بالنسبة لحالة انفجار أنبوب مبادل حراري موثوقة، يجب تحديد مقاس صمام الأمان وفق سعة التنفيس المطلوبة المتبقية بعد تحديد معدل التدفق الفعلي للانفجار، وطور التنفيس، واستجابة نظام الضغط المنخفض المتصل، وأي اعتماد تقني مبرر لتدفق النظام. ولا ينبغي تحديد المقاس تلقائيًا بناءً على التدفق الطبيعي للمبادل، أو مقاس الوصلة، أو صمام موجود، أو …
بالنسبة لحالة انفجار أنبوب مبادل حراري موثوقة، يجب تحديد مقاس صمام الأمان وفق سعة التنفيس المطلوبة المتبقية بعد تحديد معدل التدفق الفعلي للانفجار، وطور التنفيس، واستجابة نظام الضغط المنخفض المتصل، وأي اعتماد تقني مبرر لتدفق النظام. ولا ينبغي تحديد المقاس تلقائيًا بناءً على التدفق الطبيعي للمبادل، أو مقاس الوصلة، أو صمام موجود، أو افتراض أن كامل تدفق جانب الضغط العالي يدخل إلى جانب الضغط المنخفض.
لذلك، يُعد انفجار الأنبوب مشكلة فرط ضغط على مستوى النظام قبل أن يصبح مشكلة سعة صمام. يحتاج المهندس أولًا إلى تحديد حدود الضغط العالي والضغط المنخفض الفعلية، وتحديد مسار الفشل الداخلي المفترض، وتحديد ما يمكن أن يعبر ذلك المسار وفي أي حالة، وتحديد ما يمكن للنظام المتصل ذي الضغط المنخفض التعامل معه بشكل مشروع، وتقرير ما إذا كانت أسس التنفيس في الحالة المستقرة كافية.
هذا المنطق مفيد في خدمات المبادلات ذات الغلاف والأنابيب في المصافي والبتروكيماويات ومعالجة الكيماويات ومعالجة الغاز والمرافق وغيرها، لأن السؤال الحاكم ليس تصنيف الصناعة، بل علاقة الضغط بين الجانبين واستجابة النظام المستقبِل عند فشل حد ضغط داخلي.
التسلسل الهندسي هو: سيناريو موثوق → حد الضغط العالي/المنخفض → أساس الفشل → تدفق الانفجار والطور → استجابة نظام الضغط المنخفض → اعتماد النظام المبرر → كفاية الحالة المستقرة/العابرة → سعة جهاز التنفيس المطلوبة (PRD) → تحديد مقاس الصمام لاحقًا وطلب عرض السعر.
تأكيد سيناريو انفجار الأنبوب وحد الضغط المعرض للخطر
التمييز بين جانبي الضغط العالي والضغط المنخفض وجانبي الغلاف والأنابيب
الخطأ الأول الذي يجب تجنبه هو افتراض أن جانب الغلاف هو دائمًا جانب الضغط المنخفض أو أن جانب الأنابيب هو دائمًا جانب الضغط العالي. يصف جانبا الغلاف والأنابيب إنشاء المبادل؛ بينما يصف جانبا الضغط العالي والمنخفض علاقة الضغط الفعلية للخدمة.
بالنسبة لتحليل تنفيس انفجار الأنبوب، السؤال ذو الصلة هو: أي نظام ضغط يمكنه دفع المائع عبر فشل أنبوب داخلي، وأي حد ضغط منخفض قد يتعرض لفرط الضغط نتيجة لذلك؟
تعترف الهيئة التنفيذية للصحة والسلامة في المملكة المتحدة (HSE) بتمزق الأنبوب كأحد أنماط فشل المبادلات الحرارية التي يجب أخذها في الاعتبار عند تقييم سلامة المصنع. كما يتعامل العمل في مجال سلامة العمليات لدى AIChE مع تمزق الأنبوب كفشل داخلي قادر على إجهاد نظام ذي ضغط أقل. يجب تأكيد ضغوط المشروع الفعلية والحدود المسموح بها وتوزيع الخدمة بين الغلاف والأنابيب من أساس التصميم المعتمد للمشروع بدلاً من استنتاجها من إنشاء المبادل وحده.
