Die Standards des American Petroleum Institute (API) geben umfassende Richtlinien für Schiebermaterialien und die Leistung von Schiebern und Bohrlochkopfgeräten vor – sie sind aber auch ein wesentliches Hilfsmittel bei der Auswahl von Schieberschmiermitteln.

Von Brian Presson, Business Development Manager

In vielerlei Hinsicht ist der API 6A-Absperrschieber der unangefochtene Held der Sicherheit in der Öl- und Gasindustrie. Im Kern ist der API 6A-Absperrschieber ein sehr einfaches Maschinenteil, das speziell für die Ausführung einer ganz bestimmten Aufgabe entwickelt wurde. Es besteht aus einem Gehäuse, einer Haube, einer Packung, einem Schaft, Sitzen und einem Tor – und wird verwendet, um den Druckfluss an Ölquellen, sowohl an Weihnachtsbäumen als auch an Bohrlochköpfen, entweder zu öffnen oder zu unterbrechen.

Der API 6A-Absperrschieber mag einfach sein, aber er ist auch für die Sicherheit unerlässlich – weshalb die API sehr spezifische Richtlinien für die Auswahl von Absperrschiebern entwickelt hat. Diese Richtlinien decken ein breites Spektrum an Kriterien ab, von Produktspezifikationsstufen und Produktanforderungen bis hin zu Materialklassen und Temperaturbewertungen.

Die API 6A-Richtlinien definieren die Schmierstoffanforderungen für Absperrschieber nicht explizit, bieten jedoch einen umfassenden Rahmen für eine bessere Schmierstoffauswahl. Indem Sie die symbiotische Beziehung zwischen den Spezifikationen des Absperrschiebers und der Schmierstoffkompatibilität erkennen, können Sie die Gesamtzuverlässigkeit, Sicherheit und Langlebigkeit Ihres Öl- und Gasbetriebs verbessern.

Die Grundlagen verstehen: Die Rolle der Schmierung in einem API 6A-Absperrschieber

Wenn ein API 6A-Absperrschieber schließt, erzeugt der Absperrschieber eine vollständige Metall-auf-Metall-Dichtung zwischen dem Absperrschieber und dem stromabwärtigen Sitz, die durch den auf der stromaufwärtigen Seite wirkenden Bohrungsdruck aktiviert wird.

Die Grundfunktionen des Schmiermittels bestehen darin, den Verschleiß und die Reibung der inneren Ventilkomponenten zu verringern, Korrosionsschutz zu bieten und Verunreinigungen durch Strömungsprodukte im Ventilhohlraum zu reduzieren. Dies schützt die internen Komponenten während des Betriebs und trägt dazu bei, dass die Metall-auf-Metall-Dichtung bei jedem Schließen des Ventils erhalten bleibt.

Wenn es um Schmiermittel für Absperrschieber geht, bildet eine Harmonie verschiedener Faktoren eine „Wall of Strength“, um einen reibungslosen Betrieb und eine lange Lebensdauer des Ventils zu gewährleisten.

• Chemische Widerstandsfähigkeit: Ein erstklassiges Schmiermittel zeichnet sich durch eine bemerkenswerte chemische Stabilität aus, die sicherstellt, dass es einer Vielzahl chemischer Wechselwirkungen standhält, ohne seine Integrität zu verlieren.
• Thermische Ausdauer: Das Schmiermittel muss unempfindlich gegenüber Temperaturschwankungen sein, von frostigen Tiefsttemperaturen bis hin zu brutzelnden Höchsttemperaturen (denken Sie an API-Temperaturbereiche).
• Körperliche Leistungsfähigkeit: Textur ist wichtig. Ein hochwertiges Schmiermittel ist viskos, klebrig, haftend und dicht. Es haftet dort, wo es benötigt wird, und bildet einen Schutz vor Fremdkörpern.
• Mechanische Meisterschaft: Das Besondere an einem Hochleistungsschmierstoff ist seine Fähigkeit, die mechanischen Komponenten des Ventils vor Reibung und Verschleiß zu schützen.

