Lle Defnyddir Falfiau: Ym mhobman!

Gellir dod o hyd i falfiau bron ym mhobman heddiw: yn ein cartrefi, o dan y stryd, mewn adeiladau masnachol ac mewn miloedd o leoedd mewn gweithfeydd pŵer a dŵr, melinau papur, purfeydd, gweithfeydd cemegol a chyfleusterau diwydiannol a seilwaith eraill.

Mae'r diwydiant falfiau yn wirioneddol eang ei ysgwyddau, gyda segmentau'n amrywio o ddosbarthu dŵr i bŵer niwclear i olew a nwy i fyny ac i lawr yr afon. Mae pob un o'r diwydiannau defnyddwyr terfynol hyn yn defnyddio rhai mathau sylfaenol o falfiau; fodd bynnag, mae manylion yr adeiladwaith a'r deunyddiau yn aml yn wahanol iawn. Dyma sampl:

GWAITH DŴR

Ym myd dosbarthu dŵr, mae'r pwysau bron bob amser yn gymharol isel a'r tymereddau amgylchynol. Mae'r ddau ffaith cymhwyso hynny'n caniatáu nifer o elfennau dylunio falf na fyddent i'w cael ar offer mwy heriol fel falfiau stêm tymheredd uchel. Mae tymheredd amgylchynol gwasanaeth dŵr yn caniatáu defnyddio elastomerau a seliau rwber nad ydynt yn addas mewn mannau eraill. Mae'r deunyddiau meddal hyn yn caniatáu i falfiau dŵr gael eu cyfarparu i selio diferion yn dynn.

Ystyriaeth arall mewn falfiau gwasanaeth dŵr yw dewis deunyddiau adeiladu. Defnyddir haearn bwrw a haearn hydwyth yn helaeth mewn systemau dŵr, yn enwedig llinellau â diamedr allanol mawr. Gellir trin llinellau bach iawn yn eithaf da gyda deunyddiau falf efydd.

Mae'r pwysau y mae'r rhan fwyaf o falfiau gwaith dŵr yn eu gweld fel arfer ymhell islaw 200 psi. Mae hyn yn golygu nad oes angen dyluniadau pwysedd uwch â waliau mwy trwchus. Wedi dweud hynny, mae achosion lle mae falfiau dŵr yn cael eu hadeiladu i ymdopi â phwysau uwch, hyd at tua 300 psi. Mae'r cymwysiadau hyn fel arfer ar ddyfrbontydd hir yn agos at y ffynhonnell bwysau. Weithiau ceir falfiau dŵr pwysedd uwch hefyd yn y pwyntiau pwysedd uchaf mewn argae tal.

Mae Cymdeithas Gwaith Dŵr America (AWWA) wedi cyhoeddi manylebau sy'n cwmpasu llawer o wahanol fathau o falfiau ac actuators a ddefnyddir mewn cymwysiadau gwaith dŵr.

DŴR GWAstraff

Ochr arall dŵr yfed ffres yn mynd i mewn i gyfleuster neu strwythur yw allbwn dŵr gwastraff neu garthffos. Mae'r llinellau hyn yn casglu'r holl hylif a solidau gwastraff ac yn eu cyfeirio i waith trin carthion. Mae'r gweithfeydd trin hyn yn cynnwys llawer o bibellau a falfiau pwysedd isel i gyflawni eu "gwaith budr." Mae'r gofynion ar gyfer falfiau dŵr gwastraff mewn llawer o achosion yn llawer mwy ysgafn na'r gofynion ar gyfer gwasanaeth dŵr glân. Falfiau giât haearn a falfiau gwirio yw'r dewisiadau mwyaf poblogaidd ar gyfer y math hwn o wasanaeth. Mae falfiau safonol yn y gwasanaeth hwn wedi'u hadeiladu yn unol â manylebau AWWA.

DIWYDIANT PŴER

Mae'r rhan fwyaf o'r pŵer trydan a gynhyrchir yn yr Unol Daleithiau yn cael ei gynhyrchu mewn gweithfeydd stêm gan ddefnyddio tanwydd ffosil a thyrbinau cyflymder uchel. Byddai tynnu clawr gorsaf bŵer fodern yn rhoi golwg ar systemau pibellau pwysedd uchel, tymheredd uchel. Y prif linellau hyn yw'r rhai mwyaf hanfodol yn y broses gynhyrchu pŵer stêm.