على سبيل المثال، يمكن أن يبدو مبادلان متشابهين ميكانيكياً بينما تكون علاقة الضغط بينهما معاكسة. في إحدى الخدمات قد يكون تيار جانب الأنابيب هو مصدر الضغط العالي؛ وفي أخرى قد يكون جانب الغلاف هو المصدر. لذلك فإن مراجعة التنفيس التي تبدأ من فرضية “الغلاف يساوي ضغطاً منخفضاً” قد تحدد حدود الحماية الخاطئة قبل أن يبدأ أي حساب للمقاسات.
لسيناريوهات تنفيس المبادل الأوسع نطاقاً بما يتجاوز مسألة واجب تمزق الأنبوب التي يتناولها هذا المقال، راجع دليل تطبيق صمام الأمان للمبادلات الحرارية.
تحديد حدود الضغط المنخفض المتصلة
قد تمتد حدود الضغط المهددة إلى ما هو أبعد من جسم المبادل. إذا بقي جانب الضغط المنخفض متصلاً بالأنابيب أو المعدات الأخرى أثناء الحدث، فيجب أن يحدد التحليل نظام الضغط المتصل ذا الصلة بدلاً من افتراض أن المبادل وحده هو المعرض للخطر.
لا يعني هذا أن كل عنصر متصل ينتمي تلقائياً إلى حساب تنفيس واحد متطابق. بل يعني أنه يجب تحديد حدود الحماية بشكل متعمد قبل إمكانية تحديد حمل التنفيس المطلوب.
- المصدر: أي نظام ضغط يمكن أن يغذي الفشل الداخلي؟
- حدود الاستقبال: أي معدات ذات ضغط منخفض وأنابيب متصلة تكون معرضة للخطر؟
- الاتصالات المفتوحة: أي المسارات تبقى متصلة أثناء الحالة الطارئة؟
- الحماية: أي جزء من هذا الحد يُقصد حمايته بواسطة نظام تنفيس الضغط؟
من العادات المفيدة في مراجعة التصميم تتبع الجانب منخفض الضغط إلى ما بعد فوهة المبادل الحراري قبل مناقشة الصمام. إذا بقي المبادل متصلاً هيدروليكياً بمجمع أو وعاء أو فاصل أو دائرة رجوع أو أي معدات أخرى حاوية للضغط أثناء الحادث، فقد يغيّر ذلك الاتصال استجابة النظام. وجود الاتصال لا يمنح تلقائياً رصيداً للتنفيس، لكن تجاهله قد ينتج نموذجاً ناقصاً بالمثل.
إذا تعذّر حل هذه الأسئلة من أساس المشروع، فينبغي إيقاف العمل على القدرة المطلوبة بدلاً من ترك مقاس صمام مفترض يحدد النظام المحمي بأثر رجعي.
افصل مصداقية السيناريو عن حساب حمل التنفيس
تُظهر أعمال سلامة العمليات المتعلقة بتمزق الأنابيب وفق AIChE أن مصداقية السيناريو واستراتيجية الحماية المناسبة قد يتطلبان بحد ذاتهما تقييماً هندسياً. لذلك ينبغي أن يبقى تقييم المصداقية وتحديد حمل التنفيس قرارين منفصلين.
- حدّد ما إذا كان تمزق الأنابيب ينتمي إلى تحليل الضغط الزائد.
- إذا كان كذلك، فحدّد الحمل الذي يجب أن يتعامل معه نظام الحماية.
لا يمكن استبدال تقييم المصداقية بعبارة عابرة بأن تمزق الأنابيب غير محتمل. وبالمثل، فإن الاعتراف بمصداقية تمزق الأنابيب لا يثبت مساحة فشل عالمية أو تدفقاً مطلوباً أو حلاً لجهاز تنفيس.