Die Absperrschieberschmiermittel von RS Clare erfüllen die oben genannten Anforderungen. Sie wurden auch unter Berücksichtigung der API 6A-Richtlinien entwickelt. Dies bedeutet, dass Sie sich bei der Schmierstoffauswahl an der API 6A orientieren können, um sicherzustellen, dass Sie den idealen Schmierstoff für Ihre spezifische Betriebsumgebung erhalten.

Materialklassen für Ausstattungsvarianten, wie in API 6A definiert

„Ventilgarnitur“ bezieht sich auf die Teile eines Ventils, die normalerweise der Prozessflüssigkeit ausgesetzt sind. Zu diesen Komponenten gehören das Gehäuse, die Haube, der Schieber, der Sitz, der Schaft und die Haubendichtringdichtung.

Um die Sicherheit zu gewährleisten, legt API 6A Standardmaterialklassen für Trimmkomponenten fest, wobei zur Beschreibung jedes Materials ein eindeutiger Nummernsatz verwendet wird. Diese Materialklassen stellen sicher, dass Innengarniturkomponenten effektiv abdichten und den Druck halten, indem sie nachteilige Auswirkungen zwischen dem Medium im Ventil und der Metallurgie des Ventils selbst minimieren.

Die API 6A-Ausstattungsvarianten reichen von AA bis HH. AA spezifiziert beispielsweise die Stahllegierung 4130 für alle Innenausstattungsmaterialien, mit Ausnahme der Motorhaubendichtringdichtung, bei der es sich um eine Stahllegierung 1018 handelt. Um die Materialklasse zu bestimmen, müssen Sie die Korrosivität der zurückgehaltenen, produzierten oder eingespritzten Flüssigkeit unter Berücksichtigung verschiedener Umweltfaktoren und Produktionsvariablen ermitteln. Auch der Kohlendioxidpartialdruck sollte berücksichtigt werden, der im Allgemeinen mit der Korrosivität in Bohrlöchern zusammenhängt.

Die Relevanz dieser API-Richtlinie für die Schmierstoffauswahl liegt auf der Hand. Das Schmiermittel steht in direktem Kontakt sowohl mit der Innengarnitur als auch mit dem Medium im Ventil und sollte effektiv wirken, um negative Auswirkungen zwischen beiden zu verhindern. Die Berücksichtigung der Ausstattungsvarianten und der Materialklasse bei der Auswahl Ihres Schmiermittels kann daher die Funktion der Ventile erheblich verbessern und einen besseren Schutz ihrer Komponenten bieten, wodurch die ordnungsgemäße Funktion des Ventils über einen längeren Zeitraum gewährleistet wird.

Temperaturwerte gemäß API 6A

API 6A bezeichnet 8 verschiedene Temperaturwerte, die den zulässigen Betriebstemperaturbereich des Absperrschiebers beschreiben, von der minimalen Umgebungslufttemperatur bis zur maximalen Temperatur der Bohrlochflüssigkeit, die durch das Gerät fließt oder darin enthalten ist.

Oftmals können diese Temperaturbewertungen miteinander kombiniert werden, um eine breitere Bewertung zu erreichen. Eine übliche Temperaturbewertung für einen API 6A-Absperrschieber ist beispielsweise PU, was die Untergrenze des P-Temperaturbereichs und die Obergrenze des U-Temperaturbereichs kombiniert.

Die Temperaturbewertungen nach API 6A sind ein wesentlicher Bestandteil der Schmierstoffauswahl, da sie es Ihnen ermöglichen, einen Schmierstoff auszuwählen, der unter den spezifischen Betriebstemperaturen Ihrer Anwendung weiterhin effektiv funktioniert.

