Vi er afhængige af ventiler til at stoppe og forsegle strømmen af medier i dens forskellige former: faste stoffer, væsker og gasser. Lækage af faste stoffer eller væsker er relativt let at få øje på, men noget gaslækage er ikke noget, der kan opdages med det blotte øje.
Ved hjælp af test bliver vi gjort opmærksomme på, at en ventil ikke i tilstrækkelig grad forhindrer gasser i at slippe ud. Med denne viden kan vi forbedre vores processer ved at opgradere problemventiler.
Vigtigheden af teststandardorganisationer
Kvalitetsstandarder for ventil- og pakningstest er fastsat af brancheorganisationer som ANSI, API, ISO, MESC og TA-LUFT.
I dag vil vi fokusere på API-trykteststandarder. American Petroleum Institute (API) blev grundlagt i 1919 efter 1. Verdenskrig. Krigen øgede bevidstheden om den vitale rolle, som olieindustrien har i USA, så API'et blev dannet for at styrke og sikre indenlandsk olie- og gasproduktion. Over 700 API-standarder er blevet indført for at fremme effektivitet, bæredygtighed og sikkerhed for både drift og miljø.
3 typer API-ventiltestning
API 622– Tester procesventilpakning for niveauer af flygtige emissioner.
API 624– Tester stigende spindelventiler udstyret med grafitpakning for eventuelle flygtige emissioner.
API 641– Tester kvart-drejningsventiler for niveauer af flygtige emissioner.
Fordi API 622 er den første i rækken af indlejrede lav E-ventil- og pakningsstandarder, er det, hvad vi vil dække i dag. For ventiler testet ved API 641 skal pakningen først kvalificere sig til API 622 testen. For den pakning, der anvendes i en API 624-test, skal ventilen også være testet med API 622 først.
Hvorfor er test af flygtige emissioner nødvendige?
Afhængigt af, hvad der er lækket, kan flygtige emissioner være dyre. Der er bekymring omkring metangasemissioner, fordi denne gas er brandfarlig, anses for at være skadelig for miljøet og er en handelsvare. Ikke kun er flygtig metan-emission et miljøproblem, men det er også et økonomisk tab, når man siver værdifuld metan eller pådrager sig dyre offentlige bøder.
Med ventiler, der er skyld i over 50 % af flygtige emissioner, er de hovedfokus for test. Natural Resources Defense Council anslår, at lækageovervågning og reparation potentielt kan stå for 18% af metan-emissionsreduktionen. Når anlægsdrift kræver overvågning af flygtige emissioner, er LDAR (lækagedetektion og reparation) typisk en del af en månedlig testprotokol.
Den gode nyhed er, at efterhånden som naturgasproduktionen er steget, fortsætter emissionerne fra denne produktion med at falde. Disse forbedringer skyldes frivillig handling, overholdelse af regler eller begge dele. Fremskridt inden for teknologi sammen med forbedrede test er, hvordan vi fortsætter med at afbøde flygtige emissioner.
API 622 Ydeevne Test
API 622 har tre iterationer. Den første blev etableret i 2006, den anden i 2011 og den seneste i 2018.
Denne seneste udgave begrænser yderligere emissionslækage ved at sænke tallet til 100 dele per million volumetrisk (ppmv), og den fjerner også muligheden for en justering af forskruninger. Ud over 1/4--tommer-pakningen (som en del af de tidligere testversioner) involverer den tredje udgave en 1/8--inch-pakningsprøvetest. Dette afhjælper et problem med de tidligere testgentagelser.
API 622 er grundlæggende en præstationstest. Det følgende forklarer de svagheder, som ventiltestene tjekker for.
Fugitive emissioner
Med henblik på lækagedetektion er testen for flygtig emission for API 622 ikke en bestået/ikke bestået test. Det er en 6-dages stresstest for at se, hvor mange termiske cyklusser ventilen kan tage, før emissionerne overstiger en vis grænse (tidligere 500 ppm og nu 100 ppm).
Test er en 6-dages proces, der beløber sig til 1500 cyklusser. Fordi metangas bruges til denne test, er det bedst, at denne procedure sker udendørs. Hver dag testes ventilen ved 150 cyklusser i omgivelsestemperatur, derefter i yderligere 150 cyklusser ved 500 grader F. Komponenter afkøles natten over til endnu en testdag. Hvis ventilen holder stand på dag fem, har den sit sidste forsøg på dag seks med omgivende temperaturcyklusser øget med 10.
For at denne test skal vise sig at være vellykket, må lækagen ikke overstige 100 ppm, og i modsætning til tidligere versioner af denne test kan kirtlen ikke justeres for at korrigere for lækage.
Korrosionstestning
Ligesom testen for flygtige emissioner er dette heller ikke en bestået/ikke bestået vurdering. Den overvåger for huller i metallet for at observere, hvor godt pakningen klæber til stilken. Den evaluerer også den overordnede kvalitet af emballagen.
Denne metaltest involverer iblødsætning og komprimering af pakningen med 30,000 megapascal. Denne pakning vikles derefter rundt om metallet. Forskellige ventilstammer kan testes i henhold til de forskellige involverede metaller.
Materiel sundhed
Forskellig fra flygtig emission og ætsende test er materialesundhedstest bestået/ikke bestået. Den undersøger pakningens materialeegenskaber, herunder smøreindhold, indhold af polytetrafluorethylen, kemisk udvaskning, plus vægt og densitet.
For denne testkomponent er ventilstandarderne ikke opfyldt, hvis:
Grafitfolien mister et overskud på 15% af sin vægt ved en temperatur på 1000 grader F
Graderet pakning taber mere end 50 % af sin vægt.
At opnå API-certificeringsseglet er en kompleks og grundig proces, men det giver os i branchen tryghed om, at de ventiler, vi bruger, er effektive til at minimere flygtige emissioner.