Proses Zavodlarında Təzyiq Azadetmə Klapanının Ölçülməsi, Sınağı və Baxımı

PRV seçimi, API 520/526 ölçülməsi, təyin edilmiş təzyiqin tənzimlənməsi və yerində pop test prosedurları üçün mühəndislik əsasları və sahə təcrübələri

Təzyiq Azad Edici Klapanların Rolu və Növləri

Təzyiq azad edici klapan (PRV) müəyyən edilmiş təzyiq nöqtəsini aşdıqda avtomatik açılan yaylı cihazdır. O, maye axını sərbəst buraxaraq həddindən artıq təzyiq vəziyyətini azaldır və təzyiq aşağı düşdükdə klapan yenidən bağlanır. PRV-lər təzyiq qablarını, istilik dəyişdiricilərini, boru sistemlərini və nasosları onların dizayn təzyiq limitlərini aşmaqdan qoruyur.

Sənaye proses zavodlarında üç növ üstünlük təşkil edir. Birincisi, ənənəvi yaylı azad edici klapan ən çox yayılmış növdür. Yay qüvvəsi diski nozul oturacağına basır. Giriş təzyiqi təyin edilmiş təzyiqi keçdikdə disk qalxır və axın azad edici kollektoruna yönəldilir. Bu növ boşalma kollektorundakı əks təzyiqə həssasdır — əks təzyiqin artması effektiv təyin edilmiş təzyiqi azaldır və titrəməyə səbəb ola bilər.

İkincisi, balanslaşdırılmış bellowlu azad edici klapan yay kamerasını boşalma tərəfdən elastik bellow elementi ilə izolyasiya edir. Bu dizayn açılma performansına təsir etmədən təyin edilmiş təzyiqin 50%-dək dəyişkən və ya üst-üstə düşən əks təzyiqə dözümlüdür. Korroziyaya davamlı xidmətlər və əhəmiyyətli yığılmış əks təzyiq halları üçün üstün seçimdir.

Üçüncüsü, pilot idarə olunan azad edici klapan (PORV) əsas pistonun bağlı qalmasını sistem təzyiqindən istifadə edir. Kiçik pilot klapan giriş təzyiqini hiss edir və təyin edilmiş təzyiqə çatdıqda əsas pistonu açır. PORV-lər əməliyyat təzyiqinə çox yaxın (5%-ə qədər) təyin edilə bilər, yalnış açılma və ya titrəmə olmadan. Onlar yüksək təzyiq və yüksək tutumlu qaz xidmətlərində geniş istifadə olunur, burada ənənəvi yaylı klapanlar çox böyük olardı.

API 520 və ASME Kodu üzrə Ölçmə Əsasları

Kiçik ölçülü azad edici klapanlar dizayn edilmiş həddindən artıq təzyiq halını kifayət qədər tez azalda bilməz. Böyük ölçülü klapanlar isə tez-tez açılıb bağlanaraq oturacaq və diski zədələyir və erkən sızmaya səbəb olur. Buna görə düzgün ölçmə həm təhlükəsizlik, həm də etibarlılıq üçün çox vacibdir.

Proses zavodları üçün əsas ölçmə standartı API Standard 520-dir (Təzyiq Azad Edici Cihazların Ölçülməsi, Seçimi və Quraşdırılması). Əlavə standart API 526 flanş reytinqlərini, orifis təyinatlarını və standart giriş/çıxış ölçülərini müəyyən edir.

Əsas maye axını ölçmə tənliyi tələb olunan effektiv boşalma sahəsi A-nı müəyyən edir:

Maye xidməti üçün: A = Q / (38 × Kd × Kw × Kc × √(ΔP / G))

Burada Q həcm axını sürətidir (ABŞ galon/dəq), Kd effektiv boşalma əmsalıdır (adətən maye xidməti üçün 0.65), Kw əks təzyiq düzəliş amilidir, Kc partlayış diskinin quraşdırılması üçün birləşmə düzəliş amilidir, ΔP təyin edilmiş şərtlərdə təzyiq fərqidir (psi), G isə suya nisbətən xüsusi çəkidir.

Qaz və buxar xidməti üçün sıxılma amili Z və xüsusi istilik nisbəti k tənliyə daxil edilir və ölçmə formulunu tətbiq etməzdən əvvəl kritik və ya subkritik axın rejimi müəyyənləşdirilməlidir.