Durch die Wahl eines Schmiermittels mit einem breiten effektiven Betriebstemperaturbereich, der gut auf den Manipulationsbereich des API 6A-Standards für das entsprechende Absperrventil abgestimmt ist, wird eine gleichbleibende Ventilfunktionalität sichergestellt und das Risiko von Fehlfunktionen unter extremen Bedingungen minimiert. Dies ist ebenso wichtig wie die 4-Kugel-Schweißbelastung des Schmiermittels. Die 4-Kugel-Schweißlast ist ein gutes Barometer für die Fähigkeit der Schmierstoffe, eine Dichtfläche wirksam zu beschichten und zu schützen. Wenn der Temperaturbereich jedoch nicht auf die vorgesehene Betriebsumgebung des Ventils abgestimmt ist, verschlechtert sich der Schmierstoff lange bevor die 4-Kugel-Schweißbelastung zum Tragen kommt.

API 6A-Produktspezifikationsebenen und Produktanforderungen

API 6A definiert Produktspezifikationsebenen (PSLs), um Geräte für Öl- und Gasanwendungen basierend auf ihren Design-, Herstellungs- und Testanforderungen zu kategorisieren. Diese Stufen reichen von PSL1 bis PSL4 und sind entscheidend für die Gewährleistung der Zuverlässigkeit und Sicherheit der Ausrüstung.

Darüber hinaus legen die API 6A-Produktanforderungen (PR1 und PR2) zusätzliche Kriterien für Öl- und Gasgeräte fest. API 6AV1 ist auch ein wichtiger Standard in der Öl- und Gasindustrie und konzentriert sich hauptsächlich auf Ventile, die den abrasiven Herausforderungen beim Umgang mit Sandschlamm ausgesetzt sind (z. B. Absperrschieber, die in Umgebungen arbeiten, in denen Sand und feste Partikel vorhanden sind).

Die physikalischen Eigenschaften des Schmiermittels spielen eine entscheidende Rolle bei der Erfüllung der anspruchsvollen PSL-, PR- und AV-Standards, insbesondere der in API 6A PR2 und API 6A AV1 festgelegten.

• Während API 6A PR2-TestsÜber längere Zyklen hinweg wird eine geringe bis hohe Wärme- und Druckbelastung ausgeübt. In diesem Zusammenhang ist die strukturelle Integrität des Schmiermittels von entscheidender Bedeutung, um die interagierenden Komponenten des Ventils nachhaltig zu schützen. Schmierstoffeigenschaften wie Steifigkeit (Kegelpenetrationstest), scheinbare Viskosität (rheologischer Test), Haftfähigkeit (Wasserabspritztest) sowie EP und AW (4-Kugel-Schweißtest) spielen alle eine Rolle dabei, das Ventil durch diesen Dauertest zu führen.
• In API 6A AV1-Test, sind dieselben Schmierstoffeigenschaften gleichermaßen unverzichtbar. Da der Test jedoch Vollströmungsbedingungen einer Sandaufschlämmung simuliert, ist es von größter Bedeutung, dass das Schmiermittel auch bei hohem Durchfluss und Ventilzyklen fest im Hohlraum verbleiben kann, um das Eindringen von Sand zu verhindern. Sollte außerdem der Sand während des Tests (500 Zyklen) die Dichtflächen beschädigen, ist ein Schmierstoff mit zusätzlicher Dichtwirkung von großem Vorteil.

Tauchen Sie tiefer in die API 6A-Anforderungen und die Schmierstoffauswahl ein

Die Auswahl geeigneter Ausrüstung für Öl- und Gasbetriebe ist ein vielschichtiger Prozess, der vom Zusammenspiel von PSLs, PRs, Materialklassen und Temperaturbereichen abhängt. Ein vereinfachender Ansatz bei der Schmierstoffauswahl – der allzu häufige generische „Körperfüllfett“-Ansatz – untergräbt den sorgfältigen Produktauswahlprozess, der in API 6A und seinen Anforderungen festgelegt ist.

Aus diesem Grund berücksichtigen wir bei RS Clare die API 6A-Richtlinien und -Anforderungen bei der Entwicklung und Spezifizierung von Schmierstoffen für Absperrschieber. Wenn Sie mehr über diese Arbeit erfahren möchten, nehmen Sie Kontakt mit uns auf.