| مراجعة الحالة | الإجراء الهندسي | حد القرار |
|---|---|---|
| السيناريو والحد المحمي محددان بشكل كافٍ | تابع إلى تحليل مسار الفشل. | لا تنتقل مباشرة إلى اختيار طراز الصمام أو الفتحة. |
| لا يزال انطباق السيناريو أو الحد المحمي غير محسوم | تعليق أساس التحجيم وسد مدخل الهندسة المفقود. | لا تستخدم مقاس PSV مفترضًا لسد فجوة تعريف السيناريو. |
| تحكم عملية منفصلة في جزء من المشكلة | أحِل هذا السؤال إلى التخصص المسؤول عن تحليل المخاطر مع الاحتفاظ بواجهة التنفيس حيثما ينطبق ذلك. | لا تتعامل مع تحجيم PRD على أنه تقييم المخاطر الكامل. |
حدد مسار فشل الأنبوب المعتبر قبل حساب معدل التصريف
حدد الفشل الداخلي المفترض
بالنسبة لتحليل التنفيس، يُعد سيناريو تمزق الأنبوب مسار فشل داخلي مفترض ومحدد بين النظامين ذوي الضغط الأعلى والأدنى. ولا ينبغي التعامل معه كمرادف لكل ثقب دقيق أو مسار رشح أو تسرب بسيط من الأنبوب.
أساس الفشل مهم لأن كمية السائل التي يمكن أن تنتقل إلى الجانب ذي الضغط الأدنى تعتمد على المسار الذي يمكن أن يتسرب منه ذلك السائل.
هندسة الفشل المنطبقة هي مدخل هندسي خاص بالمشروع. لا تحدد هذه المقالة مساحة تمزق عامة أو عدد الأنابيب الفاشلة أو أبعاد الأنبوب أو أي افتراض فشل ثابت آخر.
افترض مبادلًا حراريًا توضيحيًا يحتوي على جانب واحد منه على تيار عملية بضغط أعلى بكثير، وعلى الجانب الآخر دائرة بضغط أقل. وحتى إذا كان التيار عالي الضغط ذا معدل تدفق طبيعي كبير، فإن حساب التنفيس لا يبدأ بنسخ ذلك المعدل إلى ورقة بيانات PSV. بل يبدأ بالسؤال عمّا يربطه فعليًا عطل الأنبوب المحدد، وما التدفق الذي يمكن أن يمر عبر مسار العطل هذا في ظل ظروف المصدر والاستقبال المعمول بها.
تحديد مصدر الضغط العالي المغذي لمسار العطل
يحدد الجانب عالي الضغط مصدر الحدث، لكن لا يعني توفر المصدر أن معدل التدفق عبر التمزق هو نفسه.
ينبغي أن تُبقي المراجعة الهندسية ثلاثة مفاهيم منفصلة:
- حالة المصدر: ما يمكن أن يوفره النظام عالي الضغط عند حدوث العطل؛;
- تقييد مسار العطل: ما تسمح به الفتحة الداخلية المفترضة بالمرور؛;
- حالة الاستقبال: كيف يؤثر النظام منخفض الضغط وحالة المائع فيما يدخل فعليًا إلى ذلك النظام.
قد تكون سعة التدفق الطبيعية للمبادل الحراري ذات صلة بسياق المصدر، لكنها ليست تلقائيًا معدل التدفق عبر التمزق. وبالمثل، لا ينبغي افتراض أن كامل تدفق الجانب عالي الضغط سيمر عبر العطل لمجرد وجوده في المنبع.
ولهذا السبب أيضًا، قد يؤدي البدء من صمام الأمان PSV الموجود إلى توجيه المراجعة في الاتجاه الخاطئ. فالصمام المركّب يخبرك بما تم اختياره سابقًا؛ لكنه لا يثبت ما يتطلبه سيناريو تمزق الأنبوب الحالي. فالسيناريو يحدد الحمل المطلوب أولًا. ثم تُقارن السعة المرشحة بذلك الحمل لاحقًا.
حافظ على هندسة العطل خاصة بالمشروع
يمكن أن تؤثر هندسة الفشل بشكل جوهري على التدفق عبر مسار التمزق الداخلي، وبالتالي يجب أن تُستمد من منهجية المشروع والأساس الهندسي المعتمدين.
قبل حساب الحمل، يجب أن يؤكد الأساس الهندسي للمشروع أبعاد الأنبوب، وهندسة الفشل المفترضة، وعدد الأنابيب الفاشلة حيث ينطبق، ومساحة التدفق الفعالة، وظروف الضغط العالي والمنخفض الفعلية المستخدمة في التحليل.
