أفضل حل لصناعة النفط والغاز

خدمة قائمة رائعة من العملاء على المدى الطويل من ذوي الخبرة والخبرة في الصناعات.

صمام الأمان - جهاز تحكم وأمان للغلايات وأوعية الضغط

صمامات الأمان عبارة عن ترتيب أو آلية لإطلاق مادة من النظام المعني في حالة تجاوز الضغط أو درجة الحرارة حدًا معينًا محددًا مسبقًا. قد تكون الأنظمة في السياق هي الغلايات أو الغلايات البخارية أو أوعية الضغط أو الأنظمة الأخرى ذات الصلة. وفقًا للترتيب الميكانيكي ، يتم تركيب هذا في الصورة الأكبر (جزء من الترتيب الأكبر) تسمى PSV أو PRV وهي صمامات أمان الضغط أو تخفيف الضغط.

تم تنفيذ هذا النوع من آلية الأمان إلى حد كبير لمواجهة مشكلة الانفجار العرضي للغلايات البخارية. بدأت في عمل هضم البخار ، وكان هناك العديد من المنهجيات التي تم استيعابها بعد ذلك خلال مرحلة الثورة الصناعية. ومنذ ذلك الحين ، قطعت آلية الأمان هذه شوطًا طويلاً وهي تستوعب الآن جوانب أخرى مختلفة.

هذه الجوانب مثل التطبيقات ، ومعايير الأداء ، والنطاقات ، والمعايير القائمة على الدولة (تقدم دول مثل الولايات المتحدة ، والاتحاد الأوروبي ، واليابان ، وكوريا الجنوبية معايير مختلفة) وما إلى ذلك ، لتمييز أو تصنيف قطاع صمام الأمان هذا. لذلك ، يمكن أن يكون هناك العديد من الطرق المختلفة التي يتم من خلالها تمييز صمامات الأمان هذه ، ولكن هناك مجموعة شائعة من التشعب كما يلي:

• ASME
• يرفع
• التحكم في التدفق
• متوازن
• تعمل السلطة
• خط صلب كامل للرفع
• تحميل مباشر للسلامة
• يتقن

الجمعية الأمريكية للمهندسين الميكانيكيين (ASME) I tap هو نوع من صمام الأمان الذي يفتح فيما يتعلق بضغط 3% و 4% (رمز ASME لتطبيقات أوعية الضغط) بينما يفتح صمام ASME VIII عند 10% فوق الضغط ويغلق عند 7%. يتم تصنيف صمامات أمان الرفع أيضًا على أنها رفع منخفض وكامل. تنظم صمامات التحكم في التدفق ضغط أو تدفق السائل بينما يتم استخدام صمام متوازن لتقليل التأثيرات الناجمة عن الضغط على خصائص تشغيل الصمام في السياق.

الصمام الذي يتم تشغيله بالطاقة هو نوع من صمامات تنفيس الضغط والذي يستخدم أيضًا مصدر طاقة خارجي لتخفيف الضغط. يتم فتح صمام التنفيس النسبي بطريقة مستقرة نسبيًا مقارنة بزيادة الضغط. هناك نوعان من صمامات الأمان المحملة مباشرة ، أولهما أغشية والثاني: منفاخ. الأغشية عبارة عن صمامات نابضة لحماية تأثيرات الغشاء السائل بينما توفر المنفاخ ترتيبًا حيث يتم حماية أجزاء العناصر الدوارة والمصادر من تأثيرات السائل عبر المنفاخ.

في الصمام الرئيسي ، يتم التحكم في العملية وحتى البدء بواسطة السائل الذي يتم تفريغه عبر صمام طيار. الآن عند الوصول إلى الصورة الأكبر ، يتم تصنيف القطاع القائم على صمامات أمان الضغط على النحو التالي:

• صمامات الضغط الحراري (تستخدم لتوفير الحماية في حالة الضغط الزائد في حالة تعرض الجهاز لارتفاع في درجة الحرارة).
• صمامات التدفق (تظهر في الصورة حيث يجب إطلاق كميات أكبر من الغازات أو السوائل بسرعة لتخفيف الضغط المتزايد).
• غلق الصمامات (تُستخدم لإغلاق خط قائم على السوائل أو الغاز ولإيقاف تدفق المواد).

لذلك بشكل عام ، فإن صمامات أمان الضغط ، وصمامات تخفيف الضغط ، وصمامات التنفيس ، وصمامات التنفيس التي يتم تشغيلها بشكل تجريبي ، وصمامات الأمان ذات الضغط المنخفض ، وصمامات أمان الضغط الفراغي ، وما إلى ذلك ، تكمل مجموعة تدابير السلامة في الغلايات والأجهزة ذات الصلة.

