لماذا يعد التصميم المضاد للكهرباء الساكنة ضروريًا للصمام الكروي؟

الكهرباء الساكنة هي ظاهرة فيزيائية شائعة. عند احتكاك مادتين مختلفتين، ينتج عن انتقال الإلكترونات شحنة كهروستاتيكية، وتسمى هذه العملية بكهربة الاحتكاك. من الناحية النظرية، يمكن لجسمين مصنوعين من مواد مختلفة إنتاج كهرباء ساكنة عندما يحتكان ببعضهما البعض، لكن جسمين من نفس المادة لا يمكن ذلك. عندما تحدث هذه الظاهرة في جسم الصمام، أي الاحتكاك بين الكرة وكرة المقعد غير المعدنية والساق والجسم، فسوف ينتج شحنات ثابتة عندما يكون الصمام مفتوحًا ومغلقًا، مما يؤدي إلى خطر نشوب حريق محتمل على كامل الصمام نظام خطوط الأنابيب. لتجنب التألق الساكن، تم تصميم جهاز مضاد للكهرباء الساكنة على الصمام لتقليل أو استخلاص الشحنة الساكنة من الكرة.

ينص API 6D-2014 "5.23 جهاز مضاد للكهرباء الساكنة" على ما يلي: "صمام الكرة الناعمهـ، يجب أن يحتوي صمام التوصيل وصمام البوابة على جهاز مضاد للكهرباء الساكنة. يجب أن يتم اختبار الجهاز وفقًا للقسم ح.5 إذا طلب المشتري ذلك. ينص اختبار API 6D "H.5 المضاد للكهرباء الساكنة" على ما يلي: "يجب اختبار المقاومة بين جسم الإغلاق والصمام والساق/العمود وجسم الصمام بواسطة مصدر طاقة تيار مستمر لا يتجاوز 12 فولت. يجب أن تكون قياسات المقاومة جافة قبل صمام اختبار الضغط، وقيمة مقاومته لا تزيد عن 10 أوم. يجب أن يتم تركيب جهاز مضاد للكهرباء الساكنة على الصمامات الناعمة، لكن الصمامات المعدنية ليست مطلوبة لأن المقاعد البلاستيكية الناعمة مثل (PTFE، PPL، NYLON، DEVLON، PEEK، إلخ) تميل إلى توليد كهرباء ساكنة عند الاحتكاك بالكرة (عادةً معدنية). ، في حين أن الأختام المعدنية المعدنية لا تفعل ذلك. إذا كان الوسط قابلاً للاشتعال والانفجار، فمن المحتمل أن تسبب الشرارة الكهروستاتيكية احتراقًا أو حتى انفجارًا، لذا قم بتوصيل الأجزاء المعدنية الملامسة للأجزاء غير المعدنية من خلال الجهاز المضاد للكهرباء الساكنة إلى الجذع والجسم، وأخيرًا قم بتحرير الكهرباء الساكنة من خلال الجهاز المضاد للكهرباء الساكنة جهاز الربط على الجسم. يظهر مبدأ مكافحة ساكنة صمام الكرة العائمة في الشكل أدناه.

يتكون الجهاز المضاد للكهرباء الاستاتيكية من زنبرك وكرة فولاذية ("مجموعات الزنبركات الكهروستاتيكية"). بشكل عام، تتكون الصمامات الكروية العائمة من مجموعتين من النوابض الكهروستاتيكية، إحداهما على سطح التلامس للساق والكرة والأخرى على الجذع والجسم. عندما يكون الصمام مفتوحًا أو مغلقًا، تتولد الكهرباء الساكنة عن طريق الاحتكاك بين الكرة والمقعد. بسبب الخلوص بين الجذع والكرة، عندما يتم تشغيل ساق الصمام بواسطة كرة، ترتد الكرة الصغيرة من "مجموعات الزنبرك الكهروستاتيكية"، والتي تدفع الكهرباء الساكنة إلى ساق الصمام، في نفس الوقت، سطح التلامس بين جذع الصمام وجسم الصمام من مجموعات النوابض الكهروستاتيكية، سوف تصدر الكهرباء الساكنة إلى الجسم وفقًا لنفس المبدأ، وفي النهاية سيتم تفريغ الكهرباء الساكنة تمامًا.

باختصار، جهاز مضاد للكهرباء الساكنة يستخدم في صمام الكرة هو تقليل الشحنة الساكنة المتولدة على الكرة بسبب الاحتكاك. يتم استخدامه لحماية الصمام من الشرارة التي قد تشعل الوقود المتدفق عبر الصمام. إن الصمام الكروي ذو التصميم المضاد للكهرباء الساكنة مخصص خصيصًا للحقول مثل النفط والغاز والكيماويات ومحطات الطاقة وغيرها من الصناعات الخالية من الحرائق وهو ضمان مهم للإنتاج الآمن.