إذا لم يتم تحديد مسار الفشل، فلا تحسب أو تقبل حملًا مطلوبًا لتمزق الأنبوب. إن مقاس PSV موجود، أو مقاس فوهة المبادل الحراري، أو نتيجة سابقة لا يثبت الأساس المفقود للفشل.
حدد ما يعبر فعليًا مسار التمزق
لا تستخدم تدفق المبادل الحراري الطبيعي كتدفق التمزق الافتراضي
يصف تدفق المبادل الحراري الطبيعي التشغيل المقصود. بينما يصف تدفق تمزق الأنبوب الانتقال عبر مسار فشل داخلي غير مقصود. إنهما كميتان هندسيتان مختلفتان.
قد يشكل تدفق التشغيل الطبيعي جزءًا من سياق المصدر أو النظام، لكن لا ينبغي أن يصبح تلقائيًا الحمل المطلوب لصمام الأمان.
يجيب تدفق العملية الطبيعي عن كيفية تشغيل المبادل الحراري. ويجيب تدفق التمزق عما يمكن أن يعبر الفشل أثناء حدث الضغط الزائد.
يصبح هذا التمييز مفيدًا بشكل خاص أثناء التجديدات ومراجعات استبدال الصمامات. قد تُظهر ورقة بيانات العملية التدفق الطبيعي فورًا بينما يكون أساس تمزق الأنبوب الأصلي مفقودًا أو موثقًا بشكل ضعيف. لا ينبغي استبدال تدفق التشغيل المتاح بسهولة بالتحليل المفقود للتنفيس لمجرد أنه الرقم الأسهل في العثور عليه.
لا تفترض أن مجرى الضغط العالي بأكمله يعبر الفشل
الاختصار المعاكس غير موثوق أيضًا: افتراض أن مجرى جانب الضغط العالي بأكمله يصبح تلقائيًا تدفق تمزق الأنبوب.
تعتمد الكمية الواصلة إلى الجانب منخفض الضغط على مسار الفشل المحدد، وظروف المصدر المتاحة، والمقاومات بين المصدر ونقطة الفشل، وسلوك المائع عبر الفشل.
- المصدر: حدد ما يمكن أن يغذي الفشل.
- المسار: حدد أساس الفشل الداخلي المفترض.
- الانتقال: حدد ما يمكن أن يعبر ذلك المسار.
- الحالة: حدد الطور أو الحالة التي تصل إلى النظام المستقبِل.
- الاستجابة: عندها فقط حدد ما يجب أن يتعامل معه النظام منخفض الضغط وجهاز تنفيس الضغط المخصص.
يجب أن تغذي نتيجة سلسلة الهندسة هذه فقط حساب السعة المطلوبة.
حدد طور المائع الواصل إلى الجانب منخفض الضغط
الطور السائل جزء من أساس التنفيس الناتج عن انفجار الأنبوب، وليس تفصيلاً يمكن تأجيله حتى اختيار الصمام.
درست نمذجة انفجار الأنبوب وفق AIChE حالات مختلفة لاستجابة السائل والبخار، مما يدعم الاستنتاج بأن سلوك الطور يمكن أن يؤثر تأثيرًا جوهريًا على استجابة الضغط في الجانب منخفض الضغط. واعتمادًا على الخدمة الفعلية، قد يبقى المائع العابر لنقطة الفشل في طور مشابه، أو يتبخر الوميضي، أو ينشأ عنه طور مختلط أو ثنائي الطور.
من الأمثلة العملية المهمة سائل عالي الضغط يتعرض لانخفاض كبير في الضغط عند دخوله الجانب منخفض الضغط. وكون التيار المصدر كان سائلًا في المنبع لا يثبت أن حالة التنفيس تبقى سائلة. وإذا أصبح التبخر الوميضي ذا صلة، فيجب أن تعكس استجابة النظام المستقبِل ومهمة جهاز تنفيس الضغط النهائية تلك الحالة الفعلية بدلًا من التسمية في المنبع.
الدرس المعاكس لا يقل أهمية: لا تفترض التبخر الوميضي لمجرد انخفاض الضغط. فلا يمكن تحديد حالة التنفيس الفعلية من نوع المبادل الحراري وحده. ويجب إثبات تركيب المائع وخصائصه الديناميكية الحرارية وظروف الضغط العالي والمنخفض وسلوك الطور الناتج من بيانات المشروع.
