أجهزة حماية المنشآت البديلة والمصطلحات

تُوضَّح طرق أخرى لتخفيف الضغط الزائد؛ بالإضافة إلى قسم مصطلحات مفيد.

أجهزة حماية المنشآت البديلة والمصطلحات

على الرغم من أن صمامات الأمان هي الأكثر شيوعًا بوضوح من بين الأجهزة المستخدمة لحماية المنشآت في أنظمة البخار، إلا أن هناك عدة أجهزة أخرى متاحة لحماية المنشآت من حالات الضغط الزائد. بينما يمكن استخدام بعضها بديلًا عن صمام الأمان، فإن معظمها لديه تطبيقاته الفريدة وبعض الأجهزة مثل قرص الانفجار يمكن أن يُستخدم لتكملة صمام الأمان.

• صمام مرجَّح - هذا هو أبسط نوع من أجهزة حماية الضغط الزائد، ويُستخدم على الخزانات منخفضة الضغط والمكثفات، لتخفيف الضغط أو تخفيف التفريغ أو كليهما. يُوضع وزن فوق قرص، يُبقيه مغلقًا حتى يساوي الضغط المؤثر على الوجه السفلي من الصمام الوزن. بسبب الأوزان الكبيرة المطلوبة لإبقاء الصمام مغلقًا، فإن هذا النوع من الصمامات مصمم لتطبيقات منخفضة الضغط أقل من 0.1 بار. لضغوط الضبط الأعلى، سيكون الوزن المطلوب مُرهقًا وخطيرًا إذا حدذ تذبذب للصمام عند فتحه.
• صمام الأمان المُرجَّح - على الرغم من أنها استُبدلت إلى حد كبير بصمامات الأمان ذات النوابض، إلا أنها لا تزال تُستخدم أحيانًا لتطبيقات الضغط المنخفض. قوة إغلاق صمام الأمان يوفرها وزن بدلاً من نابض. بما أن قوة الإغلاق يوفرها وزن، فإنها تبقى ثابتة وبمجرد الوصول إلى ضغط الضبط، سينفتح صمام الأمان بالكامل.
• صمام الأمان ذو الحمولة التكميلية - يتكون صمام الأمان ذو الحمولة التكميلية من صمام أمان تقليدي مزوَّد بقوة ختم إضافية تُطلق بمجرد الوصول إلى ضغط الضبط. أحد المخاوف الرئيسية بهذا النوع من الأجهزة هو ضمان إطلاق الحمل بشكل مناسب عند الوصول إلى ضغط الضبط. ينص معيار EN ISO 4126 أنه حتى في حالة فشل آلية الإطلاق، يجب أن يحقق الصمام سعة التفريغ المعتمدة ضمن 115% من ضغط الضبط. تميل صمامات الأمان ذات الحمولة التكميلية إلى الاستخدام فقط حيث يكون أي تسرب للسائل تحت ضغط الضبط غير مقبول، أو على أنظمة ضغط عالٍ جدًا حيث يكون الحفاظ على إغلاق محكم صعبًا بخلاف ذلك.
• أنظمة تخفيف الضغط الأمان المُتحكَّم بها (CSPRS) - هذه أنظمة كهربائية أو كهربائية-هوائية، ليست ذاتية التشغيل. عند اكتشاف حالة ضغط زائد، يعمل جهاز تحكم لتصحيح الموقف.

أجهزة تخفيف الضغط غير المعاد إغلاقها

الأجهزة غير المعاد إغلاقها هي تلك المصممة للبقاء مفتوحة بعد التشغيل. عادة يُوفر وسيلة إعادة ضبط يدوية.