ما هو الفرق بين صمام الإغاثة وصمام الأمان؟

تتمتع صمامات الأمان وصمامات التنفيس بهيكل وأداء مماثل، وكلاهما يقوم بتفريغ الوسائط الداخلية تلقائيًا عندما يتجاوز الضغط القيمة المحددة لضمان سلامة جهاز الإنتاج. وبسبب هذا التشابه الأساسي، غالبًا ما يتم الخلط بين الاثنين وغالبًا ما يتم التغاضي عن الاختلافات بينهما حيث أنهما قابلان للتبادل في بعض مرافق الإنتاج. للحصول على تعريف أكثر وضوحًا، يرجى الرجوع إلى مواصفات غلاية ASME وأوعية الضغط.

صمام الأمان: يتم استخدام جهاز التحكم التلقائي في الضغط الذي يتم تشغيله بواسطة الضغط الثابت للوسيط الموجود أمام الصمام لتطبيقات الغاز أو البخار، مع عمل مفتوح بالكامل.

صمام التنفيس: المعروف أيضًا باسم صمام الفائض، وهو جهاز أوتوماتيكي لتخفيف الضغط يتم تشغيله بواسطة الضغط الساكن الموجود أمام الصمام. يتم فتحه بشكل متناسب عندما يتجاوز الضغط قوة الفتح، ويستخدم بشكل أساسي لتطبيقات السوائل.

 

الفرق الأساسي في مبدأ التشغيل: يقوم صمام الأمان بتخفيف الضغط في الجو، أي خارج النظام، ويمكن أن يكون جهاز تخفيف ضغط لأوعية السوائل، وعندما يصل الضغط المحدد إلى قيمة يتم فتح الصمام بالكامل تقريبًا. على العكس من ذلك، يقوم صمام التنفيس بتخفيف الضغط عن طريق تخفيف السائل مرة أخرى إلى النظام، وهذا هو الجانب ذو الضغط المنخفض. يفتح صمام التنفيس تدريجيًا إذا زاد الضغط تدريجيًا.

يظهر الفرق أيضًا بشكل عام في السعة ونقطة الضبط. أ صمام الإغاثة يستخدم لتخفيف الضغط لمنع حدوث حالة الضغط الزائد، وقد تكون هناك حاجة إلى المشغل للمساعدة في فتح الصمام استجابة لإشارة التحكم وإغلاقه مرة أخرى بمجرد تخفيف الضغوط الزائدة والاستمرار في العمل بشكل طبيعي.

يمكن استخدام صمام أمان لتخفيف الضغط الذي لا يحتاج إلى إعادة ضبط يدوي. على سبيل المثال، يتم استخدام صمام التنفيس الحراري لتصريف الضغط في مبادل حراري إذا كان معزولًا ولكن احتمال التمدد الحراري للسائل قد يسبب ظروف الضغط الزائد. يجب أن يكون صمام الأمان الموجود في الغلاية أو الأنواع الأخرى من أوعية الضغط المشتعلة قادرًا على إزالة المزيد من الطاقة التي يمكن وضعها في الوعاء.

باختصار، تعد صمامات الأمان وصمامات التنفيس النوعين الأكثر استخدامًا من صمامات التحكم. ينتمي صمام الأمان إلى جهاز تحرير الضغط، والذي يمكن أن يعمل فقط عندما يتجاوز ضغط العمل النطاق المسموح به لحماية النظام. يمكن لصمام التنفيس أن يجعل وسط الضغط العالي سريعًا لتلبية متطلبات الضغط للنظام وعملية عمله مستمرة.

نظام تغطية النيتروجين لصهاريج التخزين

نظام تغطية النيتروجين مكتمل بأجهزة للحفاظ على حالة ضغط ثابتة عن طريق حقن غاز N2، أي الغاز الخامل إلى الغرفة العلوية لمخزن الخزان. وهي تتألف من سلسلة من صمامات تخفيض الضغط العالي للنيتروجين (صمامات العرض / صمامات النزيف)، وصمامات التنفس، ومقياس الضغط ونظام الأنابيب الآخر وجهاز السلامة، ويمكن أن تعمل بسلاسة دون طاقة خارجية مثل الكهرباء أو الغاز، وتتميز بمزايا بسيطة ومريحة واقتصادية، وسهلة الصيانة. يمنع نظام تغطية النيتروجين أي فراغ من التطور ويقلل من التبخر، مما يحافظ على خزان التخزين عند قيمة الضغط المصممة، وقد تم استخدامه على نطاق واسع في صهاريج التخزين والمفاعلات وأجهزة الطرد المركزي في المصافي ومصانع المواد الكيميائية.