لذلك ينبغي للمهندس ألا يسأل فقط: “ما هو معدل تدفق الانفجار؟” بل “أي تدفق وبأي حالة يشكّل فعليًا تحدّي الضغط الزائد في الجانب منخفض الضغط؟”
إذا كان سلوك الطور قادرًا على تغيير المهمة المطلوبة تغييرًا جوهريًا وظل غير محسوم، فيجب أن يبقى أساس حساب المقاس على تعليق.
حدّد مقدار الحدث الذي يمكن لنظام الضغط المنخفض أن يتعامل معه بشكل مشروع
حدّد استجابة نظام الضغط المنخفض المتصل
التدفق الداخل إلى الجانب منخفض الضغط ليس بالضرورة مطابقًا للتدفق الذي يجب أن يمرره في النهاية جهاز تنفيس ضغط مخصص.
بعد إثبات تدفق الدخول الناتج عن الانفجار، يصبح السؤال التالي هو كيف يستجيب نظام الضغط المنخفض المتصل. فقد ينتقل المائع إلى معدات متصلة أو عبر مسار آخر متاح، لكن أي استجابة من هذا القبيل يجب تقييمها في ظل حالة انفجار الأنبوب الطارئة بدلًا من استنتاجها من التشغيل العادي.
تدفق الانفجار هو التحدي الداخل إلى نظام الضغط المنخفض. أما مهمة جهاز تنفيس الضغط المطلوبة فهي الجزء الذي يجب أن تتولاه وظيفة تنفيس الضغط المخصصة بعد احتساب استجابة النظام المبررة فنيًا فقط.
لا تُحتسب المنافذ الحالية أو مسارات التصريف المفتوحة إلا عند وجود مبرر هندسي
لا يُعد المنفذ الحالي على جانب الضغط المنخفض سعة تنفيس إضافية تلقائيًا. تدعم أعمال AIChE التي تبحث في الدوائر الهيدروليكية ذات الضغط المنخفض في حماية انفجار الأنابيب التعامل مع هذا المسار كاحتساب هندسي محتمل فقط بعد إثبات دوره في سيناريو الطوارئ.
من الأخطاء الشائعة في مراجعة التصميم مخرج يبدو مفتوحًا بشكل مريح أثناء التشغيل العادي. قد يكون من المغري اعتبار تدفقه الطبيعي سعة متاحة بالفعل أثناء تمزق الأنبوب. لكن الأسئلة الحقيقية هي: هل يبقى ذلك المسار متصلًا؟ وهل يبقى متاحًا في حالة الطارئ؟ وما الذي يمكنه تمريره تحت تلك الظروف؟ وهل يُسمح لأساس الحماية في المشروع بالاعتماد عليه؟.
قبل اعتماد أي مسار قائم، يجب حسم أربعة أسئلة:
- التوصيل: هل المسار متصل فعليًا بالنظام المحمي أثناء حالة الطارئ؟
- التوافر: هل يُتوقع أن يبقى مفتوحًا ومتاحًا عند حدوث تمزق الأنبوب؟
- أساس السعة: هل تم تحديد سعته ذات الصلة في حالة الطارئ بدلًا من استنتاجها من التدفق الطبيعي؟
- أساس الحماية: هل يُقبل الاعتماد على ذلك المسار كجزء من أساس الحماية من الضغط الزائد في المشروع؟
إذا بقي أي من هذه الأسئلة دون حل، فلا ينبغي خصم تدفق المخرج الطبيعي بصمت من واجب جهاز تنفيس الضغط المطلوب.
