Yüksek Basınçlı Çift Mekanik Salmastraların Montajında ​​Salmastra Seçimi Hususları

Düzenleme 3 mekanik salmastralarçift ​​contalarBurada, contalar arasındaki bariyer sıvı boşluğu, conta odası basıncından daha yüksek bir basınçta tutulur. Zamanla, sektör bu contalar için gerekli olan yüksek basınçlı ortamı oluşturmak için çeşitli stratejiler geliştirmiştir. Bu stratejiler, mekanik contanın borulama planlarında yer almaktadır. Bu planların çoğu benzer işlevlere hizmet etse de, her birinin çalışma özellikleri çok farklı olabilir ve sızdırmazlık sisteminin tüm yönlerini etkileyecektir.

API 682'de tanımlandığı üzere, Borulama Planı 53B, bariyer sıvısını nitrojen yüklü bir membranlı akümülatör ile basınçlandıran bir borulama planıdır. Basınçlandırılmış membran, bariyer sıvısı üzerinde doğrudan etki ederek tüm sızdırmazlık sistemini basınçlandırır. Membran, basınçlandırma gazı ile bariyer sıvısı arasında doğrudan teması önleyerek gazın sıvıya emilimini engeller. Bu, Borulama Planı 53B'nin Borulama Planı 53A'ya göre daha yüksek basınçlı uygulamalarda kullanılmasını sağlar. Akümülatörün kendi kendine yeten yapısı, sürekli nitrojen beslemesine olan ihtiyacı da ortadan kaldırarak sistemi uzak kurulumlar için ideal hale getirir.

Ancak, membranlı akümülatörün faydaları, sistemin bazı çalışma özellikleriyle dengelenmektedir. Bir Borulama Planı 53B'nin basıncı, membrandaki gazın basıncına doğrudan bağlıdır. Bu basınç, çeşitli değişkenler nedeniyle önemli ölçüde değişebilir.

Sisteme bariyer sıvısı eklenmeden önce akümülatördeki balon önceden doldurulmalıdır. Bu, sistemin çalışmasına ilişkin tüm gelecekteki hesaplamalar ve yorumlar için temel oluşturur. Gerçek ön doldurma basıncı, sistemin çalışma basıncına ve akümülatörlerdeki bariyer sıvısının güvenlik hacmine bağlıdır. Ön doldurma basıncı ayrıca balondaki gazın sıcaklığına da bağlıdır. Not: Ön doldurma basıncı yalnızca sistemin ilk devreye alınması sırasında ayarlanır ve gerçek çalışma sırasında ayarlanmaz.

Baloncuk içindeki gazın basıncı, gazın sıcaklığına bağlı olarak değişir. Çoğu durumda, gazın sıcaklığı kurulum yerindeki ortam sıcaklığını takip eder. Sıcaklıklarda büyük günlük ve mevsimsel değişikliklerin olduğu bölgelerdeki uygulamalarda, sistem basıncında büyük dalgalanmalar yaşanacaktır.

Bariyer Sıvısı TüketimiÇalışma sırasında, mekanik contalar normal sızıntılar yoluyla bariyer sıvısını tüketir. Bu bariyer sıvısı, akümülatördeki sıvı tarafından yenilenir; bu da balondaki gazın genleşmesine ve sistem basıncının düşmesine neden olur. Bu değişiklikler, akümülatör boyutuna, sızıntı oranlarına ve sistem için istenen bakım aralığına (örneğin, 28 gün) bağlıdır.

Sistem basıncındaki değişim, son kullanıcının sızdırmazlık performansını izlemesinin temel yoludur. Basınç ayrıca bakım alarmları oluşturmak ve sızdırmazlık arızalarını tespit etmek için de kullanılır. Ancak, sistem çalışırken basınçlar sürekli olarak değişecektir. Kullanıcı Plan 53B sisteminde basınçları nasıl ayarlamalıdır? Bariyer sıvısı ne zaman eklenmelidir? Ne kadar sıvı eklenmelidir?

Plan 53B sistemleri için ilk yaygın olarak yayınlanan mühendislik hesaplamaları seti, API 682 Dördüncü Baskısında yer almıştır. Ek F, bu borulama planı için basınç ve hacimlerin nasıl belirleneceğine dair adım adım talimatlar sunmaktadır. API 682'nin en faydalı gereksinimlerinden biri, membranlı akümülatörler için standart bir isim levhası oluşturulmasıdır (API 682 Dördüncü Baskı, Tablo 10). Bu isim levhası, uygulama sahasındaki ortam sıcaklığı koşulları aralığında sistem için ön şarj, yeniden doldurma ve alarm basınçlarını gösteren bir tablo içermektedir. Not: Standarttaki tablo sadece bir örnektir ve gerçek değerler belirli bir saha uygulamasına uygulandığında önemli ölçüde değişecektir.

Şekil 2'nin temel varsayımlarından biri, Borulama Planı 53B'nin sürekli olarak ve ilk ön şarj basıncında herhangi bir değişiklik olmaksızın çalışmasının beklendiğidir. Ayrıca, sistemin kısa bir süre içinde tüm ortam sıcaklığı aralığına maruz kalabileceği varsayımı da vardır. Bunlar sistem tasarımında önemli sonuçlar doğurur ve sistemin diğer çift contalı borulama planlarından daha yüksek bir basınçta çalıştırılmasını gerektirir.

Şekil 2'yi referans alarak, örnek uygulama ortam sıcaklığının -17°C (1°F) ile 70°C (158°F) arasında olduğu bir yere kurulmuştur. Bu aralığın üst sınırı gerçekçi olmayan derecede yüksek görünmektedir, ancak doğrudan güneş ışığına maruz kalan bir akümülatörün güneş ısınmasının etkilerini de içermektedir. Tablodaki satırlar, en yüksek ve en düşük değerler arasındaki sıcaklık aralıklarını temsil etmektedir.