Mae falfiau giât yn parhau i fod yn ddewis poblogaidd ar gyfer cymwysiadau ymlaen/i ffwrdd gorsafoedd pŵer, er bod falfiau glôb patrwm-Y at ddiben arbennig i'w cael hefyd. Mae falfiau pêl gwasanaeth critigol perfformiad uchel yn ennill poblogrwydd gyda rhai dylunwyr gorsafoedd pŵer ac yn gwneud cynnydd yn y byd hwn a oedd unwaith yn cael ei ddominyddu gan falfiau llinol.

Mae meteleg yn hanfodol ar gyfer falfiau mewn cymwysiadau pŵer, yn enwedig y rhai sy'n gweithredu yn yr ystodau gweithredu uwchgritigol neu uwch-uwchgritigol o bwysau a thymheredd. Defnyddir F91, F92, C12A, ynghyd â sawl alo Inconel a dur di-staen yn gyffredin mewn gweithfeydd pŵer heddiw. Mae dosbarthiadau pwysau yn cynnwys 1500, 2500 ac mewn rhai achosion 4500. Mae natur fodiwlaidd gweithfeydd pŵer brig (y rhai sy'n gweithredu dim ond yn ôl yr angen) hefyd yn rhoi straen enfawr ar falfiau a phibellau, gan ei gwneud yn ofynnol i ddyluniadau cadarn ymdopi â'r cyfuniad eithafol o gylchred, tymheredd a phwysau.

Yn ogystal â'r prif falfiau stêm, mae gorsafoedd pŵer yn llawn piblinellau ategol, wedi'u poblogi gan lu o falfiau giât, glôb, gwirio, pili-pala a phêl.

Mae gorsafoedd pŵer niwclear yn gweithredu ar yr un egwyddor tyrbin stêm/cyflymder uchel. Y prif wahaniaeth yw, mewn gorsaf pŵer niwclear, bod y stêm yn cael ei chreu gan wres o'r broses ymhollti. Mae falfiau gorsafoedd pŵer niwclear yn debyg i'w cefndryd tanwydd ffosil, ac eithrio eu llinach a'r gofyniad ychwanegol o ddibynadwyedd llwyr. Mae falfiau niwclear yn cael eu cynhyrchu i safonau uchel iawn, gyda'r ddogfennaeth gymhwyso ac arolygu yn llenwi cannoedd o dudalennau.

CYNHYRCHU OLEW A NWY

Mae ffynhonnau olew a nwy a chyfleusterau cynhyrchu yn ddefnyddwyr trwm o falfiau, gan gynnwys llawer o falfiau trwm eu gwaith. Er nad yw'n debygol y bydd fflwcs o olew yn chwythu cannoedd o droedfeddi i'r awyr yn digwydd mwyach, mae'r ddelwedd yn dangos y pwysau posibl o olew a nwy tanddaearol. Dyma pam mae pennau ffynhonnau neu goed Nadolig yn cael eu gosod ar ben llinyn hir o bibellau ffynnon. Mae'r cynulliadau hyn, gyda'u cyfuniad o falfiau a ffitiadau arbennig, wedi'u cynllunio i ymdopi â phwysau hyd at 10,000 psi. Er eu bod yn anaml yn cael eu canfod ar ffynhonnau a gloddir ar dir y dyddiau hyn, mae'r pwysau uchel eithafol yn aml i'w cael ar ffynhonnau dwfn alltraeth.

Mae dylunio offer pen ffynnon wedi'i gynnwys gan fanylebau API megis 6A, Manyleb ar gyfer Offer Pen Ffynnon a Choed Nadolig. Mae'r falfiau a gwmpesir yn 6A wedi'u cynllunio ar gyfer pwysau eithriadol o uchel ond tymereddau cymedrol. Mae'r rhan fwyaf o goed Nadolig yn cynnwys falfiau giât a falfiau glôb arbennig o'r enw tagfeydd. Defnyddir y tagfeydd i reoleiddio'r llif o'r ffynnon.

Yn ogystal â'r pennau ffynhonnau eu hunain, mae llawer o gyfleusterau ategol yn llenwi maes olew neu nwy. Mae angen nifer o falfiau ar offer prosesu i rag-drin yr olew neu'r nwy. Fel arfer, mae'r falfiau hyn wedi'u gwneud o ddur carbon sydd wedi'u graddio ar gyfer dosbarthiadau is.