| حالة مسار موجود | معالجة واجب التنفيس | قرار |
|---|---|---|
| يتم تبرير السعة المتاحة والاحتياطية تقنيًا ضمن أساس الحماية | استخدم فقط الاعتماد النظامي المحدد من تحليل المشروع. | تابع إلى تحديد الواجب المتبقي. |
| المسار موجود لكن السعة المتاحة أو الاحتياطية غير محسومة | لا تفترض وجود اعتماد. | تعليق افتراض الاعتماد. |
| المسار غير متاح للطوارئ | لا تعتمد عليه كجزء من أساس التنفيس. | حدد متطلبات الحماية المتبقية دون هذا الاعتماد. |
افصل سعة التعامل مع النظام عن واجب جهاز تنفيس الضغط المتبقي
يجب أن يحافظ التحليل على فصل ثلاث طبقات:
- تحدي التمزق الوارد: ما يدخل إلى النظام منخفض الضغط عبر الفشل الداخلي المفترض؛;
- التعامل المبرر للنظام: ما يمكن للنظام المتصل أن يستوعبه أو يمرره بشكل مشروع أثناء الحالة الطارئة؛;
- واجب التنفيس المتبقي المطلوب: ما يتبقى لوظيفة تنفيس الضغط المخصصة.
هذه طبقات هندسية مفاهيمية، وليست صيغة حسابية عامة. يجب تحديد مقدار رصيد تدفق النظام، إن وُجد، من تحليل الحالة الطارئة الفعلية.
لا ينبغي استخدام سعة صمام موجود لعكس هندسة هذا الواجب. الواجب المطلوب يأتي من تحليل السيناريو؛ ويُتحقق من السعة المرشحة بعد ذلك.
يُعد هذا أحد أكثر الفحوصات فائدة في أعمال المواقع القائمة. إذا بدأ الاستدلال بعبارة “الصمام المركب يمرر هذا القدر من التدفق، إذن يجب حماية المبادل الحراري”، فإن المنطق مقلوب. يجب أن يكون بإمكان المراجعة تتبع الواجب بشكل مستقل عن الصمام المركب، وعندها فقط مقارنة الجهاز الموجود بالمتطلب المعاد بناؤه.
توجيه الخلط التفاعلي بين التيارات إلى تحليل مخاطر منفصل
قد يؤدي تمزق الأنبوب إلى تلامس تيارين من العمليات. وإذا كان الخلط قادرًا على إحداث تفاعل منفصل أو توليد بخار أو تحرير طاقة، فإن حساب تنفيس تمزق الأنبوب الهيدروليكي وحده لا يغلق هذه المخاطر.
يصبح هذا الحد مهمًا بشكل خاص في المبادلات الحرارية التي يحتوي فيها كلا الجانبين على سوائل عملية بدلاً من اقتران خدماتي غير ضار. قد يكون حمل النقل الهيدروليكي جزءًا واحدًا فقط من الحدث إذا أدى الخلط بين التيارين إلى خطر إضافي.
يجب توجيه هذه الحالة إلى تحليل مخاطر العملية المناسب. قد يظل تحجيم PRD جزءًا من استراتيجية الحماية، لكنه لا يمكن أن يحل محل تقييم خطر الخلط نفسه.
يعتمد وجود مثل هذا الخطر على سوائل وظروف العملية الفعلية ويجب تأكيده من أساس سلامة العملية للمشروع.
حدد ما إذا كان تحجيم التنفيس في الحالة المستقرة كافيًا
حدد متى يمكن أن تتحكم استجابة الضغط المبكرة في قرار الحماية
يسأل حساب التنفيس التقليدي عن معدل التدفق الذي يجب أن يتعامل معه نظام الحماية. تضيف بعض حالات تمزق الأنبوب سؤالًا آخر: هل يمكن أن يشهد الحد منخفض الضغط استجابة ضغط سريعة قبل أن يكون توازن التنفيس في الحالة المستقرة كافيًا لإثبات الحماية؟
يدعم العمل الفني لـ AIChE و IChemE حول تمزق أنبوب المبادل الحراري النظر في الاستجابة العابرة للجانب منخفض الضغط حيث يكون توقيت ارتفاع الضغط واستجابة الحماية مهمًا. هذا لا يعني أن كل مبادل يتطلب نمذجة ديناميكية.
من الأمثلة المفيدة الجانب منخفض الضغط الذي يحتوي على كمية كبيرة من السائل مع قابلية انضغاط محدودة. يمكن أن يؤدي التدفق المفاجئ من الجانب عالي الضغط إلى جعل استجابة الضغط المبكرة جزءًا مهمًا من مسألة الحماية. في مبادل آخر بمخزون ومسار تدفق وسلوك طوري وعلاقة ضغط مختلفة، قد يكون أساس الحالة المستقرة كافيًا. يجب أن يتبع أسلوب التحليل سلوك النظام بدلاً من قاعدة عامة.