ماذا يجب أن تكون قدرة التفريغ لصمام الأمان؟

تتميز صمامات الأمان بقدرات تفريغ مختلفة. تعتمد هذه القدرات على المساحة الهندسية لمقعد الجسم في أعلى الصمام وأسفله. قطر التدفق هو الحد الأدنى للقطر الهندسي عند المنبع والمصب لمقعد الجسم. 

يشير تعيين الحجم الاسمي إلى قطر فتحة المدخل. سعة التدفق النظرية لصمام الأمان هي تدفق الكتلة من خلال فتحة لها نفس منطقة المقطع العرضي مثل منطقة تدفق الصمام. لا تأخذ هذه السعة في الحسبان فقد التدفق الناتج عن الصمام. يتم قياس السعة الفعلية ، وقدرة التدفق المعتمدة هي سعة التدفق الفعلية التي تم تقليلها بمقدار 10%.

تعتمد سعة تفريغ صمام الأمان على الضغط المحدد والموضع في النظام. بمجرد حساب الضغط المحدد ، يجب تحديد سعة التفريغ. قد تكون صمامات الأمان كبيرة الحجم أو أصغر حجمًا اعتمادًا على معدل التدفق و / أو ضغط الصمام المحدد.

تعتمد سعة التفريغ الفعلية لصمام الأمان على نوع نظام التفريغ المستخدم. في خدمة السوائل ، يتم تشغيل صمامات الأمان بشكل تلقائي ويتم تشغيلها بضغط مباشر. 

إذا كنت تريد معرفة المزيد عن سعة تفريغ صمام الأمان ، فاستمر في قراءة هذا المقال.

ما هي صمامات الأمان؟

يستخدم صمام الأمان للحماية من الضغط الزائد في نظام السوائل. يسمح تصميمه برفع القرص ، مما يشير إلى أن الصمام على وشك الفتح. عندما يرتفع ضغط المدخل فوق الضغط المحدد ، ينتقل الدليل إلى وضع الفتح ، وتتدفق الوسائط إلى المخرج عبر الأنبوب الدليلي. بمجرد أن ينخفض ضغط المدخل عن الضغط المحدد ، يغلق الصمام الرئيسي ويمنع الضغط الزائد. هناك خمسة معايير لاختيار صمام الأمان.

الشرط الأول والأساسي لصمام الأمان هو قدرته على التحكم بأمان في تدفق الغاز. ومن ثم ، يجب أن يكون الصمام قادرًا على التحكم في تدفق الغاز والماء. يجب أن يكون الصمام قادرًا على تحمل الضغوط العالية للنظام. هذا لأن الغاز أو البخار القادم من المرجل سوف يتكثف ويملأ الأنبوب. ثم يبلل البخار مقعد صمام الأمان.

الشرط الرئيسي الآخر لصمامات الأمان هو قدرتها على منع تراكم الضغط. أنها تمنع ظروف الضغط الزائد عن طريق السماح للسائل أو الغاز بالهروب. تستخدم صمامات الأمان في العديد من التطبيقات المختلفة. يمكن لخطوط الغاز والبخار ، على سبيل المثال ، منع حدوث أضرار كارثية بالمحطة. تُعرف أيضًا باسم صمامات الأمان. أثناء حالة الطوارئ ، سيفتح صمام الأمان تلقائيًا ويفرغ الغاز أو ضغط السائل من نظام مضغوط ، مما يمنعه من الوصول إلى مستويات خطيرة.

ماذا يجب أن تكون قدرة التفريغ لصمام الأمان؟

تعتمد سعة تصريف صمام الأمان على منطقة الفتحة ، والضغط المحدد ، والموقع في النظام. يجب حساب سعة تصريف صمام الأمان بناءً على الحد الأقصى للتدفق عبر مناطق مدخله ومخرجه. غالبًا ما يتم تحديد حجمها الاسمي من خلال مواصفات الشركة المصنعة. 

سعة التفريغ هي أقصى تدفق عبر الصمام يمكن أن يخفف ، بناءً على الحد الأقصى للتدفق عبر كل مسار تدفق فردي أو مسار تدفق مشترك. يجب أن يكون ضغط تفريغ صمام الأمان أكثر من ضغط تشغيل النظام. كقاعدة إبهام ، يجب أن يكون ضغط التنفيس 10% أعلى من ضغط عمل النظام.

