دریچه های تسکین فشار(PRV) ضروری هستند دستگاه های ایمنی در سیستم های صنعتی. آنها به طور خودکار اضافی را آزاد می کنند فشار برای جلوگیری از آسیب تجهیزات ، خرابی سیستم یا انفجارهای خطرناک. درک چگونگی عملکرد این دریچه ها و وضعیت عملیاتی آنها برای آن بسیار مهم است حفظ عملیات صنعتی ایمن و کارآمد.
این تحلیل جامع پوشش می دهد هر آنچه را که باید در مورد دریچه های تسکین فشار بدانید ، از اصول اساسی به تکنیک های پیشرفته نظارت. ما انواع مختلف دریچه ها را کشف خواهیم کرد ، مشکلات رایج ، استراتژی های نگهداری و استانداردهای صنعت که این موارد را حفظ می کنند دستگاه های ایمنی بحرانی به درستی کار می کنند.
شیر تسکین فشار مانند ایمنی است نگهبان سیستم های تحت فشار. آن را به عنوان یک دکمه انتشار خودکار فکر کنید که هنگامی که فشار خیلی زیاد می شود باز می شود. هنگامی که فشار داخل یک سیستم به a می رسد سطح خطرناک ، دریچه باز می شود تا برخی از مایعات تحت فشار (گاز یا مایع) فرار. هنگامی که فشار به سطح ایمن برگردد ، شیر بسته می شود دوباره
دریچه از طریق یک ساده اما کار می کند مکانیسم مؤثر. یک سیستم بهار یا آزمایشی دائماً فشار را کنترل می کند. هنگامی که فشار به اندازه کافی قوی برای غلبه بر نیروی بهار ، دریچه می شود باز می شود این اتفاق به طور خودکار و بدون هیچ گونه کنترل انسانی اتفاق می افتد ، و آن را ایجاد می کند آخرین خط دفاعی قابل اعتماد در برابر حوادث مربوط به فشار.
حوادث صنعتی شامل فشار بیش از حد می تواند فاجعه بار باشد. حادثه هسته ای سه مایل جزیره معروف برجسته شد این دریچه ها برای ایمنی چقدر مهم هستند. بدون تسکین فشار مناسب ، تجهیزات می توانند منفجر شوند و باعث شود:
PRV ها به عنوان سد ایمنی نهایی عمل می کنند ، محافظت از افراد و تجهیزات در هنگام عدم موفقیت سایر سیستم های کنترل.
درک اجزای کلیدی کمک می کند نحوه عملکرد این دریچه ها را توضیح دهید:
عناصر: قسمتهای اصلی متحرک از جمله دیسک (بخشی که باز می شود و بسته می شود) و مهر و موم هایی که در هنگام بسته شدن از نشت جلوگیری می کنند.
عناصر سنجش: این تغییرات فشار را تشخیص می دهد. آنها می توانند یا دیافراگم باشند (برای برنامه های کم فشار ، با دقت بالا) یا پیستون ها (برای فشار زیاد ، استفاده سنگین).
عناصر نیروی مرجع: معمولاً چشمه های قابل تنظیم که سطح فشار را در آن تعیین می کنند دریچه باز می شود. قطعات اضافی مانند نازل و اتاقهای فشار پاسخ دریچه
مواد: مواد رایج شامل برنج برای استفاده عمومی و فولاد ضد زنگ است (نمرات 303 ، 304 ، یا 316) برای محیط های خورنده. انتخاب بستگی به نوع آن دارد دستگیره های دریچه و شرایط کار را سیال کنید.
دریچه های مدرن مانند استفاده از سری امرسون طرح های متعادل Bellows که باعث کاهش تأثیر فشار پایین دست می شود ، آنها دقیق تر و قابل اعتماد تر است.
کاربردهای صنعتی
PRV در بسیاری از صنایع یافت می شود:
نفت و گاز: محافظت از خطوط لوله و تجهیزات پردازش در برابر سنبله های فشار خطرناک.
پردازش شیمیایی: جلوگیری از انفجارهای راکتور و محافظت در برابر فراری واکنش ها
سیستم بخار: محافظت از دیگهای بخار و شبکه های توزیع بخار در قدرت گیاهان و امکانات تولیدی.
تصفیه آب: حفظ فشارهای ایمن در پردازش و توزیع آب سیستم ها
تولید دارویی: محافظت از ظروف استریل و تجهیزات پردازش.
سیستم های HVAC: اطمینان از عملکرد ایمن سیستم های گرمایشی و سرمایش در ساختمانها.
شرایط فشار بیش از حد مشترک
چندین شرط می تواند خطرناک ایجاد کند ایجاد فشار:
در حالی که هر دو نوع از مقابل محافظت می کنند فشار بیش از حد ، آنها متفاوت کار می کنند:
دریچه های تسکین فشار (PRV): به تدریج باز شوید و به طور معمول با مایعات استفاده می شود. آنها شروع می کنند در حدود 3-5 ٪ بالاتر از فشار تنظیم شده و در هنگام فشار کاملاً نزدیک است 2-4 ٪ پایین تر از نقطه تعیین شده است.