عند فتح صمام النزف الخاص بخزان التخزين، ينخفض مستوى السائل، ويزداد حجم الطور الغازي، وينخفض ضغط النيتروجين. ثم يفتح صمام إمداد النيتروجين ويحقن النيتروجين في الخزان. عندما يرتفع ضغط النيتروجين في الخزان إلى القيمة المحددة لصمام إمداد النيتروجين، فإنه سيتم إغلاقه تلقائيًا. وبدلاً من ذلك، عندما يتم فتح صمام إمداد الخزان لتزويد الخزان بالنيتروجين، يرتفع مستوى السائل، وينخفض حجم الطور الغازي ويزداد الضغط. إذا كان الضغط أعلى من القيمة المحددة لصمام تنفيس النيتروجين، فسوف يفتح صمام تنفيس النيتروجين ويطلق النيتروجين ويجعل ضغط النيتروجين في الخزان ينخفض. عندما ينخفض صمام تخفيف النيتروجين إلى القيمة المحددة لصمام تخفيف النيتروجين، فإنه سيتم إغلاقه تلقائيًا.

بشكل عام، يمكن أن يكون منظم إمداد النيتروجين نوعًا من صمام التحكم في الضغط الذي يعمل بالتشغيل التجريبي وذاتي التشغيل، ويعتمد جهاز تفريغ النيتروجين صمام التحكم في الضغط الصغير الذي يعمل ذاتيًا، والذي يكون قطره بشكل عام هو نفس قطر صمام المدخل؛ يتم تركيب صمام التنفس في الجزء العلوي من الخزان وهو مصمم للحماية من الانفجارات والحرائق. يبلغ ضغط إمداد النيتروجين حوالي 300 ~ 800 كيلو باسكال، وضغط مجموعة غطاء النيتروجين 1 كيلو باسكال، وضغط نزيف النيتروجين 1.5 كيلو باسكال، وضغط زفير صمام التنفس 2 كيلو باسكال وضغط التنفس -0.8 كيلو باسكال؛ لا يعمل صمام التنفس بشكل طبيعي إلا عندما يتعطل الصمام الرئيسي ويكون الضغط في الخزان مرتفعًا جدًا أو منخفضًا جدًا.

نحن نقدم نظامًا كاملاً لتغليف الخزانات مع أجهزة السلامة إلى جانب صمامات خفض الضغط العالي للنيتروجين ومكونات صهاريج التخزين والمفاعلات وأجهزة الطرد المركزي.

ما هي صمامات التنفس؟

يُشار إليه أحيانًا باسم صمام تخفيف الضغط والفراغ، وهو جزء مهم لخزانات وأوعية الغلاف الجوي التي يتم فيها تعبئة المذيبات وسحبها بمعدل تدفق مرتفع. يتم تثبيت هذا النوع من الصمامات في خطوط التنفس للداخل والخارج للخزانات والأوعية ومعدات المعالجة للاحتفاظ بالأبخرة السامة وتجنب تلوث الغلاف الجوي، وبالتالي موازنة التقلبات غير المتوقعة في الضغط والفراغ وتوفير المزيد من الحماية والسلامة من الحرائق.

كيف يعمل صمام التنفس؟

يتكون الهيكل الداخلي لصمام التنفس بشكل أساسي من صمام التنفس الداخلي وصمام التنفس الخارجي، ويمكن ترتيبهما جنبًا إلى جنب أو متداخلين. عندما يكون ضغط الخزان مساويا للضغط الجوي، يعمل قرص صمام الضغط وصمام الفراغ والمقعد معًا بشكل وثيق بسبب تأثير "الامتزاز"، مما يجعل المقعد محكمًا دون تسرب. عندما يزداد الضغط أو الفراغ، ينفتح القرص ويحتفظ بختم جيد بسبب تأثير "الامتزاز" على جانب المقعد.

