كيفية حساب مقاس صمام الأمان والتحقق من السعة المعتمدة

كيف تقوم بحساب مقاس صمام الأمان؟

على المستوى العملي، يتبع حساب مقاسات صمامات الأمان التسلسل التالي:

1. تحديد المعدات المحمية. تأكيد علامة المعدات، الحد الأقصى لضغط التشغيل الآمن (MAWP)، ضغط التصميم، ضغط التشغيل، وأساس الكود المطبق.
2. تحديد جميع سيناريوهات الضغط الزائد الموثوقة. تشمل الأمثلة انسداد المخرج، الحريق الخارجي، فشل المنظم، تمزق الأنبوب، التمدد الحراري، وفقدان التبريد.
3. تحديد سعة التنفيس المطلوبة الحاكمة. أكبر حالة موثوقة لا تكون دائمًا هي الحاكمة؛ تعتمد الحالة المسيطرة على أساس الحساب الكامل والشروط المسموح بها.
4. تأكيد ظروف التنفيس. تحديد ضغط التنفيس، درجة حرارة التنفيس، تركيبة الوسط، وطور المائع.
5. حساب مساحة التدفق المطلوبة. استخدام طريقة الكود المطبقة، بيانات العملية، وعوامل التصحيح.
6. اختر مصنعًا أو فتحة قياسية. اختر فتحة تلبي متطلبات المساحة وقيود الخدمة.
7. تحقق من السعة المعتمدة. يجب أن يوفر الجهاز المحدد سعة معتمدة أو موثقة كافية لأساس الخدمة المحدد.
8. راجع النظام المثبت. تحقق من فقدان المدخل، والضغط الخلفي، ومقاومة المخرج، وتوجيه التفريغ، وظروف التنفيس المتزامنة.

لماذا يختلف حساب مقاسات صمام الأمان عن اختيار مقاس الوصلة

تصف أحجام المدخل والمخرج كيفية اتصال الصمام بالمعدات ونظام التفريغ. لا تحدد مساحة التدفق الداخلية أو تثبت أن الصمام يمكنه تفريغ حمل التنفيس المطلوب.

يتأثر أداء التنفيس الفعلي بما يلي:

• مساحة التفريغ الفعالة أو الفعلية؛;
• رفع الصمام ومسار التدفق الداخلي؛;
• معامل التصريف المعتمد;
• ضغط الضبط وضغط التنفيس المطلق;
• طور وخصائص المائع;
• درجة حرارة التنفيس;
• الضغط الخلفي المتراكب والمتراكم؛;
• معاملات اللزوجة، الانضغاطية، أو معاملات تصحيح البخار;
• معاملات تركيبة قرص التمزق عند الاقتضاء;
• السعة المعتمدة من المصنع وأساس الاعتماد.

يمكن وصف صمامين كلاهما بحجم 2 بوصة × 3 بوصة ولا يزال لديهما تسميات فتحات مختلفة، ورفع مختلف، ومعاملات تصريف مختلفة، وسعات معتمدة مختلفة. لذلك، فإن الاستبدال بنفس الحجم لا يعادل تلقائيًا من حيث السعة.

قائمة مرجعية سريعة لحساب مقاسات صمامات الأمان في 60 ثانية

قبل البدء في أي حساب أو مراجعة من المورد، تأكد من توفر المعلومات التالية. يجب تحديد البيانات المفقودة بوضوح بدلاً من استبدالها بافتراضات صامتة.

عندما تكون هذه المدخلات غير مكتملة، قم بتقديم ورقة البيانات المتاحة، مخطط الأنابيب والأجهزة (P&ID)، رسم المعدات، لوحة اسم الصمام القديم ورسم المخرج عبر اسأل مهندسًا حتى يمكن تحديد المعلومات المفقودة قبل تقديم عرض السعر.

