יסודות שסתום שחרור לחץ – קפיצים-שסתומי שחרור בטיחותיים טעונים

למד בפעם הראשונה או צחצח על מוצר שסתום נפוץ זה.

שסתומי שחרור לחץ קיימים כבר מאות שנים וממשיכים למלא תפקיד חשוב ביותר כקו ההגנה האחרון להגנה על חיים ורכוש במקרה של אירוע לחץ יתר.

בהתאם לרמת המומחיות שלך, מאמר זה יכול להוות נקודת התחלה מצוינת ללמוד הכל על היסודות של שסתומי שחרור לחץ או שזה יכול להיות מרענן עבור אלה שאוהבים פעמיים{0}}לבדוק ולהשוות הערות. מאמר זה יהיה הראשון בסדרה של שלושה מאמרים בהם נציג שלושה סוגים של שסתומי שחרור לחץ. במאמר ראשון זה, נסקור את היסודות התפעוליים של שסתום הקלה בטיחותי טעון-קפיץ. במאמרים עתידיים, הפרק השני שלנו יכסה את פעולת שסתום הקלה בטיחותי המופעל-בפיילוט והפרק השלישי יכסה את פעולת שסתומי הבטיחות.

שסתום שחרור לחץ (PRV) הוא מונח המשמש לתיאור קטגוריה של שסתומים המיועדים לשימוש ביישומי הגנה מפני לחץ יתר. אולי שמעתם הרבה מונחים שונים עבור PRVs: שסתום בטיחות (SV), שסתום הקלה (RV), שסתום הקלה בטיחותי (SRV) או שסתום הקלה בטיחותי המופעל- באמצעות טייס (POSRV). כולם פועלים באופן דומה אבל הם לא בדיוק אותו הדבר, תלוי עם מי אתה מדבר ורמת הידע של שסתום הלחץ שיש לו. כמו כל סוג אחר של ציוד, בכל פעם שאתה מסתכל מבחוץ פנימה, הכל נראה אותו דבר. אם תתחיל לחפור קצת יותר לעומק הפרטים, תגלה את ההבדלים. אז בואו ניגש לזה ונכנס לפרטים. ראשית, נעסוק בכמה מונחים והגדרות ולאחר מכן ניכנס לפרטים כיצד אשסתום הקלה בטיחותי-קפיץפועל.

שסתום שחרור לחץ (PRV)- מכשיר שנועד לפתוח ולהוריד לחץ עודף, ולאחר מכן לסגור ולמנוע זרימה נוספת של נוזל לאחר שחזרו התנאים הרגילים.

שסתום הקלה (RV)- שסתום שחרור לחץ טעון-קפיץ המופעל על ידי הלחץ הסטטי במעלה הזרם של השסתום. שסתום הקלה משמש בעיקר עם נוזלים בלתי ניתנים לדחיסה.

שסתום הקלה בטיחותי (SRV)- שסתום שחרור לחץ טעון-קפיץ שעשוי לשמש כשסתום בטיחות או שחרור, בהתאם ליישום.

שסתום הקלה בטיחותי-מופעל (POSRV)- שסתום שחרור לחץ שבו מכשיר ההפוגה העיקרי או השסתום הראשי משולב עם ונשלט על ידי שסתום עזר להפחתת לחץ -שנקרא שסתום פיילוט.

שסתום בטיחות (SV)- שסתום שחרור לחץ טעון-קפיץ המופעל על ידי הלחץ הסטטי במעלה הזרם של השסתום ומאופיין בפתיחה מהירה או פעולת פופ. שסתום בטיחות משמש בדרך כלל על נוזלים דחוסים, בעיקר קיטור.

כעת, בוא ניכנס לנושא המאמר הזה, שהוא היסודות התפעוליים של שסתום בטיחות טעון-קפיץ (SRV).

SRV טעון-קפיץ מורכב מזרבובית כניסה המחוברת לכלי או למערכת שיש להגן עליהן, דיסק שזז כדי לשלוט בזרימה דרך הזרבובית וקפיץ השולט מתי השסתום נפתח ואת מיקום הדיסק. השסתום פועל על ידי שימוש בלחץ של מערכת הכניסה כדי להתגבר על עומס קפיץ, וכתוצאה מכך, השסתום נפתח כדי להקל על קיבולת מוגדרת. כאשר השסתום סגור, כפי שמוצג באיור 1, כוח הקפיץ מתנגד ללחץ במעלה הזרם הפועל כנגד משטחי הישיבה (אזור A). ככל שהלחץ עולה, הלחץ ב-(A) נוטה להשוות את כוח הקפיץ והלחץ המחזיק את המושבים יחד מתקרב לאפס.

