Proses Zavodlarında Təzyiq Azadetmə Klapanının Ölçülməsi, Sınağı və Baxımı

Təzyiq Azad Etmə Klapanlarının Rolu və Növləri

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

• Ənənəvi yaylı azad etmə klapanı: Ən çox yayılmış növ. Yay qüvvəsi diski nozul oturacağına basdırır. Boşaltma başlığındakı əks təzyiqə həssasdır — əks təzyiqin artması effektiv təyin olunmuş təzyiqi azaldır və titrəməyə səbəb ola bilər.
• Balanslaşdırılmış bellowlu azad etmə klapanı: Yay kamerasını boşaltma tərəfdən elastik bellow elementi ilə izolyasiya edir. Təyin olunmuş təzyiqin 50%-nə qədər dəyişkən və ya üst-üstə düşən əks təzyiqə dözümlüdür. Korroziyaya davamlı xidmətlər və əhəmiyyətli yığılmış əks təzyiq halları üçün üstünlük verilir.
• Pilot idarə olunan azad etmə klapanı (PORV): Əsas pistonun bağlı qalması üçün sistem təzyiqindən istifadə edir. İşləmə təzyiqinin 5%-i daxilində təyin edilə bilər, yalnış açılma və ya sızma olmadan. Yüksək təzyiq və yüksək tutumlu qaz xidmətlərində geniş istifadə olunur.

PRV qoruma sistemləri üçün dəqiq yuxarı axın təzyiqinin monitorinqi vacibdir. Yokogawa EJA530E Təzyiq Ölçü Transmitter proses zavodlarında PRV təyin təzyiqinə nisbətən qabın işləmə təzyiqini izləmək üçün yüksək dəqiqlikli təzyiq ölçümü təmin edir.

API 520 və ASME Kodu üzrə Ölçmə Əsasları

Kiçik ölçülü azad etmə klapanları dizayn edilmiş həddindən artıq təzyiqi kifayət qədər tez azalda bilmir. Böyük ölçülü klapanlar isə tez-tez açılıb bağlanaraq oturacaq və diski zədələyir və vaxtından əvvəl sızmaya səbəb olur. Əsas ölçmə standartı API Standard 520-dir (Təzyiq Azad Etmə Cihazlarının 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 boşaltma sahəsi A-nı müəyyən edir:

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

Burada Q həcm axınıdır (ABŞ gal/min), Kd effektiv boşaltma əmsalıdır (adətən maye xidməti üçün 0.65), Kw əks təzyiq düzəliş amilidir, Kc partlayış diskinin quraşdırılması üçün birləşmə düzəliş amilidir, ΔP təyin şərtlərində təzyiq fərqidir (psi), G isə suya nisbətən xüsusi çəkidir. Qaz və buxar xidmətində 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 etmə klapanı quraşdırılması üçün qabların MAWP-nin 110%-ində, iki klapanla yanğın halı qorunması üçün isə 116%-də qorunmasına icazə verir. Nəzərə alınmalı olan həddindən artıq təzyiq hallarına: bloklanmış çıxış, reflüks nasazlığı, xarici yanğın, istilik dəyişdiricilərində boru partlaması, bloklanmış mayelərin termal genişlənməsi və kommunal xidmət nasazlığı daxildir. Emerson-un Anderson Greenwood və Crosby məhsul xətti API proses xidmətləri üçün ənənəvi, balanslaşdırılmış bellowlu və pilot idarə olunan azad etmə klapanlarının tam çeşidini əhatə edir.

Təyin Təzyiqinin Tənzimlənməsi və Yoxlanması

ASME kodu tələb edir ki, faktiki soyuq fərq test təzyiqi (CDTP) 70 psig-dən yuxarı təyin təzyiqləri üçün ad plakatındakı təyin təzyiqinin ±3%-i daxilində, 70 psig və ya aşağı təyin təzyiqləri üçün isə ±2 psi daxilində olsun. Təyin təzyiqinin tənzimlənməsi üçün klapan xidmətdən çıxarılaraq sertifikatlı test stendində sınaqdan keçirilməlidir.

