لقد مشيت عبر محطات الضخ حيث أخزان الطفرةكانت تقوم بعملها بهدوء لمدة عشرين عامًا، وقد رأيت أنظمة تم فيها تحديد حجم الحماية من زيادة التيار بشكل خاطئ وتسببت رحلة المضخة في حدوث تصدع رئيسي. تبدو خزانات الطفرة بسيطة على P&ID. من الناحية العملية، فهي واحدة من أسهل المكونات التي يمكن أن تخطئ، لأن الفشل يظهر فقط خلال فترة عابرة، وبحلول ذلك الوقت يكون الضرر قد حدث. لذا بدلًا من قائمة أخرى من المزايا، اسمحوا لي أن أضع ما الذي يقرر فعليًا ما إذا كانت الدبابة تؤدي وظيفتها أم لا.
ما الذي يفعله خزان الطفرة حقًا؟
يعتبر خزان الطفرة بمثابة حاجز ضد الضغط العابر. عندما تتعثر المضخة أو يغلق الصمام، يجب أن تذهب الطاقة الحركية للسائل المتحرك إلى مكان ما. تصبح موجة ضغط تنتقل عبر الأنبوب. وبدون مكان تذهب إليه تلك الطاقة، تنعكس الموجة وتتضخم ويمكن أن تشقق الأنبوب أو ترفع الصمام أو تتلف المضخة.
يمنح خزان التدفق هذه الطاقة مكانًا للذهاب إليه. تسمح الخزانات المفتوحة بارتفاع السوائل وهبوطها في عمود. تستخدم الخزانات المغلقة وسادة غاز مضغوطة لامتصاص الضغط وإطلاقه. وفي كلتا الحالتين، فإن الخزان ليس وعاء تخزين بالمعنى الطبيعي. إنه جهاز ديناميكي، ويجب أن يكون حجمه مناسبًا للحالة العابرة، وليس لتدفق الحالة- الثابت.
هذا هو أول شيء يخطئ فيه معظم الناس. يتم تحديد حجم الخزان من خلال تحليل التدفق، وليس من خلال حجم الأنبوب أو منحنى المضخة.
مفتوح مقابل مغلق، مذكور بوضوح
خزانات الاندفاع المفتوحة مفتوحة للغلاف الجوي وعادة ما تكون مرتفعة. فهي بسيطة ورخيصة وسهلة الفحص وسهلة الصيانة. إنها تعمل بشكل جيد في أنظمة المياه ومحطات الطاقة الكهرومائية وفي أي مكان يكون فيه السائل حميداً ويمكن توفير الارتفاع. الحدود حقيقية: فهي تحتاج إلى الارتفاع، وتحتاج إلى مساحة، وهي معرضة للتلوث والتبخر، ولا يمكن استخدامها مع السوائل التي تتفاعل مع الهواء أو التي يجب أن تبقى تحت الضغط.
تستخدم خزانات الصواعق المغلقة وعاءً مغلقًا مزودًا بشحنة غاز مضغوطة. فهي مدمجة، ويمكن ضغطها، وتحافظ على السائل معزولًا عن الغلاف الجوي. فهي الخيار الافتراضي في مجال النفط والغاز والخدمات الكيميائية وفي أي مكان تكون فيه المساحة ضيقة. الحدود حقيقية أيضًا: فهي تكلف أكثر، ويجب الحفاظ على شحن الغاز، ويجب تصميم سلوك وسادة الغاز بشكل صحيح. إن الخزان المغلق الذي يحتوي على حجم غاز خاطئ أو الشحن المسبق الخاطئ لن يحمي النظام، على الرغم من أنه يبدو جيدًا في ورقة البيانات.
الاختيار ليس مفتوحًا مقابل مغلق بشكل عام. وهو ما يناسب السائل والعابر والموقع وقدرة الصيانة للمحطة.
ما الذي يحدد في الواقع ما إذا كان الخزان يعمل
ستخبرك ورقة البيانات بالحجم ومعدل الضغط. لن يخبرك بالأشياء التي تحدد ما إذا كان الخزان يقوم بعمله أم لا.
- تحليل الطفرة. هذا هو المدخل الأكثر أهمية. يجب أن يكون حجم الخزان مناسبًا للعابر الفعلي، سواء كان ذلك رحلة المضخة، أو إغلاق الصمام، أو إغلاق صمام الفحص، أو سبيكة. إذا لم يتم التحليل، أو إذا تم إجراؤه باستخدام خصائص الأنابيب وسرعة الموجة الخاطئة، فسيكون حجم الخزان خاطئًا. لقد رأيت الدبابات التي كانت كبيرة الحجم والدبابات التي كانت أصغر من ذلك، وكلاهما يسبب مشاكل.