איור 1: מצב סגור של SRV קרדיט צילום: כל התמונות באדיבות בייקר יוז

כאשר הלחץ במעלה הזרם גדל עד לאחוז אחד עד שניים מהלחץ המוגדר של השסתום, התקשורת תעבור על פני משטחי הישיבה לתוך תא B, כפי שמוצג באיור 2. הגבלת זרימה בפתח הטבעתי המשני גורמת להצטברות לחץ ולפעול על פני שטח גדול יותר, ויוצרת כוח נוסף להתגבר על כוח הקפיץ. לאחר מכן הדיסק יתרחק ממושב הזרבובית והשסתום "יפתח".

איור 2: SRV פתוח חלקית

לאחר פתיחת השסתום, מתרחשת הצטברות לחץ נוספת ב-(C) כפי שמוצג באיור 3. זה נובע מהעלייה הפתאומית בזרימה וההגבלה לזרום דרך פתח טבעתי נוסף שנוצר בין הקצה הפנימי של מחזיק הדיסק לבין הקוטר החיצוני של טבעת הכוונון. הכוחות הנוספים הללו ב-(C) גורמים לדיסק להתרומם באופן משמעותי ב"פופ". הזרימה מוגבלת על ידי הפתח שבין מושב הזרבובית למושב הדיסק עד שמושב הדיסק הורם ממושב הזרבובית בכ-רבע מקוטר הגרון-של הזרבובית. לאחר שהדיסק הגיע לדרגת עילוי זו, הזרימה מוגבלת על ידי הפתח הראשי ולא על ידי השטח שבין משטחי הישיבה. ניתן לשלוט בנשיפה (ההבדל בין לחץ פתיחה וסגירה) בגבולות על ידי מיקום טבעת הכוונון היחידה. נשיפה נגרמת כאשר כוח הקפיץ אינו מסוגל להתגבר על סיכום הכוחות ב-(A), (B) ו-(C) עד שהלחץ ב-(A) יורד מתחת ללחץ שנקבע.

איור 3: SRV פתוח לחלוטין

להלן, באיור 4, איור של זרימת הנוזל דרך השסתום. חשוב להכיר בכך שלחץ המערכת נכנס דרך הזרבובית ונשאר בלחץ גבוה עד שהוא מתרחב דרך הפתח הטבעתי המשני. הלחץ במורד הזרם של הפתח הטבעתי המשני נמוך בהרבה מלחץ המערכת.

איור 4: נתיב זרימה דרך PRV

תכונות

כוונון טבעת

טבעת הכוונון בשסתום הקלה בטיחותי מוגדרת למצבים שנקבעו מראש לפני כניסת השסתום לשירות. הגדרה מראש מפחיתה את הצורך להפעיל את השסתום כדי לוודא שהטבעת הוגדרה כהלכה כדי להשיג את יכולת ההרמה וההקלה הדרושים.

התאמת נשיפה פשוטה

טבעת כוונון יחידה מתאימה את הנשיפה, או את הלחץ מחדש, בשסתום הקלה בטיחותי. כאשר הטבעת מוזזת כלפי מעלה, הנשיפה מוגברת (הורדת לחץ ההשבה מחדש), וכאשר היא מוזזת כלפי מטה, הנשיפה מופחתת (העלאת לחץ ההשבה מחדש). לשם השוואה, כאשר לשסתומים יש שתיים או יותר טבעות כוונון, כל אחת מהן משפיעה על פעולת השסתום וגם על הנשיפה.

תעשיות ויישומים נפוצים

ניתן למצוא SRVs עמוסי קפיצים- בתעשיות רבות. כמה תעשיות נפוצות כוללות ייצור חשמל, זיקוק, פטרוכימיה, כימיקלים, נפט וגז באמצע הזרם, נפט וגז במעלה הזרם, ועיסה ונייר. כמה יישומים נפוצים עבור SRVs טעונים-באביב כוללים זיקוק, עיבוד הידרו, רפורמה, פיצוח, מיזוג, חלוקה, דחיסת גז מטען, הפרדה, דחיסה, שלמות צינורות, התייבשות ואיזון של יישומי מפעל עבור גזים, נוזלים ואמצעי יישום דו-פאזיים.

הפעולה של SRV-עמוס בקפיץ היא בסיסית עקרונית עם מספר אלמנטים בלבד השולטים בתפקודם. יש עוד הרבה שניתן לדון בהם על SRVs, כגון סוגי חיתוך, אופן פעולתם ומתי להשתמש בגזרה ספציפית, אך לעת עתה, אנו נצמד לעקרונות הפעולה הבסיסיים של SRV. חפש מאמרים עתידיים על פעולתם של שסתומי הקלה בטיחותיים ושסתומי בטיחות המופעלים על ידי טייס-.