Weithiau, mae hylif cyrydol iawn—hydrogen sylffid—yn bresennol yn y llif petrolewm crai. Gall y deunydd hwn, a elwir hefyd yn nwy sur, fod yn angheuol. Er mwyn goresgyn heriau nwy sur, rhaid dilyn deunyddiau arbennig neu dechnegau prosesu deunyddiau yn unol â manyleb Ryngwladol NACE MR0175.

DIWYDIANT ALLTRAETH

Mae systemau pibellau ar gyfer rigiau olew alltraeth a chyfleusterau cynhyrchu yn cynnwys llu o falfiau wedi'u hadeiladu i lawer o wahanol fanylebau i ymdopi â'r amrywiaeth eang o heriau rheoli llif. Mae'r cyfleusterau hyn hefyd yn cynnwys amrywiol ddolenni system reoli a dyfeisiau rhyddhau pwysau.

Ar gyfer cyfleusterau cynhyrchu olew, y galon rhydwelïol yw'r system bibellau adfer olew neu nwy wirioneddol. Er nad yw bob amser ar y platfform ei hun, mae llawer o systemau cynhyrchu yn defnyddio coed Nadolig a systemau pibellau sy'n gweithredu mewn dyfnderoedd anorchfygol o 10,000 troedfedd neu fwy. Mae'r offer cynhyrchu hwn wedi'i adeiladu i lawer o safonau llym Sefydliad Petroliwm America (API) ac mae cyfeiriadau ato mewn sawl Arfer Argymhelliedig (RPs) API.

Ar y rhan fwyaf o lwyfannau olew mawr, mae prosesau ychwanegol yn cael eu cymhwyso i'r hylif crai sy'n dod o ben y ffynnon. Mae'r rhain yn cynnwys gwahanu dŵr o'r hydrocarbonau a gwahanu hylifau nwy a nwy naturiol o'r ffrwd hylif. Mae'r systemau pibellau ôl-goeden Nadolig hyn fel arfer wedi'u hadeiladu i godau pibellau B31.3 Cymdeithas Peirianwyr Mecanyddol America gyda'r falfiau wedi'u cynllunio yn unol â manylebau falf API fel API 594, API 600, API 602, API 608 ac API 609.

Gall rhai o'r systemau hyn hefyd gynnwys falfiau giât, pêl a gwirio API 6D. Gan fod unrhyw biblinellau ar y platfform neu'r llong drilio yn fewnol i'r cyfleuster, nid yw'r gofynion llym i ddefnyddio falfiau API 6D ar gyfer piblinellau yn berthnasol. Er bod mathau lluosog o falfiau yn cael eu defnyddio yn y systemau pibellau hyn, y math o falf a ddewisir yw'r falf bêl.

PIBELLAU

Er bod y rhan fwyaf o biblinellau wedi'u cuddio o'r golwg, mae eu presenoldeb fel arfer yn amlwg. Mae arwyddion bach sy'n nodi "piblinell betroliwm" yn un dangosydd amlwg o bresenoldeb pibellau cludo tanddaearol. Mae'r piblinellau hyn wedi'u cyfarparu â llawer o falfiau pwysig ar hyd eu hyd. Mae falfiau cau piblinellau brys i'w cael ar adegau fel y nodir gan safonau, codau a deddfau. Mae'r falfiau hyn yn gwasanaethu'r gwasanaeth hanfodol o ynysu rhan o biblinell rhag ofn gollyngiad neu pan fo angen cynnal a chadw.

Hefyd wedi'u gwasgaru ar hyd llwybr piblinell mae cyfleusterau lle mae'r llinell yn dod allan o'r ddaear ac mae mynediad i'r llinell ar gael. Y gorsafoedd hyn yw cartref offer lansio "moch", sy'n cynnwys dyfeisiau sy'n cael eu mewnosod yn y piblinellau naill ai i archwilio neu lanhau'r llinell. Fel arfer mae'r gorsafoedd lansio moch hyn yn cynnwys sawl falf, naill ai mathau giât neu bêl. Rhaid i bob un o'r falfiau ar system biblinell fod yn borthladd llawn (agoriad llawn) i ganiatáu i foch fynd heibio.