حساب مقاسات صمامات الأمان واختيارها ومعايير API: أي صفحة يجب أن تستخدم؟

يمنع تحديد ملكية الصفحة بوضوح الارتباك التقني وتضارب الكلمات المفتاحية. تخدم موارد ZOBAI هذه أغراضًا مختلفة:

ما هي سعة التنفيس المطلوبة؟

سعة التنفيس المطلوبة هو التدفق الذي يجب تصريفه أثناء حدث الضغط الزائد الموثوق به الذي يحكم النظام، وذلك لضمان بقاء المعدات المحمية ضمن حد الضغط المطبق.

تأتي هذه القيمة من النظام وسيناريو التنفيس - وليس من كتالوج الصمامات. يمكن للمورد المساعدة في مطابقة الجهاز بعد استلام أساس الحساب، ولكن نموذج المنتج لا يمكنه تحديد حمل التنفيس بنفسه.

السعة المطلوبة تأتي من سيناريو التنفيس

قد يلزم توثيق أكثر من سيناريو واحد. الحالة التي تتطلب أكبر تدفق اسمي ليست تلقائيًا الحالة الوحيدة المهمة لأن طور السائل، والضغط الخلفي، والضغط الزائد المسموح به، وقواعد الأجهزة المتعددة وسلوك نظام التفريغ يمكن أن تغير الصمام المتحكم أو متطلبات التركيب.

ما هي سعة التنفيس المعتمدة؟

سعة تنفيس معتمدة هي قيمة سعة معتمدة مرتبطة بتصميم معتمد لتركيب جهاز تنفيس الضغط. وهي تمكن المهندسين والمشترين والمفتشين وأصحاب المعدات من مقارنة الجهاز المختار مقابل حمل التنفيس المطلوب.

في سياقات ASME والمجلس الوطني المعمول بها، يمكن التحقق من معلومات الجهاز المعتمد من خلال المورد الرسمي مورد شهادات أجهزة تنفيس الضغط بالمجلس الوطني (NB-18). يدير المجلس الوطني أيضًا برامج شهادات سعة أجهزة تنفيس الضغط من خلال مختبر تنفيس الضغط.

السعة المطلوبة، السعة المحسوبة، السعة المقدرة والسعة المعتمدة

المصطلحات الرئيسية المستخدمة في حساب مقاسات صمامات الأمان

لشرح مفصل حول ضغط الضبط، الضغط الزائد، التراكم، وتنفيس الضغط، اقرأ ضغط ضبط صمام الأمان، الضغط الزائد وتنفيس الضغط (Blowdown) مشروحة.

خريطة مدخلات حساب صمام الأمان

يعتمدت المعادلة الدقيقة على الكود، الوسط، ونظام التدفق. يوضح الجدول أدناه أنواع المدخلات التي تتحكم عادةً في الحساب دون إعادة إنتاج معادلة قياسية محمية بحقوق الطبع والنشر أو استبدال البرامج المعتمدة.

تنص API على API 520 الجزء الأول، الإصدار العاشر يوفر إجراءات تحديد المقاسات لاختيار أجهزة تخفيف الضغط في تطبيقات المصافي. يجب تأكيد المعيار والإصدار المطبقين من مواصفات المشروع بدلاً من افتراضهما من هذه المقالة.

عملية حساب مقاسات صمام الأمان خطوة بخطوة

الخطوة 1: تحديد المعدات المحمية

سجل علامة المعدات، نوع المعدات، MAWP، ضغط التصميم، ضغط التشغيل، درجة حرارة التصميم، درجة حرارة التشغيل، مصادر الضغط المتصلة، وكود البناء المطبق. الغلاية، وعاء الضغط، المبادلة الحرارية، حزمة الضاغط، وعاء غاز البترول المسال، وخط السائل المحظور لا تشترك في نفس أساس الحماية.

