オイル抽出の過程で、流体制御システムの信頼性は、生産安全、環境保護、経済的利益に直接関係しています。キーカットオフデバイスとして、 ゲートバルブ Sは、構造的特性により、坑口デバイス、オイルパイプライン、貯蔵および輸送システムで広く使用されています。ただし、一見単純な開閉機能の背後には、複雑な安全ロジックがあります。
1。ゲートバルブの構造的特性と安全性の利点
ゲートバルブは、流体の方向に垂直にゲートプレートを持ち上げることにより、開閉します。完全に開いた状態のフローチャネルのまっすぐさは、2つのコア安全性の利点を与えます。
低流量抵抗の設計：完全に開いていると、ゲートプレートは液体チャネルから完全に分離されており、特に高流量原油パイプラインに適した乱流または局所的な高圧によって引き起こされるバルブボディ摩耗を回避できます。
双方向のシーリング能力：高品質のゲートバルブ（硬い密閉されたフラットゲートバルブなど）は、高圧差環境の下で前方および逆シーリングを維持できます。これは、水噴射井戸または硫黄含有油およびガス畑に圧力変動するために重要です。
国際的な石油会社のケースは、API 6A標準ゲートバルブを使用したウェルヘッドデバイスのシール故障によって引き起こされる漏れ事故率が、他のバルブのそれよりも37％低いことを示しています。
2。潜在的な安全リスクと障害モードの分析
ゲートバルブには大きな利点がありますが、極端な労働条件の下ではまだ3つの典型的な安全上の危険があります。
1。スケーリングとブロックによって引き起こされる操作の障害
ワックス状と高度に鉱化された原油環境では、アスファルテンまたは塩スケールは、ゲートとバルブシートの間に簡単に堆積します。アメリカ石油研究所（API）の統計によると、ゲートバルブの故障の23％が、スケーリングによって引き起こされる開閉トルクの異常な増加によって引き起こされることが示されています。 2019年には、立ち往生したゲートバルブによる緊急カットオフができないため、カザフスタンの油田で吹き飛ばされた事故が発生し、800万米ドルを超える経済的損失が発生しました。
2。圧力差動の変動下でのシール故障
パイプラインが急速に抑制されると（ウォーターハンマー効果など）、従来の弾性ゲートは、圧力差の反転によりシーリング力を失う可能性があります。実験データは、Δp＞10mpaの瞬間的な圧力差動変動により、通常のゲートバルブの漏れ速度が40回急増する可能性があることを示しています。
3。材料腐食と水素包含リスク
H₂sを含む酸性油およびガス環境では、低合金鋼ゲートバルブは、硫化水素ストレス腐食亀裂（SSCC）を起こしやすいものです。 NACE MR0175標準によると、二重ステンレス鋼またはニッケルベースの合金材料は、このような作業条件で使用する必要がありますが、使用中のゲートバルブの15％は、不適切な選択により潜在的な破壊リスクを持っています。
iii。体系的なリスク予防と制御戦略
ゲートバルブの安全性能を向上させるには、3つの側面から保護システムを構築する必要があります。設計選択、操作とメンテナンス、監視技術：
1。作業条件の適応のための選択の最適化
高圧硫黄含有オイルおよびガス田よりもウェッジタイプの弾性ゲートバルブが好まれ、そのV字型ゲートプレートは温度変形を補うことができます。
固体粒子媒体には、スクレーパー構造を備えたスラブゲートバルブが推奨されます。
材料の低温衝撃靭性は、深海の低温環境で検証する必要があります（ASTM A370標準を参照）。
2。予防保守手順
バルブステムグリース注入を定期的に実行します（MOSを含む高温グリースをお勧めします）。
トルクテストを四半期ごとに実行して、トルクを開閉するためのベースラインデータベースを確立します。
超音波厚さ試験（UT）と磁気粒子試験（MT）と組み合わせて、バルブの体腐食を監視します。
IV。業界の傾向：内因性の安全性への移行
技術的な進歩により、新しいゲートバルブの設計は、従来の制限を突破しています。
全溶製されたバルブボディ構造：フランジ漏れポイントを排除し、北極の永久凍土パイプラインに適しています。
ナノコーティング技術：米国でFMCによって開発されたCr-al-Nコーティングされたゲートは、耐摩耗性が3倍に増加しています。
デジタルツイン：動的シミュレーションを通じてバルブの寿命を予測し、交換サイクルを最適化します。
石油産業の「安全ガード」として、ゲートバルブの信頼性は、生産チェーン全体の完全性に直接影響します。科学的選択、綿密な維持、技術革新を通じて、リスクを最大限に回避することができ、受動的な緊急対応から積極的な防御への移行を達成することができます。炭素中立性の目標の下で、この分野の技術的反復は、より安全で効率的な方向に向けて石油とガス産業を引き続き駆り立てます。