Mae angen egni ar biblinellau hefyd i frwydro yn erbyn ffrithiant y biblinell a chynnal pwysau a llif y llinell. Defnyddir gorsafoedd cywasgydd neu bwmpio sy'n edrych fel fersiynau bach o blanhigyn prosesu heb y tyrau cracio tal. Mae'r gorsafoedd hyn yn gartref i ddwsinau o falfiau giât, pêl a gwirio piblinellau.

Mae'r piblinellau eu hunain wedi'u cynllunio yn unol â gwahanol safonau a chodau, tra bod falfiau piblinellau yn dilyn Falfiau Piblinellau API 6D.

Mae yna hefyd biblinellau llai sy'n bwydo i mewn i dai a strwythurau masnachol. Mae'r llinellau hyn yn darparu dŵr a nwy ac yn cael eu gwarchod gan falfiau cau.

Mae bwrdeistrefi mawr, yn enwedig yng ngogledd yr Unol Daleithiau, yn darparu stêm ar gyfer anghenion gwresogi cwsmeriaid masnachol. Mae'r llinellau cyflenwi stêm hyn wedi'u cyfarparu ag amrywiaeth o falfiau i reoli a rheoleiddio'r cyflenwad stêm. Er mai stêm yw'r hylif, mae'r pwysau a'r tymereddau'n is na'r rhai a geir mewn cynhyrchu stêm gorsafoedd pŵer. Defnyddir amrywiaeth o fathau o falfiau yn y gwasanaeth hwn, er bod y falf plwg barchus yn dal i fod yn ddewis poblogaidd.

PURFFA A PETROCEMEGOL

Mae falfiau purfa yn cyfrif am fwy o ddefnydd falf diwydiannol nag unrhyw segment falf arall. Mae purfeydd yn gartref i hylifau cyrydol ac mewn rhai achosion, tymereddau uchel.

Mae'r ffactorau hyn yn pennu sut mae falfiau'n cael eu hadeiladu yn unol â manylebau dylunio falfiau API megis API 600 (falfiau giât), API 608 (falfiau pêl) ac API 594 (falfiau gwirio). Oherwydd y gwasanaeth llym y mae llawer o'r falfiau hyn yn ei wynebu, mae angen lwfans cyrydiad ychwanegol yn aml. Mae'r lwfans hwn yn amlwg trwy drwch wal mwy a bennir yn nogfennau dylunio'r API.

Gellir dod o hyd i bron bob math o falf fawr yn helaeth mewn purfa fawr nodweddiadol. Y falf giât gyffredin yw brenin y mynydd o hyd gyda'r boblogaeth fwyaf, ond mae falfiau chwarter tro yn cymryd cyfran gynyddol o'u cyfran o'r farchnad. Mae'r cynhyrchion chwarter tro sy'n gwneud cynnydd llwyddiannus yn y diwydiant hwn (a oedd hefyd yn cael ei ddominyddu gan gynhyrchion llinol ar un adeg) yn cynnwys falfiau glöyn byw triphlyg gwrthbwyso perfformiad uchel a falfiau pêl â seddi metel.

Mae falfiau giât, glôb a gwirio safonol i'w cael yn llu o hyd, ac oherwydd calonogrwydd eu dyluniad ac economi eu gweithgynhyrchu, ni fyddant yn diflannu yn fuan.

Mae graddfeydd pwysau ar gyfer falfiau puro yn amrywio o Ddosbarth 150 i Ddosbarth 1500, gyda Dosbarth 300 y mwyaf poblogaidd.

Dur carbon plaen, fel gradd WCB (cast) ac A-105 (ffug) yw'r deunyddiau mwyaf poblogaidd a bennir ac a ddefnyddir mewn falfiau ar gyfer gwasanaeth puro. Mae llawer o gymwysiadau prosesau mireinio yn gwthio terfynau tymheredd uchaf dur carbon plaen, ac mae aloion tymheredd uwch wedi'u pennu ar gyfer y cymwysiadau hyn. Y mwyaf poblogaidd o'r rhain yw'r dur cromiwm/moly fel 1-1/4% Cr, 2-1/4% Cr, 5% Cr a 9% Cr. Defnyddir dur gwrthstaen ac aloion nicel uchel hefyd mewn rhai prosesau mireinio arbennig o llym.