- سرعة الموجة وخصائص الأنابيب. تعتمد سرعة موجة الاندفاع على مادة الأنبوب، وسمك الجدار، وكثافة السائل ومعامل الحجم، ووجود الهواء الحر. أخطأوا في هذا والتحليل كله خطأ.
- فحص سلوك الصمام. يولد صمام الفحص الذي يغلق بعنف انتقالًا أسوأ بكثير من الصمام الذي يغلق بطريقة يمكن التحكم فيها. يجب تصميم خزان التدفق وصمام الفحص معًا، وليس بشكل منفصل.
- شحن الغاز والشحن المسبق. بالنسبة للخزانات المغلقة، يحدد ضغط الشحن الأولي وحجم الغاز كيفية تصرف الخزان. إذا كان الشحن خاطئًا، أو إذا تسرب مع مرور الوقت، يتوقف الخزان عن العمل. هذا هو وضع الفشل الأكثر شيوعًا الذي أراه في خزانات الصواعق المغلقة، ويمكن الوقاية منه تمامًا من خلال إجراء الصيانة الروتينية.
- الاتصال والموقع. يجب أن يكون الخزان متصلاً بالقرب من النقطة العابرة، بوصلة كبيرة بما يكفي للسماح بالتدفق المطلوب للداخل والخارج. لن يستجيب الخزان المتصل عبر فوهة صغيرة بالسرعة الكافية لحماية النظام.
ماذا تسأل قبل أن تشتري
لا تقبل عرض أسعار يمنحك تصنيفًا للحجم والضغط ولا شيء غير ذلك. اطلب:
- تحليل الطفرة، بما في ذلك الحالات العابرة التي تم النظر فيها
- خصائص الأنابيب، وسرعة الموجة، وخصائص السوائل المستخدمة
- يفترض سلوك صمام الفحص وصمام التحكم
- شحن الغاز وحجمه للخزانات المغلقة
- حجم الاتصال وموقعه
- مادة البناء وتوافق السوائل
- خطة الصيانة بما في ذلك فحص شحنة الغاز للخزانات المغلقة
إذا لم يتمكن المورد من إظهار تحليل الطفرة، فهذا يعني أن عرض الأسعار لم يكتمل. لا يخبرك حجم الخزان وحده بأي شيء عما إذا كان النظام محميًا أم لا.
التثبيت والتشغيل
معظم المشاكل التي رأيتها في خزانات الصواعق كانت مشاكل في التركيب أو الصيانة، وليست مشاكل في التصميم.
يجب أن يتم توصيل الخزان عند النقطة الصحيحة، بحجم التوصيل الصحيح، ودعمه بحيث لا يتم تحميل الأنابيب. بالنسبة للخزانات المفتوحة، يجب تحديد حجم فتحة التهوية والفائض بما يتناسب مع الحد الأقصى للتدفق، وليس التدفق الثابت-. بالنسبة للخزانات المغلقة، يجب ضبط شحنة الغاز بشكل صحيح عند بدء التشغيل وفحصها خلال فترة زمنية محددة.
بمجرد دخول الخدمة، يصبح الروتين أكثر أهمية من الأجهزة. بالنسبة للخزانات المغلقة، يعد فحص شحن الغاز عنصر الصيانة الأكثر أهمية، لأن التسرب البطيء سيؤدي إلى تعطيل الحماية بهدوء. بالنسبة للخزانات المفتوحة، يتم إجراء فحص التلوث والحماية من التجميد والتحكم في المستوى. في كلتا الحالتين، يجب إعادة النظر في الحماية من زيادة التيار كلما تغير النظام، لأن المضخة الجديدة أو الصمام الجديد أو التغيير في إجراءات التشغيل يمكن أن يغير المؤقت ويبطل الحجم الأصلي.
الخط السفلي
تعتبر خزانات الاندفاع استثمارًا جيدًا عندما يتم قياس حجمها مقابل تحليل اندفاع حقيقي، وتوصيلها بشكل صحيح، وصيانتها وفقًا لجدول زمني محدد. إنها مضيعة للمال عندما يتم تخمين الحجم، أو عندما لا يتم فحص شحنة الغاز مطلقًا، أو عندما يتغير النظام ولا تتم إعادة النظر في الحماية من زيادة التيار.
إذا كنت تحدد خزانًا للتدفق المفاجئ، فاحصل على تحليل التدفق بشكل صحيح أولاً. ثم احصل على النوع وتفاصيل الاتصال بشكل صحيح. ثم احصل على روتين شحن الغاز والصيانة بشكل صحيح. ثم تقلق بشأن السعر. بهذا الترتيب.