Son kullanıcı sistemi çalıştırırken, mevcut ortam sıcaklığında dolum basıncına ulaşılana kadar bariyer sıvısı basıncı ekleyecektir. Alarm basıncı, son kullanıcının ek bariyer sıvısı eklemesi gerektiğini gösteren basınçtır. 25°C'de (77°F), operatör akümülatörü 30,3 bar'a (440 PSIG) kadar önceden şarj eder, alarm 30,7 bar'a (445 PSIG) ayarlanır ve operatör basınç 37,9 bar'a (550 PSIG) ulaşana kadar bariyer sıvısı ekler. Ortam sıcaklığı 0°C'ye (32°F) düşerse, alarm basıncı 28,1 bar'a (408 PSIG) ve dolum basıncı 34,7 bar'a (504 PSIG) düşer.

Bu senaryoda, alarm ve dolum basınçları, ortam sıcaklıklarına bağlı olarak değişir veya dalgalanır. Bu yaklaşım genellikle "dalgalanma-dalgalanma" stratejisi olarak adlandırılır. Hem alarm hem de dolum basıncı "dalgalanır". Bu, sızdırmazlık sistemi için en düşük çalışma basınçlarını sağlar. Ancak bu, son kullanıcıya iki özel gereksinim getirir: doğru alarm basıncını ve dolum basıncını belirlemek. Sistem için alarm basıncı sıcaklığın bir fonksiyonudur ve bu ilişki son kullanıcının DCS sistemine programlanmalıdır. Dolum basıncı da ortam sıcaklığına bağlı olacaktır, bu nedenle operatör mevcut koşullar için doğru basıncı bulmak üzere etikete bakmalıdır.

Bazı son kullanıcılar daha basit bir yaklaşım talep eder ve hem alarm basıncının hem de dolum basıncının sabit (veya sabitlenmiş) ve ortam sıcaklığından bağımsız olduğu bir strateji isterler. Sabit-sabit stratejisi, son kullanıcıya sistemi doldurmak için yalnızca bir basınç ve sistemi alarma geçirmek için yalnızca bir değer sağlar. Ne yazık ki, bu koşul, ortam sıcaklığının maksimum değerden minimum sıcaklığa düşmesini telafi eden hesaplamalar nedeniyle, sıcaklığın maksimum değerde olduğunu varsaymalıdır. Bu, sistemin daha yüksek basınçlarda çalışmasına neden olur. Bazı uygulamalarda, sabit-sabit stratejisinin kullanılması, yükselen basınçları karşılamak için sızdırmazlık tasarımında veya diğer sistem bileşenlerinin MAWP değerlerinde değişikliklere yol açabilir.

Diğer son kullanıcılar, sabit alarm basıncı ve değişken dolum basıncı içeren hibrit bir yaklaşım uygulayacaktır. Bu, alarm ayarlarını basitleştirirken işletme basıncını düşürebilir. Doğru alarm stratejisine karar verilirken, uygulama koşulları, ortam sıcaklığı aralığı ve son kullanıcının gereksinimleri dikkate alınmalıdır.

53B Borulama Planı tasarımında, bu zorlukların bazılarını hafifletmeye yardımcı olabilecek bazı değişiklikler mevcuttur. Güneş radyasyonundan kaynaklanan ısınma, tasarım hesaplamaları için akümülatörün maksimum sıcaklığını büyük ölçüde artırabilir. Akümülatörü gölgeye yerleştirmek veya akümülatör için bir güneş kalkanı inşa etmek, güneş ısınmasını ortadan kaldırabilir ve hesaplamalardaki maksimum sıcaklığı düşürebilir.

Yukarıdaki açıklamalarda, ortam sıcaklığı terimi, torbadaki gazın sıcaklığını temsil etmek için kullanılmıştır. Sabit veya yavaş değişen ortam sıcaklığı koşullarında bu makul bir varsayımdır. Gündüz ve gece arasında ortam sıcaklığı koşullarında büyük dalgalanmalar varsa, akümülatörün yalıtılması, torbanın etkili sıcaklık dalgalanmalarını azaltarak daha istikrarlı çalışma sıcaklıkları sağlayabilir.

Bu yaklaşım, akümülatörde ısı izleme ve yalıtım kullanımına da genişletilebilir. Bu doğru şekilde uygulandığında, akümülatör ortam sıcaklığındaki günlük veya mevsimsel değişikliklerden bağımsız olarak tek bir sıcaklıkta çalışacaktır. Bu, büyük sıcaklık değişimlerinin olduğu bölgelerde dikkate alınması gereken belki de en önemli tasarım seçeneğidir. Bu yaklaşımın sahada geniş bir uygulama alanı vardır ve Plan 53B'nin ısı izleme ile mümkün olmayan yerlerde kullanılmasını sağlamıştır.

53B Borulama Planını kullanmayı düşünen son kullanıcılar, bu borulama planının sadece bir akümülatör eklenmiş 53A Borulama Planı olmadığını bilmelidir. 53B Planının sistem tasarımı, devreye alınması, işletimi ve bakımıyla ilgili hemen hemen her yönü bu borulama planına özgüdür. Son kullanıcıların yaşadığı hayal kırıklıklarının çoğu, sistemin anlaşılmamasından kaynaklanmaktadır. Conta üreticileri, belirli bir uygulama için daha ayrıntılı bir analiz hazırlayabilir ve son kullanıcının bu sistemi doğru şekilde belirlemesine ve çalıştırmasına yardımcı olmak için gerekli arka planı sağlayabilir.