ASME Bölmə VIII kodu tək azad edici klapan quraşdırılması üçün maksimum icazə verilən iş təzyiqinin (MAWP) 110%-də, iki klapanla yanğın halı qorunması üçün isə 116%-də qorunmağa imkan verir. Azad edici klapanın təyin edilmiş təzyiqi qabın ad lövhəsində göstərilən MAWP-dən artıq olmamalıdır.

Ölçmə zamanı nəzərə alınmalı olan həddindən artıq təzyiq hallarına bloklanmış çıxış, reflüks uğursuzluğu, xarici yanğın, istilik dəyişdiricilərində boru partlaması, bloklanmış mayelərin termal genişlənməsi və kommunal xidmət uğursuzluqları daxildir. Bütün etibarlı hallar arasında ən böyük tələb olunan boşalma sahəsi son klapan seçimini müəyyən edir.

Emerson-un Anderson Greenwood və Crosby məhsul xətti API proses xidməti üçün ənənəvi, balanslaşdırılmış bellowlu və pilot idarə olunan azad edici klapanların tam çeşidini əhatə edir. Onların onlayn ölçmə alətləri API 520 tənliklərini tətbiq edir və təzyiq qablarının qeydiyyatı üçün ASME uyğun sənədləşmə paketləri yaradır.

Təyin Edilmiş Təzyiqin Tənzimlənməsi və Yoxlanması

Təyin edilmiş təzyiq azad edici klapanın açılması üçün nəzərdə tutulmuş giriş manometr təzyiqidir. ASME kodu tələb edir ki, faktiki soyuq diferensial test təzyiqi (CDTP) 70 psig-dən yuxarı təyin edilmiş təzyiqlər üçün ad lövhəsində göstərilən təzyiqin ±3%-i daxilində, 70 psig və ya aşağı təzyiqlər üçün isə ±2 psi daxilində olsun.

Təyin edilmiş təzyiqin tənzimlənməsi üçün klapan xidmətdən çıxarılmalıdır. Klapan sertifikatlı test stendində kalibrlənmiş təzyiq mənbəyinə qarşı sınaqdan keçirilir.

1-ci Addım: Soyuq Diferensial Düzəlişi — Əgər proses əməliyyat temperaturu ətraf mühit test temperaturundan əhəmiyyətli dərəcədə fərqlidirsə, yay qüvvəsinin temperaturla dəyişməsini nəzərə almaq üçün temperatur düzəliş amili tətbiq edin. CDTP əməliyyat təyin edilmiş təzyiqindən bu düzəliş qədər fərqlənəcək.

2-ci Addım: Yayın Tənzimlənməsi — Təyin edilmiş təzyiq yay qapağındakı tənzimləmə vintini sıxmaq və ya boşaltmaqla tənzimlənir. Vintin sıxılması yay qüvvəsini artırır və təyin edilmiş təzyiqi yüksəldir. Hər dörddəbir döngə təzyiqi istehsalçı tərəfindən müəyyən edilmiş miqdarda dəyişir — adətən yay diapazonundan asılı olaraq 2–15 psi arası.

3-cü Addım: Pop Testi — Giriş təzyiqini azot və ya su ilə yavaş-yavaş tətbiq edin. Diskin qalxdığı və yenidən bağlandığı təzyiqi qeyd edin. Hər iki dəyərin ASME tələblərinə uyğun olduğunu təsdiqləyin. Yaylı klapanlarda blowdown adətən təyin edilmiş təzyiqdən 7–10% aşağı olur.

4-cü Addım: Oturacaq Sızma Testi — Yenidən bağlandıqdan sonra təyin edilmiş təzyiqin 90%-ni tətbiq edin və ən azı bir dəqiqə ərzində disk oturacağında görünən sızma olmadığını təsdiqləyin. Sızma oturacaq zədəsi və ya çirklənməni göstərir. Lazım olduqda oturacaq və diski yenidən cilalayın və ya dəyişdirin.

5-ci Addım: Müdaxilə Möhürü və Sənədləşmə — Testdən keçdikdən sonra tənzimləmə vint qapağı üzərində müdaxiləni əngəlləyən möhür tətbiq edin. Təyin edilmiş təzyiq, test tarixi, texnik, test avadanlığı seriya nömrələri və növbəti test tarixi daxil olmaqla kalibrləmə sertifikatı verin.

