Експлуатаційні характеристики кульових кранів високого тиску в системах газопостачання та водопостачання

Кульові крани високого тиску є ключовими компонентами критичної інфраструктури, які забезпечують надійний контроль потоку в системах транспортування природного газу та питної води. Ці крани працюють у жорстких умовах, що вимагає точності ущільнення, стійкості до корозії та механічної міцності.

Газопроводи: робота в агресивних середовищах з сірчастим газом
У мережах транспортування природного газу кульові крани мають витримувати високий тиск (до 10 МПа на окремих ділянках) та агресивний кислий газ (концентрація H₂S ≥ 300 ppm), що потребує суворого дотримання стандартів API 6D та NACE MR0175.

Відповідність матеріалу та конструкції
Стійкість до кислого газу: корпуси кранів та внутрішні деталі зазвичай виготовлені з дуплексної нержавіючої сталі (ASTM A890 Gr. 5A) або нікелевих сплавів (Inconel 625), сертифікованих відповідно до NACE MR0175, щоб запобігти утворенню тріщин від сульфідного корозййного розтріскування (SSC) та водневого ураження (HIC).

Викликання під час монтажу та експлуатації
Зварювання та управління напруженням: крани встановлюються шляхом зварювання (ASME B31.8) або фланцевого з'єднання (ANSI B16.5) в трубопроводи, при цьому важливо забезпечити точне вирівнювання для запобігання деформації сідла через теплове напруження. У 2022 році через неправильне вирівнювання фланців виникло зміщення сідла на 0,5 мм, що призвело до виходу з ладу ущільнення під час стрибка тиску.

Системи водопостачання: стійкість у хлорованому середовищі
У муніципальних системах розподілу питної води кульові крани мають витримувати постійний потік (швидкість ≤3 м/с) та хлоровану воду (вільний хлор 0,5–1,5 мг/л), дотримуючись стандартів AWWA C507 і NSF/ANSI 61 щодо безпеки питної води.

Висновок
Кульові крани високого тиску добре себе показали в різноманітних критичних застосуваннях завдяки інженерії матеріалів, відповідності стандартам і профілактичному обслуговуванню. У природному газі важливою є стійкість до сірководневого газу й герметичність ущільнень, а у водяних системах — стійкість до хлорування й надійність на протязі багатьох циклів. Інтегруючи дані з практики, промислові стандарти (API, AWWA, ISO) та нові технології, оператори можуть оптимізувати роботу кранів, забезпечуючи безпеку й ефективність інфраструктурних мереж.