• أقراص الانفجار أو التمزق - يتكون من غشاء مرن أو قرص معدني رقيق سينفجر عند ضغط محدد، مُخففًا أي ضغط زائد. على الرغم من أنها يمكن استخدامها بمفردها، في العديد من التطبيقات تُستخدم مع صمام الأمان. يمكن تركيب قرص التمزق على جانب المدخل أو المخرج من صمام الأمان. إذا تم تركيبه على المدخل، يعزل الوسط المحتوى عن صمام الأمان. عند وجود حالة ضغط زائد؛ ينفجر قرص التمزق مما يسمح للسائل بالتدفق إلى صمام الأمان، الذي سيرتفع بعد ذلك. يُستخدم هذا الترتيب لحماية المكونات الداخلية لصمام الأمان من السوائل المسببة للتآكل. بشكل بديل، إذا كان صمام الأمان يفرغ في مشعب يحتوي على وسائط مسببة للتآكل، يمكن تركيب قرص تمزق على مخرج صمام الأمان، لمنع أي سائل من المشعب من الاتصال بالمكونات الداخلية لصمام الأمان في الاستخدام العادي. يمكن تركيب أقراص التمزق بجانب صمام الأمان كجهاز تخفيف ثانوي. أقراص التمزق محكمة الإغلاق ومنخفضة التكلفة، لكنها تتطلب الاستبدال بعد كل تشغيل. معظم تركيبات أقراص التمزق تحتوي على آلية للإشارة إلى تمزق القرص وحاجته للاستبدال. عادة، يُستخدم مقياس ضغط (انظر الشكل 9.6.3ب). ألواح الانفجار أو أقراص التمزق الانفجارية مشابهة لأقراص التمزق لكنها مصممة لاستخدامها بمعدلات ارتفاع ضغط أعلى، ولسعات أكبر.
• أجهزة السدادات القابلة للانصهار - تتكون من سدادة ذات نقطة انصهار أقل من أقصى درجة حرارة تشغيل للنظام الذي تحميه. في قاطرات البخار القديمة، استُخدم هذا النوع من الأجهزة لتفريغ ماء الغلاية على النار عند حدوث ارتفاع في درجة الحرارة.
• أجهزة الدبابيس القابلة للكسر أو القص - جهاز دبوس الكسر هو جهاز تخفيف ضغط غير معاد إغلاقه يُشغَّل بضغط سكون المدخل ومصمم للعمل بكسر قسم حمل حامل من دبوس يدعم عضو احتواء ضغط. قوة الضغط الزائد تُجبر الدبوس على الانحناء والصمام على الانفتاح. يمكن بعد ذلك إعادة جلوس الصمام بعد إزالة الضغط وتثبيت دبوس جديد. تُثبَّت هذه الأجهزة عادة على تطبيقات الضغط المنخفض وأنظمة توزيع الغاز الكبيرة. لديهم تطبيقات عملية محدودة.