Xidmətdə Baxış və Texniki Xidmət Proqramı

API Tövsiyə Edilən Təcrübə 576 (Təzyiq Azad Edici Cihazların Baxışı) baxış intervalları və qəbul meyarları üçün çərçivə təmin edir. API 580-dən risk əsaslı baxış (RBI) metodologiyası korroziya sürəti, xidmət şiddəti və klapanın tarixi performansına əsaslanaraq baxış intervallarını uzatmağa və ya qısaltmağa imkan verir.

Ümumi hidrokarbon xidmətində azad edici klapanların ənənəvi baxış intervalları 5 ildir. Korroziyaya və ya çirklənməyə məruz qalan xidmətlər üçün 2–3 il intervalları tələb olunur. Buxar və ya təmiz azot kimi təmiz kommunal xidmətlərdə klapanlar sənədləşdirilmiş mühəndislik əsaslandırması ilə RBI proqramı çərçivəsində 10 illik intervallara uyğun ola bilər.

Baxış zamanı qarşılaşılan ümumi nasazlıq növləri:

• Oturacaq sızması — xidmət zamanı ən çox rast gəlinən nasazlıqdır. Korroziya, eroziya və ya proses qalıqları cilalanmış oturacaq səthlərini zədələyir. Kiçik oturacaq zədəsi əl ilə cilalama ilə düzəldilə bilər. Ağır zədələr yeni oturacaq və disk komponentləri tələb edir.
• Yayın korroziyası və çatlaması — H2S və ya korroziyaya məruz qalan xidmətlərdə stress korroziya çatlaması (SCC) yayların qəfil sıradan çıxmasına səbəb ola bilər. Yaylar çuxurlanma, korroziya və çatlar üçün vizual yoxlanılmalıdır. Hər hansı görünən zədə olan yaylar dəyişdirilməlidir.
• Giriş nozulu çirklənməsi — polimerləşən mayelər, mişar və ya koks qalıqları giriş nozulunu qismən bağlayaraq faktiki azad etmə tutumunu dizayn dəyərindən aşağı salır. Çirklənən xidmətlərdə klapanlar daha qısa baxış intervalları və bəlkə də istilik izli və ya təmizlənən giriş bağlantısı tələb edir.
• Açıq qalmış vəziyyət — proses qalıqları azad etmə hadisəsindən sonra diskin oturacaqdan ayrılmasına səbəb olur. Qismən açıq azad edici klapan davamlı sızdırır, məhsulu israf edir və növbəti həddindən artıq təzyiq hadisəsi üçün tam qoruma təmin etmir. Hər hansı məlum azad etmə hadisəsindən sonra həmişə yoxlayın və test edin.

GE Oil and Gas (indi Baker Hughes) tərəfindən istehsal olunan təzyiq azad edici klapanlar dənizdə və yüksək təzyiqli qaz tətbiqlərində istifadə olunur və hidrogen sulfid (H2S) üçün NACE MR0175 uyğunluğunda xüsusi hazırlanmış duplex paslanmayan polad komponentlərdən ibarətdir. Turş qaz xidməti üçün klapan seçərkən, bütün mayelə təmasda olan metal hissələrin NACE sərtlik və material tələblərinə cavab verdiyini təsdiqləyin ki, sulfid stress çatlamasının qarşısı alınsın.

Nəticə və Tədbir Tövsiyələri

Təzyiq azad edici klapanlar həm işçi heyətini, həm də zavod aktivlərini qoruyur, lakin yalnız düzgün ölçüldükdə, düzgün təyin edildikdə və müntəzəm texniki xidmət göstərildikdə. Bütün həddindən artıq təzyiq ssenarilərinə API 520 ölçmə qaydalarını tətbiq edin — yalnız bir hal üçün ölçmə aparıb digər halların ehtiyatlılıqla əhatə olunduğunu düşünməyin. API 576-ya uyğun sənədləşdirilmiş baxış proqramı yaradın və RBI əsaslandırması ilə intervalları uzadın. Hər klapanı planlaşdırılmış intervallarda və ya hər hansı məlum azad etmə hadisəsindən sonra test edin. Hər yüksək temperatur quraşdırması üçün soyuq diferensial test təzyiqi düzəlişlərini qeyd edin. Oturacaq sızması olan klapanı xidmətə heç vaxt qaytarmayın — kiçik davamlı sızma belə oturacaq zədəsini sürətləndirir və növbəti həddindən artıq təzyiq hadisəsindən sonra klapanın yenidən bağlanmasının qarşısını alır. Yaxşı baxılan PRV proqramı planlaşdırılmamış bir qab partlaması və ya proses dayandırılmasının xərclərinin çox kiçik bir hissəsinə başa gəlir.