• 1-ci addım — Soyuq fərq düzəlişi: Proses işləmə temperaturu ətraf mühit test temperaturundan əhəmiyyətli dərəcədə fərqlənirsə, yay sürətinin temperaturla dəyişməsini nəzərə alan temperatur düzəliş amili tətbiq edin.
• 2-ci addım — Yay tənzimlənməsi: Yay bonnetindəki tənzimləmə vintini sıxaraq və ya boşaldaraq təyin təzyiqini tənzimləyin. Sıxmaq təyin təzyiqini artırır. Hər dörddəbir döngə adətən yay diapazonundan asılı olaraq 2–15 psi dəyişiklik yaradır.
• 3-cü addım — Pop testi: Giriş təzyiqini azot və ya su ilə yavaş-yavaş tətbiq edin. Diskin qaldığı və yenidən oturduğu təzyiqi qeyd edin. Hər iki dəyərin ASME dözümlülüyü daxilində olduğunu təsdiqləyin. Yaylı klapanlarda blowdown adətən təyin təzyiqindən 7–10% aşağı olur.
• 4-cü addım — Oturacaq sızma testi: Yenidən oturduqdan sonra təyin təzyiqinin 90%-ni tətbiq edin və ən azı bir dəqiqə ərzində disk oturacağında görünən sızma olmadığını təsdiqləyin. Sızma oturacaq zədəsi və ya çirklənmə deməkdir. Lazım olduqda oturacaq və diski əl ilə lap edin və ya dəyişdirin.
• 5-ci addım — Müdaxilə möhürü və sənədləşdirmə: Testdən keçdikdən sonra tənzimləmə vint qapağı üzərində müdaxilə əleyhinə möhür tətbiq edin. Təyin təzyiqi, 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 etmə cihazlarının yoxlanması) yoxlama intervalları və qəbul meyarları üçün çərçivə təmin edir. API 580-dən risk əsaslı yoxlama (RBI) metodologiyası korroziya sürəti, xidmət şiddəti və klapanların tarixi performansına əsaslanaraq yoxlama intervallarını uzatmağa və ya qısaltmağa imkan verir. Ümumi hidrokarbon xidmətində azad etmə klapanlarının ənənəvi yoxlama intervalları 5 ildir. Korroziyaya və ya çirklənməyə məruz qalan xidmətlər üçün 2–3 il intervalları tələb olunur. Təmiz kommunal xidmət klapanları sənədləşdirilmiş mühəndislik əsaslandırması ilə RBI proqramı çərçivəsində 10 illik intervallara uyğun ola bilər.

• Oturacaq sızması: Xidmət zamanı ən çox rast gəlinən nasazlıqdır. Korroziya, eroziya və ya proses çöküntüləri oturacaq səthlərini zədələyir. Kiçik oturacaq zədəsi əl ilə lap etməklə düzəldilə bilər. Ağır zədə yeni oturacaq və disk komponentləri tələb edir.
• Yay korroziyası və çatlaması: H2S və ya korroziyaya məruz qalan xidmətlərdə stress korroziya çatlaması (SCC) yayda qəfil qırılmaya səbəb ola bilər. Yaylar çuxurlanma, korroziya və çatlar üçün vizual yoxlanmalıdır. Hər hansı görünən zədə olan yaylar dəyişdirilməlidir.
• Giriş nozulu çirklənməsi: Polimerləşən mayelər, mişar və ya koks çöküntüləri giriş nozulunu qismən bağlayaraq faktiki azad etmə tutumunu dizayn dəyərindən aşağı salır. Çirklənən xidmətlərdə klapanlar daha qısa yoxlama intervalları və bəlkə də istilik izli və ya təmizlənən giriş bağlantısı tələb edir.
• Açıq qalmış vəziyyət: Proses çöküntüləri azad etmə hadisəsindən sonra diskin oturacaqdan qalxmasına səbəb olur. Qismən açıq azad etmə klapanı davamlı sızır, 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 dənizdə və yüksək təzyiqli qaz tətbiqlərində istifadə olunan təzyiq azad etmə klapanları hidrogen sulfid (H2S) üçün NACE MR0175 uyğunluğunda xüsusi hazırlanmış duplex paslanmayan polad komponentlərdən ibarətdir. Turş qaz xidməti üçün klapan seçərkən, bütün maye ilə təmasda olan metal hissələrin NACE sərtlik və material tələblərinə cavab verdiyini təsdiqləyin ki, sulfid stress çatlamasının qarşısı alınsın.

Nəticə və Tədbir Tövsiyələri

Təzyiq azad etmə klapanları həm işçi heyəti, həm də zavod avadanlıqlarını qoruyur, lakin yalnız düzgün ölçüldükdə, düzgün təyin edildikdə və müntəzəm texniki xidmət göstərildikdə. Bütün həddindən artıq təzyiq hallarına API 520 ölçmə qaydalarını tətbiq edin. API 576-ya uyğun sənədləşdirilmiş yoxlama 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 fərq test təzyiqi düzəlişlərini qeyd edin. Oturacaq sızması olan klapanı heç vaxt xidmətdə istifadə etməyin — 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 dayandırılmasından qat-qat az xərc tələb edir.

Müəllif: Liu Mingzhe, PLC, DCS və idarəetmə sistemləri sahəsində 10 ildən çox təcrübəsi olan sənaye avtomatlaşdırma mühəndisidir.