)

ISO 15590, ASME B16.9, API 5L, API 6A

Відстеження, сертифікати випробувань матеріалів (MTC), випробування під тиском та неруйнівний контроль (НДК) часто є обов'язковими для офшорних застосувань.

Проблеми та міркування

Корозія в солоній водіПостійний вплив морської води призводить до прискореної деградації металу.

Обмеження просторуМорські установки часто потребують компактних та індивідуальних конструкцій фітингів.

Доступ для технічного обслуговуванняФітинги повинні бути доступними та часто мати фланцеві з'єднання для легшого розбирання.

Тиск і вібраціяВисокі швидкості потоку та рухоме обладнання вимагають вібростійкої та стійкої до втоми арматури.

Майбутні тенденції

Зі зростанням обсягів розробок на шельфі, таких як плавучі платформи для зрідженого природного газу (ЗПГ), глибоководні нафтові родовища та установки відновлюваної енергії (морська вітрова та припливна енергетика), попит на високопродуктивну трубопровідну арматуру продовжує зростати. Інновації включають:

Збірні фітинги для котушок для модульної установки

Розумна фурнітура з датчиками для виявлення витоків та контролю тиску

Композитні трубні фітинги забезпечують стійкість до корозії та зниження ваги

У морському та шельфовому машинобудуванні трубопровідна арматура є незамінними компонентами, що забезпечують безпечну та ефективну роботу складних трубопровідних мереж. Від суднових систем охолодження та баласту до підводного транспортування нафти та пожежогасіння на шельфових платформах, ця арматура повинна надійно працювати в екстремальних умовах. Вибір матеріалів, конструкції та стандартів відіграє вирішальну роль у визначенні їхньої довгострокової роботи. З розвитком шельфових технологій та їх проникненням у глибші води та віддаленіші місця, роль високоякісної, корозійностійкої та точно спроектованої трубопровідної арматури ставатиме лише важливішою.