الخطوة 2: تحديد كل سيناريو تخفيف محتمل

قم ببناء قائمة حالات التخفيف قبل حساب التدفق. يجب أن تأخذ القائمة في الاعتبار أعطال التشغيل، أعطال المرافق، الحريق الخارجي، مصادر الضغط في المنبع، مواضع صمامات التحكم، مدخلات الحرارة، ظروف التفاعل، وتفاعلات نظام التفريغ. يُستخدم API 521 بشكل شائع على هذا المستوى النظامي في منشآت البترول والعمليات المطبقة. انظر صفحة دليل أنظمة تنفيس الضغط API 521 و صفحة API 521 الرسمية.

الخطوة 3: تحديد حمل التخفيف المطلوب

تحديد أو إنشاء التدفق الناتج عن كل سيناريو معقول. اذكر وحدات التدفق والأساس بوضوح. على سبيل المثال، الحجم القياسي للغاز يختلف عن الحجم الفعلي عند درجة حرارة وضغط التنفيس. غالبًا ما يكون أساس التدفق الكتلي أسهل في التتبع عبر الظروف المتغيرة.

الخطوة 4: تأكيد ضغط ودرجة حرارة التنفيس

لا تقم بنسخ ظروف التشغيل العادية إلى ورقة حساب المقاسات. يجب تحديد ضغط التنفيس من ضغط الضبط، والضغط الزائد المسموح به، وترتيب أجهزة الحماية. يجب أن تمثل درجة حرارة التنفيس السيناريو الحاكم وقد تختلف ماديًا عن درجة الحرارة العادية.

الخطوة 5: تأكيد حالة السائل وخصائصه

حدد ما إذا كان السائل يصل إلى الصمام كغاز، بخار، بخار مشبع، بخار فائق التسخين، سائل، سائل متطاير، أو خليط ثنائي الطور. قم بتأكيد التركيب، الوزن الجزيئي، الانضغاطية، الكثافة، اللزوجة، ضغط البخار، والخصائص المطلوبة الأخرى عند الظروف المحددة.

الخطوة 6: حساب مساحة التصريف المطلوبة

طبق طريقة الحساب المطلوبة للمشروع وعوامل التصحيح الحالية. وثّق كل افتراض، مصدر، ومراجعة للبرنامج. يجب أن تكون النتيجة هي الحد الأدنى لمساحة التصريف المطلوبة للحالة المحددة - وليس حجم الأنبوب الاسمي.

الخطوة 7: اختيار فتحة الصمام وتصميم الصمام المناسب التالي

اختر فتحة صمام قياسية أو من جهة تصنيع تلبي أو تتجاوز المساحة المطلوبة مع بقائها مناسبة للوسط، وضغط الضبط، ودرجة الحرارة، والضغط الخلفي. الفتحة الأكبر التالية ليست بالضرورة الإجابة النهائية إذا لم تكن استقرارية الصمام، أو الحد الأدنى للتدفق، أو التنفيس، أو القيود الميكانيكية مقبولة.

الخطوة 8: التحقق من السعة المعتمدة أو الموثقة من الجهة المصنعة

قارن حمل التنفيس المطلوب بالسعة المعتمدة أو الموثقة للطراز المحدد، والفتحة، وضغط الضبط، وأساس الوسط، وتصحيحات التطبيق. يجب أن يوضح العرض الفني هذه المقارنة بشكل صريح.

الخطوة 9: مراجعة ظروف المدخل والمخرج

تحقق من فقدان ضغط المدخل، مقاومة المخرج، الضغط الخلفي المتراكب والمتراكم، الرؤوس المشتركة، كاتمات الصوت، مداخن التصريف، قوى رد الفعل، الدعامات، والصرف. تشير API إلى أن API 520 الجزء الثاني، الإصدار السابع يتضمن إرشادات تحليل هندسي للتركيب المناسب لأجهزة تخفيف الضغط.

الخطوة 10: الموافقة على حزمة وثائق قابلة للتتبع

يجب أن يربط الملف النهائي بين المعدات، وسيناريو التنفيس، والحساب، والفتحة المختارة، والسعة المعتمدة، وطراز الشركة المصنعة، ولوحة الاسم، ووثائق الفحص. بيان الكتالوج غير القابل للتتبع ليس سجل قياس حجم كامل.