المصطلحات

التعريفات التالية مأخوذة من DIN 3320 لكن يجب ملاحظة أن العديد من المصطلحات والتعريفات المرتبطة بها المستخدمة عالمية وتظهر في العديد من المعايير الأخرى. حيث لا تُعرَّف المصطلحات الشائعة الاستخدام في DIN 3320، يُستخدم ASME/ANSI PTC25.3 كمصدر مرجعي. هذه القائمة ليست شاملة وهي مخصصة كدليل فقط؛ لا يجب استخدامها بديلًا عن الإصدار الحالي ذي الصلة من المعيار: ضغط التشغيل (ضغط العمل) هو الضغط المقياسي الموجود في ظروف التشغيل العادية داخل النظام المراد حمايته. ضغط الضبط هو الضغط المقياسي الذي عنده تبدأ صمامات الأمان ذات الحمل المباشر في الارتفاع تحت ظروف التشغيل. ضغط الاختبار هو الضغط المقياسي الذي عنده تبدأ صمامات الأمان ذات الحمل المباشر في الارتفاع تحت ظروف اختبار (الضغط الخلفي الجوي). ضغط الفتح هو الضغط المقياسي الذي عنده يكون الارتفاع كافيًا لتفريغ سعة التدفق المحددة مسبقًا. يساوي ضغط الضبط زائد فرق ضغط الفتح. ضغط إعادة الجلوس هو الضغط المقياسي الذي عنده يُعاد إغلاق صمام الأمان ذات الحمل المباشر. الضغط الخلفي المتراكم هو الضغط المقياسي المتراكم على جانب المخرج بسبب النفخ. الضغط الخلفي المفروض هو الضغط المقياسي على جانب المخرج من الصمام المغلق. الضغط الخلفي هو الضغط المقياسي المتراكم على جانب المخرج أثناء النفخ (الضغط الخلفي المتراكم + الضغط الخلفي المفروض). التراكم هو زيادة الضغط فوق أقصى ضغط عمل مسموح به للنظام المراد حمايته. فرق ضغط الفتح هو ارتفاع الضغط فوق ضغط الضبط اللازم لارتفاع مناسب يسمح بسعة التدفق المحددة مسبقًا. فرق ضغط إعادة الجلوس هو الفرق بين ضغط الضبط وضغط إعادة الجلوس. فرق الضغط الوظيفي هو مجموع فرق ضغط الفتح وفرق ضغط إعادة الجلوس. فرق ضغط التشغيل هو فرق الضغط بين ضغط الضبط وضغط التشغيل. الارتفاع هو مسار القرص بعيدًا عن الموضع المغلق. بداية الارتفاع (الفتح) هو أول حركة قابلة للقياس للقرص أو استشعار ضوضاء التفريغ. مساحة التدفق هي المساحة المقطعية صعودًا أو هبوطًا من مقعد الجسم محسوبة من أصغر قطر يُستخدم لحساب سعة التدفق دون أي خصم للعوائق. قطر التدفق هو أصغر قطر هندسي صعودًا أو هبوطًا من مقعد الجسم. التحديد بالحجم الاسمي لصمام الأمان هو الحجم الاسمي للمدخل. سعة التدفق النظرية هي تدفق الكتلة المحسوب من فتحة ذات مساحة مقطعية تساوي مساحة تدفق صمام الأمان دون اعتبار لخسائر التدفق في الصمام. سعة التدفق الفعلية هي سعة التدفق المحددة بالقياس. سعة التدفق المعتمدة هي سعة التدفق الفعلية مخفضة بنسبة 10%. معامل التفريغ هو نسبة سعة التفريغ الفعلية إلى النظرية. معامل التفريغ المعتمد هو معامل التفريغ مخفض بنسبة 10% (يُعرف أيضًا بمعامل التفريغ المُخفَّض). المصطلحات التالية غير مُعرَّفة في DIN 3320 ومأخوذة من ASME/ANSI PTC25.3: فرق الضغط (فرق ضغط إعادة الجلوس) - الفرق بين ضغط الانبعاث الفعلي وضغط إعادة الجلوس الفعلي، يُعبَّر عنه عادة كنسبة مئوية من ضغط الضبط أو بوحدات ضغط. ضغط الاختبار التفريقي البارد الضغط الذي عنده يُضبط الصمام على جهاز اختبار باستخدام سائل اختبار عند درجة حرارة الغرفة. يشمل هذا الضغط تصحيحات لظروف الخدمة مثل الضغط الخلفي أو درجات الحرارة العالية. ضغط تصنيف التدفق هو ضغط سكون المدخل الذي عنده تُقاس سعة التخفيف لجهاز تخفيف الضغط. ضغط اختبار التسرب هو ضغط سكون المدخل المحدد الذي عنده يُجرى اختبار تسرب كمي للمقعد وفقًا لإجراء قياسي. سعة التخفيف المقاسة هي سعة التخفيف لجهاز تخفيف الضغط المُقاسة عند ضغط تصنيف التدفق. سعة التخفيف المُصنَّفة هي تلك الجزء من سعة التخفيف المقاسة المسموح به من قانون أو لائحة سارية للاستخدام كأساس لتطبيق جهاز تخفيف الضغط. الضغط الزائد هو زيادة الضغط فوق ضغط الضبط لصمام تخفيف الضغط، يُعبَّر عنه عادة كنسبة مئوية من ضغط الضبط. ضغط الانبعاث هو قيمة الضغط السكوني المتصاعد للمدخل لصمام تخفيف الضغط الذي عنده يكون هناك ارتفاع قابل للقياس، أو عنده يصبح التفريغ مستمرًا بالرؤية أو اللمس أو السمع. ضغط التخفيف هو ضغط الضبط زائد الضغط الزائد. ال nghèين هو منطقة الضغط بين ضغط الضبط وضغط الانبعاث. أقصى ضغط تشغيل هو أقصى ضغط متوقع أثناء تشغيل النظام. أقصى ضغط عمل مسموح به (MAWP) هو أقصى ضغط مقياسي مسموح به في أعلى وعاء مكتمل في موضع تشغيله لدرجة حرارة محددة. أقصى ضغط تراكمي مسموح به (MAAP) هو أقصى ضغط عمل مسموح به زائد التراكم كما هو محدد بالرجوع إلى الأكواد السارية لطوارئ التشغيل أو الحريق.