من المهم اختيار سعة تصريف صمام الأمان بناءً على أحجام أنابيب الإدخال والإخراج. من الناحية المثالية ، يجب أن تكون سعة التفريغ مساوية أو أكبر من الحد الأقصى لإخراج النظام. يجب أيضًا تركيب صمام أمان عموديًا وفي تركيبات نظيفة. أثناء تركيب الصمام ، من المهم استخدام مفتاح ربط مناسب للتركيب. يجب أن تنحدر أنابيب التفريغ للأسفل لتصريف أي مكثف.

يتم قياس سعة التفريغ لصمام الأمان بعدة طرق مختلفة. الأول هو ضغط الاختبار. هذا المقياس للضغط هو الضغط الذي يفتح عنده الصمام ، بينما الثاني هو الضغط الذي يعاد إغلاق الصمام عنده. يتم قياس كلاهما في منصة اختبار تحت ظروف خاضعة للرقابة. تم تصنيف صمام الأمان بضغط اختبار يبلغ 10000 رطل لكل بوصة مربعة عند 10000 رطل لكل بوصة مربعة (وفقًا لـ ASME PTC25.3).

يجب أن تكون سعة تصريف صمام الأمان كبيرة بما يكفي لتبديد حجم كبير من الضغط. قد يكون الصمام الصغير مناسبًا لنظام أصغر ، ولكن قد يتسبب الصمام الأكبر في حدوث انفجار. في مصنع تصنيع واسع النطاق ، تعتبر صمامات الأمان ضرورية لسلامة الأفراد والمعدات. يعد اختيار حجم الصمام المناسب لنظام معين أمرًا ضروريًا لكفاءته.

كيف تحسب قدرة التفريغ لصمام الأمان؟

قبل استخدام صمام الأمان ، يجب أن تعرف قدرته على التفريغ. فيما يلي بعض الخطوات التي تحتاج إلى اتباعها لحساب سعة تصريف صمام الأمان.

• إجرائات الإمتحان

للتحقق من قدرة تفريغ صمام الأمان ، يجب تركيب صمام الأمان في المكان المناسب. يجب تنظيف أنابيب مدخلها ومخرجها جيدًا قبل التثبيت. من المهم تجنب الاستخدام المفرط لشريط PTFE والتأكد من أن التثبيت صلب. يجب ألا يتعرض صمام الأمان للاهتزاز أو الإجهاد غير المبرر. عند تركيب صمام الأمان ، يجب تثبيته عموديًا وذراع الاختبار في الأعلى. يجب توصيل وصلة مدخل صمام الأمان بالوعاء أو خط الأنابيب بأقصر طول للأنبوب. يجب ألا يقطعه أي صمام عزل. يجب ألا يتجاوز فقد الضغط عند مدخل صمام الأمان 3% من الضغط المحدد. 

• حساب قدرة التفريغ لصمام الأمان

يعتمد حجم صمام الأمان على كمية السائل المطلوب التحكم فيه. سعة التفريغ المقدرة هي وظيفة لمنطقة فتحة صمام الأمان ، وضبط الضغط ، والموقع في النظام. باستخدام مواصفات الشركة المصنعة لمنطقة الفتحة والحجم الاسمي للصمام ، يمكن تحديد سعة صمام الأمان. يمكن حساب تدفق التفريغ باستخدام أقصى تدفق عبر الصمام أو التدفقات المجمعة لعدة مسارات. عند تحجيم صمام الأمان ، من الضروري مراعاة سعة التفريغ النظرية والفعلية. من الناحية المثالية ، ستكون سعة التفريغ مساوية للحد الأدنى للمنطقة.

• ضبط الحد الأقصى لضغط العمل المسموح به

لتحديد ضغط الضبط الصحيح لصمام الأمان ، ضع في اعتبارك المعايير التالية. يجب أن يكون أقل من MAAP للنظام. سيؤدي ضبط الضغط بمقدار 5% أكبر من MAAP إلى ضغط زائد يبلغ 10%. إذا كان الضغط المحدد أعلى من MAAP ، فلن يغلق صمام الأمان. يجب ألا تتجاوز MAAP الضغط المحدد. سيؤدي الضغط المحدد المرتفع جدًا إلى إغلاق ضعيف بعد التفريغ. اعتمادًا على نوع الصمام ، لا يمكن معالجة تباين الضغط الخلفي من 10% إلى 15% من الضغط المحدد بواسطة صمام تقليدي.