اعتبارات حساب المقاسات للتدفقات البخارية، الغازية، السائلة، والطور المزدوج

حساب مقاسات صمام الأمان للبخار

لا ينبغي الموافقة على صمام معتمد للبخار المشبع عند ضغط معين لحالة فائقة التسخين مختلفة دون تطبيق الأساس المطلوب والتحقق من بيانات الشركة المصنعة. يجب أيضًا تنسيق حسابات البخار مع رفع الصمام، والتنفيس، ومتطلبات الرافعة، والصرف، وأنابيب التفريغ. للمنتجات ذات الصلة، انظر صمامات أمان للبخار و صمامات أمان كامل الرفع.

حساب مقاسات صمام الأمان للغاز

يعتمد حساب الغاز على خصائص الغاز الفعلية وظروف التنفيس. عندما يتم ذكر القيمة المعتمدة للهواء، قم بتوثيق التحويل إلى الغاز الفعلي أو احصل على تأكيد من الشركة المصنعة. لأنظمة الغاز النظيف ذات السعة العالية، صمام أمان يعمل بالبايلوت يمكن النظر فيه بعد مراجعة نظافة الوسط، والضغط الخلفي، ومتطلبات الصيانة.

حساب مقاسات صمامات تنفيس السوائل

يتطلب حساب السائل أساسًا واضحًا لفرق الضغط ومراجعة اللزوجة والتبخير وضغط المخرج. قد تتطلب تطبيقات التنفيس الحراري سعة محدودة، ولكنها لا تزال بحاجة إلى مصدر حرارة موثق، وحجم محبوس، ووجهة تنفيس، وأساس لضغط الضبط.

الأنظمة ثنائية الطور والتفاعلية

يجب التعامل مع حالات التنفيس ثنائية الطور، والوميض، والتفاعلية كحسابات متخصصة. قد تتطلب هذه الحالات أساليب سلامة العمليات، والنمذجة الديناميكية الحرارية، وبيانات التفاعل، والتحليل الديناميكي، ومراجعة نظام التفريغ بما يتجاوز المعادلات التقليدية أحادية الطور.

كيف يؤثر الضغط الخلفي على حساب المقاسات والسعة المركبة

الضغط الخلفي ليس رقمًا نهائيًا يُضاف بعد اختيار الصمام. يمكن أن يؤثر على معامل التصحيح المطلوب، ونوع الجهاز، والسعة المعتمدة، وسلوك الفتح، والاستقرار، وإعادة الإغلاق.

• الضغط الخلفي المتراكب موجود عند المخرج قبل أن يفتح الصمام وقد يكون ثابتًا أو متغيرًا.
• الضغط الخلفي المتراكم يتطور بعد الفتح بسبب مرور التدفق عبر أنابيب المخرج ونظام التخلص.
• إجمالي الضغط الخلفي أثناء التنفيس يجمع بين مكونات الضغط المتراكب والمبني المطبقة.

قد يكون المصدر عبارة عن خط تجميع الشعلة، أو فتحة تهوية مغلقة، أو جهاز غسل، أو خط استرداد، أو كاتم صوت، أو أنبوب تفريغ طويل، أو تفريغ متزامن من أجهزة أخرى. يجب أن يأتي معامل التصحيح المختار والحد المسموح به من طريقة الحساب المطبقة وبيانات الشركة المصنعة المعتمدة.

استخدم دليل الضغط الخلفي والمنفاخ المتوازن لتحقيق التوازن بين القوى واختيار نوع الصمام، و دليل تركيب صمام الأمان لخسارة المدخل، توجيه المخرج، الدعم والتصريف.

مساحة الفتحة، مقاس الصمام وتعيينات تصميم API 526

مساحة التفريغ المطلوبة هي نتيجة حساب. فتحة الصمام المختارة هي تسمية تدفق قياسية أو من الشركة المصنعة. وصلات المدخل والمخرج هي واجهات ميكانيكية. هذه القيم مرتبطة ببعضها البعض، لكنها ليست قابلة للتبديل.