افصل سعة الحالة المستقرة عن حماية الضغط العابرة
هذه الاستنتاجات ليست متكافئة:
- يمكن للصمام أن يمرر معدل التدفق المطلوب في الحالة المستقرة المحددة؛;
- ثبت أن النظام المحمي يظل محميًا بشكل كافٍ طوال حدث انفجار الأنبوب.
قد يتطلب الاستنتاج الثاني أدلة إضافية على استجابة النظام.
لذلك لا ينبغي التعامل مع صمام أمان أكبر كحل شامل لحالة عابرة ناتجة عن تمزق سريع للأنبوب. وإذا كان السؤال غير المحسوم يتعلق بتوقيت ارتفاع الضغط أو استجابة النظام أو استجابة جهاز تنفيس الضغط أو موقع التركيب، فإن سعة إضافية في الحالة المستقرة لا تُثبت بحد ذاتها كفاية الحماية.
هناك أيضًا فرق مهم بين رقم متحفظ وأساس هندسي متحفظ. قد يبدو افتراض معدل تدفق كبير بشكل غير معتاد متحفظًا في فحص السعة في الحالة المستقرة، لكنه لا يحل افتراضًا خاطئًا للطور، أو رصيدًا غير مُتحقق منه لتدفق النظام، أو مشكلة ضغط عابرة مبكرة، أو مشكلة في استجابة جهاز الحماية. لا يمكن أن يحل التحفظ في مدخل واحد محل نموذج صحيح للسيناريو.
افحص استجابة جهاز تنفيس الضغط وموقعه فقط عندما يغيّران حماية النظام
تكون استجابة جهاز تنفيس الضغط وموقعه مهمين فقط عندما يؤثران تأثيرًا جوهريًا في استجابة الحماية لحد الضغط المعني. لا تحدد هذه المقالة زمن استجابة أو موقع تركيب؛ فهذه الاستنتاجات تعتمد على النظام الفعلي وتحليل المشروع.
| سؤال هندسي | إذا تم حله بشكل كافٍ | إذا لم يُحل وكان جوهريًا |
|---|---|---|
| هل يمثل أساس الحالة المستقرة بشكل كافٍ قرار الحماية المطلوب؟ | تابع نحو تثبيت الواجب. | صعّد إلى مراجعة الحالة العابرة أو الديناميكية المطلوبة. |
| هل يمكن أن تؤثر استجابة ضغط النظام المبكرة في كفاية الحماية؟ | احتفظ بالأساس الهندسي المُتحقق منه. | لا تدّعِ أن سعة الحالة المستقرة وحدها تغلق الملف. |
| هل استجابة جهاز تخفيف الضغط أو موقعه جوهري لاستجابة النظام؟ | تابع باستخدام الأساس المعتمد. | ضمّن تلك التأثيرات في تحليل النظام المسؤول قبل الاختيار النهائي. |
إذا بقيت كفاية تحليل الحالة المستقرة دون حل، يبقى أساس الواجب معلقًا على تعليق في انتظار المراجعة العابرة أو الديناميكية المطلوبة.
ثبّت واجب تنفيس انفجار الأنبوب المطلوب قبل اختيار صمام الأمان
وثّق أساس الفشل والأطوار المعتمد
قبل بدء حساب مقاسات الصمام، يجب أن يحدد الملف الهندسي أي نظام ضغط هو مصدر الضغط العالي، وأي حدود ضغط منخفض متصلة محمية، وأساس فشل الأنبوب المعتمد، والمائع المتنفّس، والطور أو الحالة المستخدمة في التحليل.
يجب أن تأتي الضغوط والهندسة وخصائص المائع وافتراضات الفشل وتدفق الانفجار المحسوب المستخدمة لإرساء ذلك الأساس من بيانات هندسة المشروع الفعلية.
هذا الانضباط التوثيقي مهم في المشاريع الجديدة وفي المنشآت القائمة للسبب نفسه: يجب أن يكون المهندس المستقبلي قادرًا على فهم سبب وجود واجب الصمام دون الحاجة إلى استنتاج السيناريو من الصمام المثبّت فعليًا.
