Там, где клапаны работают с наибольшей нагрузкой: почему нефтегазовая и энергетическая отрасли являются лидерами спроса. 

Клапаны — это незаметные, но важные элементы управления потоками жидкости. Они встречаются практически во всех отраслях промышленности и повседневной жизни, однако наибольшая их концентрация приходится на нефтегазовую, нефтехимическую и энергетическую отрасли. С момента выхода углеводородов из скважины до последней капли очищенного продукта клапаны перекрывают, регулируют, защищают и обеспечивают бесчисленные потоки в экстремальных условиях. В этой статье рассматривается, почему эти отрасли потребляют больше клапанов, чем любые другие, и какое место занимают другие ключевые сектора, такие как энергетика и муниципальная инфраструктура.

Беспрецедентные масштабы добычи нефти, газа и нефтехимической промышленности.

Вся цепочка нефтегазовой и нефтехимической промышленности — от добычи и транспортировки до переработки и производства специализированной химии — работает на клапанах. Они необходимы на каждом производственном участке. На нефтяном месторождении системы управления скважинами и сети сбора нефти и газа используют задвижки, шаровые и обратные клапаны для перекачки сырой нефти и газа. Для обеспечения безопасной транспортировки на тысячи километров по трубопроводам большой протяженности необходимы регулирующие и аварийные запорные клапаны.

Перенесемся на нефтеперерабатывающий завод: дистилляционные колонны, каталитический крекинг, установки гидроочистки и риформинга работают при экстремальных температурах, высоком давлении и с легковоспламеняющимися или коррозионными средами. Здесь клапаны должны не только обеспечивать герметичность, но и противостоять воздействию водорода, серной коррозии и термическим циклам. На одном крупном нефтеперерабатывающем заводе могут использоваться десятки тысяч клапанов — от простых запорных задвижек до сложных регулирующих клапанов, предохранительных клапанов и пароотводчиков. То же самое относится и к химическим заводам, производящим пластмассы, удобрения или растворители.

Что делает этот сектор абсолютным лидером по спросу на клапаны? Три фактора: масштаб (целые цепочки создания стоимости с разветвленными сетями трубопроводов), суровость условий эксплуатации (высокотемпературные, высоконапорные, коррозионные и взрывоопасные среды, требующие частой замены и модернизации) и непрерывность работы (круглосуточная работа обеспечивает стабильный спрос на послепродажное обслуживание и модернизацию). Ни одна другая отрасль не может сравниться с этим сочетанием факторов.

Производство электроэнергии: почти на втором месте.

Производство электроэнергии – будь то тепловая, атомная, гидроэнергетика или возобновляемые источники – также является областью с большим количеством клапанов. На угольных или газовых электростанциях котлы, турбины, теплообменники и вспомогательные трубопроводные системы используют огромное количество задвижек, шаровых, регулирующих, обратных и пароотводных клапанов. Перегретый пар при температурах в сотни градусов и высоком давлении требует точного управления и надежной изоляции. Типичная угольная электростанция мощностью 1000 МВт может содержать от 3000 до 5000 клапанов.

Атомная энергетика повышает планку надежности и безопасности. Первичные контуры охлаждения, системы аварийного охлаждения активной зоны и вспомогательные технологические линии требуют клапанов, сертифицированных для работы в условиях сейсмической активности, радиации и аварий с утечкой теплоносителя. Хотя атомных электростанций меньше, чем тепловых, стоимость одного клапана значительно выше.

Гидроэнергетика и развивающиеся геотермальные или концентрированные солнечные электростанции также нуждаются в дисковых задвижках большого диаметра, предохранительных клапанах и регулирующих клапанах для воды и пара. В целом, энергетический сектор занимает второе место после нефтегазовой отрасли по общему потреблению клапанов, что обусловлено как строительством новых электростанций, так и заменой устаревшей инфраструктуры.

Муниципальная и водная инфраструктура: тихий гигант

Под нашими городами пролегает обширная сеть водоснабжения, канализации, газораспределения и централизованного теплоснабжения – все это зависит от клапанов. На водоочистных сооружениях для забора, осветления, фильтрации и дезинфекции используются задвижки и поворотные затворы. Распределительные сети нуждаются в редукционных и регулирующих клапанах для надежной подачи воды в дома. На очистных сооружениях для сточных вод используются ножевые затворы, обратные клапаны и воздухоотводные клапаны для работы со шламом и коррозионными газами.

Аналогичным образом, в сетях распределения природного газа используются шаровые и запорные вентили на городских газораспределительных станциях и регулирующих станциях. В системах централизованного теплоснабжения в более холодных климатах применяются регулирующие вентили большого диаметра и пароотводчики.

Хотя условия эксплуатации здесь, как правило, менее суровые (низкое и среднее давление, больший диаметр), объем клапанов огромен. Урбанизация и проекты по восстановлению стареющих трубопроводов как в развивающихся, так и в развитых странах обеспечивают стабильный долгосрочный спрос. Применение в коммунальном секторе, возможно, и не привлекает к себе особого внимания, но представляет собой основной, нециклический сегмент рынка.

Специализированные ниши: металлургия, фармацевтика, пищевая промышленность и многое другое.

Другие отрасли промышленности также используют клапаны, но в меньших, более специализированных количествах. Металлургия (сталь, алюминий, медь) нуждается в клапанах, устойчивых к высокотемпературной пыли, шлаку и абразивным суспензиям – часто это ножевые задвижки или шаровые клапаны с керамической футеровкой. Целлюлозно-бумажная промышленность сталкивается с волокнистыми суспензиями и коррозионно-активными химическими веществами, что требует специальных клапанов, таких как эксцентриковые пробковые клапаны.

Фармацевтическая и пищевая промышленность нуждаются в санитарных клапанах с бесшовной конструкцией, электрополированной нержавеющей сталью и возможностью быстрой очистки (CIP/SIP). Несмотря на высокую стоимость за единицу, их общий объем остается скромным по сравнению с тяжелой обрабатывающей промышленностью.

Заключение: Иерархия спроса на клапаны

Если ранжировать отрасли по объему использования клапанов, то нефтегазовая отрасль и нефтехимический энергетический комплекс в целом занимают лидирующие позиции. Их комплексный охват добычи, транспортировки, переработки и химической обработки – каждый из которых имеет свои сложные условия – создает глубину и широту потребления, недоступные ни одному другому сектору. На втором месте находится электроэнергетика, а муниципальная водопроводная и газовая инфраструктура обеспечивает стабильный и большой спрос во всех населенных пунктах.

Понимание этой ситуации помогает производителям клапанов и инженерам расставлять приоритеты в исследованиях и разработках, складском хранении и сервисном обслуживании. В конце концов, именно там, где самые агрессивные жидкости соприкасаются с наиболее важными технологическими процессами, клапаны работают наиболее эффективно и незаменимо.