يُستخدم معيار API 526 بشكل شائع كمواصفات شراء لصمامات تنفيس الضغط القياسية المزودة بفلنجات فولاذية. يدعم التواصل بين تعيين الفتحة، مقاس المدخل والمخرج، تصنيف الضغط، المواد، حدود الضغط ودرجة الحرارة، والأبعاد. لا يحل محل حساب حمل التنفيس أو التحقق من السعة المعتمدة. انظر دليل صمامات الأمان المزودة بفلنجات وفقًا لمعيار API 526.

لمسارات المنتجات التي تعتمد على السعة، راجع صمامات أمان ذات فتحة كبيرة, صمامات أمان كامل الرفع و صمامات أمان بفلنجة.

مثال توضيحي: ضغط ضبط صحيح ولكن سعة معتمدة غير كافية

ما هو هامش السعة المطلوب؟

يجب أن تلبي السعة المعتمدة أو الموثقة المختارة السعة المطلوبة وفقًا للأساس المعتمد. لا توجد نسبة مئوية إضافية عالمية يجب تطبيقها على كل صمام. يجب أن يتبع أي هامش تصميم مواصفات المشروع وطريقة الحساب ومراجعة عدم اليقين وموافقة المهندس المسؤول. لا ينبغي استخدام الهامش لإخفاء بيانات العملية المفقودة، ويجب تجنب التحجيم المفرط.

بيانات لوحة الاسم والشهادة للتحقق قبل الموافقة

للحصول على حزمة تجارية ووثائق كاملة، استخدم قائمة تدقيق شراء صمامات الأمان للمهندسين والمشترين.

عندما يتطلب حساب المقاسات هندسة متخصصة أو مراجعة من الشركة المصنعة

لا ينبغي اختزال الظروف التالية إلى مقارنة بسيطة في الكتالوج:

الأخطاء الشائعة في حساب مقاسات صمامات الأمان

1. الاختيار حسب حجم المدخل والمخرج. الملاءمة الميكانيكية لا تثبت مساحة الفتحة أو السعة.
2. استخدام تدفق العملية العادي كحمل تخفيف. قد تختلف حالة الطوارئ الحاكمة بشكل كبير.
3. التحقق من ضغط الضبط ولكن ليس السعة. يمكن للصمام أن يفتح بشكل صحيح ولا يزال غير قادر على التحكم في الحدث.
4. استخدام سعة الهواء مباشرة لغاز آخر. قد يتطلب الوزن الجزيئي، ودرجة الحرارة، والانضغاطية، وأساس الضغط التحويل.
5. تجاهل التدفق الوامض أو ثنائي الطور. قد تقلل معادلة أحادية الطور من المساحة المطلوبة أو تمثل سلوك التفريغ بشكل خاطئ.
6. تجاهل الضغط الخلفي. يمكن أن تؤثر الرؤوس المغلقة، وأجهزة كتم الصوت، وأنابيب المخرج على مدى ملاءمة الحساب والتركيب.
7. استخدام معامل تفريغ مفترض. يجب أن يأتي المعامل المطلوب من أساس الحساب والشهادة المعتمدين.
8. إضافة عامل أمان اعتباطي. الزيادة المفرطة في الحجم ليست بديلاً عن تحليل حمل التنفيس الصحيح.
9. الفشل في إعادة الحساب بعد تغييرات العملية. زيادة الإنتاجية، أو تغيير التركيب، أو إضافة حرارة جديدة، أو تعديل أنابيب التفريغ يمكن أن يبطل الأساس القديم.
10. قبول شهادة عامة. يجب أن تكون المستندات قابلة للتتبع إلى الجهاز المعروض، وفتحة التصريف، وأساس الضغط والسعة.

قائمة تدقيق حساب مقاسات صمامات الأمان للمهندسين والمشترين

أسئلة شائعة حول حساب مقاسات صمامات الأمان والسعة المعتمدة