توثيق أي اعتماد مبرر لتدفق النظام
إذا كانت واجب جهاز تنفيس الضغط (PRD) المطلوب يعتمد على مسار تدفق قائم على جانب الضغط المنخفض، فيجب أن يكون هذا الاعتماد ظاهرًا في الأساس الهندسي بدلًا من إخفائه داخل قيمة حمل التنفيس النهائية. يجب أن يُظهر السجل أنه تم تقييم المسار من أجل الحالة الطارئة وتحديد الدور المتوقع أن يؤديه.
تحديد واجب التنفيس المطلوب المتبقي
فقط بعد أن يتم حل مسار الفشل وتدفق التمزق وسلوك الأطوار واستجابة النظام المتصل ووضع التحليل المطلوب بشكل كافٍ، يمكن تثبيت الواجب المطلوب لتمزق الأنبوب.
ما التدفق المطلوب وحالة التنفيس التي يجب أن تتعامل معها وظيفة تنفيس الضغط المخصصة وفقًا لأساس تمزق الأنبوب المعتمد؟
- هل السيناريو معتمد للتحليل؟
- هل حدود الضغط العالي/المنخفض المحمية واضحة؟
- هل أساس مسار الفشل واضح؟
- هل يتم التمييز بين تدفق التمزق وتدفق العملية الطبيعي وإجمالي تدفق المصدر؟
- هل تم تحديد طور/حالة التنفيس؟
- هل كل اعتماد لتدفق النظام مبرر تقنيًا من أجل الحالة الطارئة؟
- هل تم حل مسألة الحالة المستقرة مقابل الحالة العابرة؟
- هل يتم توجيه المخاطر التفاعلية أو مخاطر العملية المنفصلة إلى التحليل الصحيح الخاص بها؟
إذا كان هناك بند غير محلول يمكن أن يغيّر الواجب المطلوب جوهريًا، فإن النتيجة الصحيحة ليست مقاس صمام تخمينيًا. يبقى أساس الواجب على تعليق.
تتوقف هذه المقالة قبل تحديد طراز صمام الأمان أو الفتحة أو سعة التنفيس المعتمدة المرشحة أو استنتاج التوافق الخاص بالمشروع. لتلك الخطوة التالية، استخدم دليل حساب مقاسات صمامات الأمان.
تسليم الواجب إلى مراجعة حساب مقاسات الصمام وطلب عرض السعر
يفصل إطار العمل الخاص بالضغط والتنفيس وفق API بين تحليل نظام التنفيس والتحجيم والاختيار اللاحق لجهاز تنفيس الضغط. وبمجرد اعتماد واجب انفجار الأنبوب المطلوب، يمكن تقييم الصمامات المرشحة مقابل متطلب محدد بدلًا من إعادة بناء السيناريو من مقاس صمام موجود أو وصلة مبادل حراري.
يجب أن يتضمن التسليم العملي بين التحجيم وطلب عرض السعر واجب التنفيس المطلوب المعتمد، ومائع التنفيس وطوره/حالته، وأساس الضغط ذي الصلة بالمشروع، وأساس الضغط الخلفي أو ضغط المصب حيث ينطبق، والمتطلبات الحاكمة الخاصة بالمشروع، وأي شروط من تحليل انفجار الأنبوب تؤثر على اختيار جهاز تنفيس الضغط اللاحق.
بالنسبة لخدمات المصافي أو البتروكيماويات أو المعالجة الكيميائية أو معالجة الغاز أو المرافق أو غيرها من خدمات المبادلات الحرارية، يبقى مبدأ التسليم نفسه: يجب أن يتلقى مورد الصمام أساس واجب معتمدًا، لا أن يُطلب منه ابتكار سيناريو العملية من مقاس فوهة أو لوحة اسم قديمة.
يجب أن يُحدد أساس واجب انفجار الأنبوب ويُعتمد من قبل التخصص الهندسي المسؤول عن المشروع أو نظام التنفيس. ثم تحدد عملية تحجيم الصمام اللاحقة أي مرشح يمتلك سعة موثقة كافية لذلك المتطلب المعتمد.