دریچه های تسکین ایمنی (SRV): با یک عمل "پاپ" به سرعت باز شوید و از گاز استفاده می شود یا بخار آنها می توانند افزایش فشار 10-20 ٪ بالاتر از فشار تنظیم شده را تحمل کنند.
دریچه های ترکیبی: می تواند مایعات و گازها را کنترل کند ، بین تدریجی و عمل پاپ بسته به نوع سیال.
دریچه های بهاری
اینها رایج ترین نوع هستند ، با استفاده از a بهار برای بسته نگه داشتن شیر.
مزایا:
معایب:
بهترین استفاده برای: دیگهای بخار ، برنامه های فرآیند عمومی
سوپاپ های متعادل/پیستون
این دریچه ها فشار کمر را جبران می کنند اثرات با استفاده از سیستم زنگ یا پیستون.
مزایا:
معایب:
بهترین استفاده برای: سیستم هایی با فشار کمر ، خدمات کثیف یا خورنده
دریچه های آزمایشی
اینها از یک شیر خلبان کوچک برای کنترل a استفاده می کنند شیر اصلی بزرگتر.
مزایا:
معایب:
بهترین استفاده برای: سیستم های با ظرفیت بزرگ ، برنامه های فشار قوی
دیسک های پارگی
اینها دیسک های فلزی نازک هستند که وقتی پشت سر می گذارند فشار خیلی زیاد می شود.
مزایا:
معایب:
بهترین استفاده برای: وقایع فشار بیش از حد فشار ، محیط های خورنده
دریچه های تسکین دهنده
این دریچه های خاص در داخل باز می شوند میلی ثانیه برای محافظت در برابر سنبله های فشار ناگهانی.
مزایا:
معایب:
بهترین استفاده برای: محافظت در برابر تغییرات فشار سریع در خطوط لوله
فشار
این فشاری است که در آن شیر شروع به باز شدن می کند. باید با دقت کالیبره شود ، معمولاً سه بار آزمایش می شود اطمینان از صحت در 3 ± یا 0.1 بار. فشار عملیاتی طبیعی باید باشد حداقل 20 ٪ زیر فشار تنظیم شده (حداقل 10 ٪) برای جلوگیری از نشت.
فشار تسکین و فشار بیش از حد
فشار تسکین برابر با فشار مجموعه به علاوه کمک هزینه فشار بیش از حد. برنامه های مختلف باعث فشار بیش از حد مختلف می شوند سطح:
استانداردهای ASME فشار بیش از حد 10 ٪ از حداکثر فشار کار مجاز (MAWP) برای بیشتر کشتی ها یا 21 ٪ در هنگام آتش سوزی موارد اضطراری
فشار و ضربات را دوباره پر کنید
فشار دوباره هنگامی که دریچه به طور کامل است دوباره بسته می شود. ضربه زدن تفاوت بین فشار تنظیم شده و تحقیق مجدد است فشار ، به طور معمول 4-20 ٪. حاشیه 3-5 ٪ از پچ پچ جلوگیری می کند.
حداکثر فشار کار مجاز (mawp)
این بالاترین فشار محافظت شده است تجهیزات با خیال راحت می توانند اداره کنند. فشار مجموعه دریچه نباید از MAWP تجاوز کند ، و فشار تسکین نباید از حداکثر فشار انباشته مجاز تجاوز کند (MAAP).
درک حالت های خرابی معمولی کمک می کند با عیب یابی و پیشگیری:
دریچه در فشار تنظیم شده باز نمی شود
دلیل:
عواقب: فشار بیش از حد سیستم ، آسیب تجهیزات احتمالی یا انفجار
فشار بیش از حد سیستم (دریچه ناکام است باز)
دلیل:
عواقب: خرابی فاجعه بار ، حوادث ایمنی (مانند مورد سه مایل جزیره)
نشت دریچه
دلیل:
عواقب: از دست دادن انرژی ، انتشار محیطی ، ناکارآمدی سیستم
پچ پچ و لرزش
دلیل:
عواقب: سایش سریع اجزای دریچه ، آسیب لوله ، سر و صدا
چسبیدن ، پوشیدن و خوردگی
دلیل:
عواقب: خرابی دریچه ، نشت غیر منتظره ، سازش سیستم ایمنی
بیشتر مشکلات ناشی از مسائل سیستم است به جای نقص دریچه ، با تأکید بر اهمیت انتخاب مناسب ، نصب و نگهداری.
استراتژی های نگهداری
نگهداری پیشگیری: بازرسی منظم ، تمیز کردن ، روغن کاری و آزمایش. پرخطر برنامه های کاربردی ممکن است نیاز به نگهداری سالانه داشته باشند.
تعمیرات اساسی: جداسازی کامل ، آزمایش غیر مخرب ، مؤلفه جایگزینی و آزمایش کامل قبل از بازگشت به سرویس.
تکنیک های تشخیصی
بازرسی اساسی: بررسی های بصری و آزمایش نشت می تواند مشکلات آشکار را شناسایی کند.