عندما يرتفع الضغط في الخزان إلى القيم التصميمية المسموح بها، يتم فتح صمام الضغط ويتم تفريغ الغاز الموجود في الخزان إلى الجو الخارجي من خلال جانب صمام التنفيس (أي صمام الضغط). في هذا الوقت، يتم إغلاق صمام الفراغ بسبب الضغط الإيجابي في الخزان. وعلى العكس من ذلك، تتم عملية التنفس الخارجي عند تحميل الخزان وتبخر السائل بسبب ارتفاع درجة حرارة الجو، وينفتح صمام الفراغ بسبب الضغط الإيجابي للضغط الجوي، ويدخل الغاز الخارجي إلى الخزان عبر صمام الشفط (أي صمام الفراغ)، عند هذه النقطة يغلق صمام الضغط. لا يمكن فتح صمام الضغط وصمام التفريغ في أي وقت. عندما ينخفض الضغط أو الفراغ في الخزان إلى المستوى الطبيعي، تغلق صمامات الضغط والفراغ وتوقف عملية الزفير أو الشهيق.

 

الغرض من صمام الاستراحة؟

يجب أن يكون صمام التنفس مغلقًا في الظروف العادية فقط إذا:

(1) عندما ينزف الخزان، يبدأ صمام التنفس في استنشاق الهواء أو النيتروجين داخل الخزان.

(2) عند ملء الخزان، يبدأ صمام التنفس بدفع غاز الزفير إلى خارج الخزان.

(3) بسبب تغير المناخ وأسباب أخرى، يزداد أو ينقص ضغط بخار المادة في الخزان، ويقوم صمام التنفس بإخراج البخار أو استنشاق الهواء أو النيتروجين (عادة ما يسمى التأثير الحراري).

(4) يتبخر سائل الخزان بشكل حاد بسبب غاز الزفير الساخن في حالة نشوب حريق، ويبدأ صمام التنفس في التفريغ خارج الخزان لتجنب تلف الخزان بسبب الضغط الزائد.

(5) في ظروف العمل مثل النقل المضغوط للسائل المتطاير، والتفاعلات الكيميائية لأجهزة نقل الحرارة الداخلية والخارجية، والأخطاء التشغيلية، يتم تشغيل صمام التنفس لتجنب تلف خزان التخزين بسبب الضغط الزائد أو الفراغ الفائق.

 

المعايير المشتركة لصمام الاستراحة

DIN EN 14595-2016 – خزان لنقل معدات خدمة البضائع الخطرة لضغط الخزانات وفتحة التنفس الفراغي.

 

كيف يتم تركيب صمام الاستراحة؟

(1) يتم تركيب صمام التنفس في أعلى نقطة أعلى الخزان. من الناحية النظرية، من منظور تقليل خسائر التبخر والعوادم الأخرى، يجب تثبيت صمام التنفس في أعلى نقطة في مساحة الخزان لتوفير الوصول المباشر والحد الأقصى إلى صمام التنفس.

(2) الحجم الكبير للخزانات يمنع صمام التنفس الواحد بسبب خطر فشل الضغط الزائد أو الضغط السلبي ويمكن تركيب صمامين للتنفس. لتجنب تشغيل صمام التنفس وزيادة خطر الفشل في نفس الوقت، عادة ما يكون صمام التنفس وضغط التفريغ في تصميم من النوع المتدرج، يعمل بشكل طبيعي، والآخر احتياطي.

(3) إذا أدى حجم التنفس الكبير إلى عدم قدرة حجم التنفس لصمام تنفس واحد على تلبية المتطلبات، فيمكن تجهيز صمامين أو أكثر للتنفس، ويجب أن تكون المسافة بينهما وبين مركز قمة الخزان متساوية، وهذا هو الترتيب المتماثل على قمة الخزان.

(4) إذا تم تركيب صمام التنفس على خزان تغطية النيتروجين، فيجب أن يكون موضع توصيل أنبوب إمداد النيتروجين بعيدًا عن واجهة صمام التنفس وإدخاله في خزان التخزين بواسطة الجزء العلوي من الخزان لحوالي 200 مم، بحيث لا يتم تفريغ النيتروجين مباشرة بعد دخول الخزان ويلعب دور غطاء النيتروجين.

(5) إذا كان هناك مانع في صمام التنفس، فيجب مراعاة تأثير انخفاض ضغط الحاجز على ضغط تفريغ صمام التنفس لتجنب الضغط الزائد للخزان.

(6) عندما يكون متوسط درجة حرارة الخزان أقل من أو يساوي 0، يجب أن يحتوي صمام التنفس على إجراءات مضادة للتجمد لمنع الخزان من التجمد أو سد قرص الصمام الناتج عن سوء عادم الخزان أو عدم كفاية إمداد الهواء، مما يؤدي إلى في خزان طبل الضغط الزائد أو خزان مفرغ من الضغط المنخفض.

 

مزيد من المعلومات، الاتصال صمام مثالي