آزمایش پیشرفته غیر مخرب (NDT):
این تکنیک های پیشرفته می توانند تشخیص دهند مشکلات زود هنگام ، کاهش هزینه ها و جلوگیری از خرابی.
نظارت هوشمند و پیش بینی کننده نگهدار
فناوری مدرن پیشرفته را ارائه می دهد سیستم های نظارت:
نظارت بر آکوستیک بی سیم: سیستم هایی مانند Rosemount 708 می توانند عملکرد شیر را بدون آن تشخیص دهند تماس فیزیکی
فرستنده های موقعیت: دستگاه هایی مانند فیشر 4400 موقعیت شیر را به طور مداوم مانیتور می کنند.
هوش مصنوعی: هوش مصنوعی و یادگیری ماشین داده های نظارت را برای پیش بینی تجزیه و تحلیل می کنند خرابی قبل از بروز آنها.
شرکت هایی که از این فناوری ها استفاده می کنند گزارش می دهند تا 50 ٪ کاهش در خاموشی های غیرمترقبه. داستانهای موفقیت از شل ، عمومی Motors ، و Frito-Lay پس انداز میلیون ها دلار را از طریق پیش بینی نشان می دهد برنامه های نگهداری
بازرسی مبتنی بر ریسک (RBI) و نگهداری محور محور (RCM)
RBI: احتمال عدم موفقیت و عواقب آن را تعیین می کند ، و اجازه می دهد تا نگهداری شود منابع برای تمرکز روی تجهیزات بالاترین خطر.
RCM: می گیرد رویکرد متمرکز بر عملکرد ، تعیین مؤثرترین کارهای نگهداری برای هر مؤلفه
این رویکردها برای بهینه سازی با هم کار می کنند برنامه های نگهداری و بهبود قابلیت اطمینان کلی سیستم.
رعایت استانداردهای صنعت است برای ایمنی و عملکرد حقوقی ضروری است:
دیگ بخار ASME و کد کشتی
استانداردهای API
سری ISO 4126
استانداردهای بین المللی پوشش ایمنی الزامات شیر ، از جمله دریچه های آزمایشی و دیسک های پارگی.
دستورالعمل تجهیزات فشار (PED) 2014/68/EU
مقررات اروپایی که نیاز به مارک CE دارد و ارزیابی انطباق برای تجهیزات فشار.
الزامات OSHA
مقررات ایمنی در محل کار ایالات متحده ممنوع است جداسازی دریچه و نیاز به سیستم تسکین فشار مستقل.
روند فناوری و آینده تحولات
ادغام دیجیتال
PRV های مدرن به طور فزاینده ای شامل می شوند سیستم های نظارت و کنترل دیجیتال. دریچه های هوشمند می توانند ارتباط برقرار کنند وضعیت ، پیش بینی نیازهای تعمیر و نگهداری و بهینه سازی عملکرد به صورت خودکار.
مواد پیشرفته
مواد جدید در برابر خوردگی بهتر مقاومت می کنند و در محیط های سخت بیشتر طول می کشد. این مواد تعمیر و نگهداری را کاهش می دهند مورد نیاز و بهبود قابلیت اطمینان.
شبیه سازی و مدل سازی
شبیه سازی های رایانه به طراحی مهندسان کمک می کند سیستم های دریچه بهتر و پیش بینی عملکرد در شرایط مختلف. این نیاز به آزمایش فیزیکی گران را کاهش می دهد.
ملاحظات زیست محیطی
دریچه های جدیدتر انتشار را به حداقل می رسانند و تأثیر محیطی ضمن حفظ عملکرد ایمنی. این به ویژه است در پردازش شیمیایی و کاربردهای پالایش نفت مهم است.
وضعیت عملیاتی دریچه تسکین فشار شامل هر دو پارامتر حالت پایدار (مانند فشار تنظیم شده و ظرفیت جریان) و خصوصیات پاسخ گذرا (مانند زمان افتتاح و محافظت از افزایش). قابلیت اطمینان به رعایت استانداردهای مناسب ، نگهداری منظم و به طور فزاینده ، سیستم های نظارت هوشمند.
اکتشافات مهم از تحقیقات اخیر:
برای طراحی و انتخاب:
برای کار و نگهداری:
برای رعایت نظارتی:
برای پشتیبانی تجاری:
با پیروی از این توصیه ها و حفظ یک رویکرد جامع برای مدیریت شیر تسکین فشار ، سازمان ها می توانند در حالی که می توانند عملیات ایمن ، قابل اعتماد و مقرون به صرفه را تضمین کنند رعایت کلیه الزامات نظارتی.
آینده شیر تسکین فشار فناوری امیدوار کننده به نظر می رسد ، با نظارت هوشمند ، نگهداری پیش بینی کننده و مواد پیشرفته در ادامه به بهبود ایمنی و قابلیت اطمینان. ماندگار آگاهانه در مورد این تحولات و اجرای بهترین شیوه ها خواهد بود برای حفظ مزیت رقابتی ضمن تضمین بالاترین سطح ایمنی.
