أرشيف للفئة: أخبار

للأكسجين خصائص كيميائية نشطة عادة. وهي مادة مؤكسدة قوية وقابلة للاحتراق ويمكن أن تتحد مع معظم العناصر لتكوين أكاسيد باستثناء الذهب والفضة والغازات الخاملة مثل الهيليوم والنيون والأرجون والكريبتون. ويحدث الانفجار عندما يمتزج الأكسجين مع الغازات القابلة للاحتراق (الأسيتيلين والهيدروجين والميثان وغيرها) بنسبة معينة أو عندما يواجه صمام الأنبوب حريقًا مفاجئًا. يتغير تدفق الأكسجين في نظام خطوط الأنابيب في عملية نقل غاز الأكسجين، قامت جمعية الغاز الصناعي الأوروبية (EIGA) بتطوير معيار IGC Doc 13/12E "أنظمة خطوط أنابيب وأنابيب الأكسجين" الذي قسم ظروف عمل الأكسجين من أجل "التأثير" و" غير مؤثر". "الاصطدام" مناسبة خطيرة لأنه من السهل تحفيز الطاقة مما يسبب الاحتراق والانفجار. صمام الأكسجين هو "حدث الاصطدام" النموذجي.

صمام الأكسجين هو نوع من الصمامات الخاصة المصممة لخط أنابيب الأكسجين، وقد تم استخدامه على نطاق واسع في الصناعات المعدنية والبترولية والكيميائية وغيرها من الصناعات التي تتضمن الأكسجين. تقتصر مادة صمام الأكسجين على ضغط العمل ومعدل التدفق لمنع تصادم الجزيئات والشوائب في خط الأنابيب. لذلك، يجب على المهندس أن يأخذ بعين الاعتبار الاحتكاك والكهرباء الساكنة والاشتعال غير المعدني والملوثات المحتملة (تآكل سطح الفولاذ الكربوني) وعوامل أخرى عند اختيار صمام الأكسجين.

لماذا تكون صمامات الأكسجين عرضة للانفجار؟

• الصدأ والغبار وخبث اللحام الموجود في الأنبوب يسبب الاحتراق عن طريق الاحتكاك بالصمام.

في عملية النقل، سوف يحتك الأكسجين المضغوط ويصطدم بالزيت أو خردة أكسيد الحديد أو احتراق الجسيمات الصغيرة (مسحوق الفحم أو جزيئات الكربون أو الألياف العضوية)، مما يؤدي إلى كمية كبيرة من حرارة الاحتكاك، مما يؤدي إلى احتراق الأنابيب و المعدات، والتي تتعلق بنوع الشوائب وحجم الجسيمات وسرعة تدفق الهواء. من السهل احتراق مسحوق الحديد بالأكسجين، وكلما كان حجم الجسيمات أصغر، انخفضت نقطة الاشتعال؛ كلما زادت السرعة، أصبح الاحتراق أسهل.

• يمكن للأكسجين المضغوط بشكل ثابت أن يشعل المواد القابلة للاحتراق.

سوف تشتعل المواد ذات نقطة الاشتعال المنخفضة مثل الزيت والمطاط الموجودة في الصمام عند درجة حرارة محلية عالية. يتفاعل المعدن مع الأكسجين، ويتم تكثيف تفاعل الأكسدة هذا بشكل كبير عن طريق زيادة نقاء الأكسجين وضغطه. على سبيل المثال، أمام الصمام 15 ميجا باسكال، ودرجة الحرارة 20 درجة مئوية، والضغط خلف الصمام 0.1 ميجا باسكال، إذا تم فتح الصمام بسرعة، يمكن أن تصل درجة حرارة الأكسجين بعد الصمام إلى 553 درجة مئوية وفقًا لحساب الضغط الأدياباتي. الصيغة التي وصلت أو تجاوزت نقطة الاشتعال لبعض المواد.

• نقطة الاشتعال المنخفضة للمواد القابلة للاحتراق في الأكسجين النقي عالي الضغط هي تحفيز احتراق صمام الأكسجين

تعتمد شدة تفاعل الأكسدة على تركيز الأكسجين وضغطه. يحدث تفاعل الأكسدة بعنف في الأكسجين النقي، وفي الوقت نفسه يطلق كمية كبيرة من الحرارة، وبالتالي فإن صمام الأكسجين الموجود في الأكسجين النقي عالي الضغط ينطوي على خطر محتمل كبير. وقد أثبتت الاختبارات أن طاقة تفجير النار تتناسب عكسيا مع مربع الضغط، مما يشكل خطرا كبيرا على صمام الأكسجين.

يجب تنظيف الأنابيب وتركيبات الصمامات والحشيات وجميع المواد الملامسة للأكسجين في خطوط الأنابيب بشكل صارم نظرًا للخصائص الخاصة للأكسجين، ويجب تطهيرها وإزالة الشحوم منها قبل التركيب لمنع إنتاج الحديد الخردة والشحوم والغبار والجزيئات الصلبة الصغيرة جدًا أو تركها في عملية التصنيع. عندما يكونون في الأكسجين من خلال الصمام، من السهل أن يسببوا احتكاكًا أو خطر انفجار.

كيفية اختيار الصمام المستخدم للأكسجين؟

بعض المشاريع تحظر صراحة بوابة الصمامات من استخدامها في خطوط أنابيب الأكسجين مع ضغط تصميمي أكبر من 0.1 ميجا باسكال. وذلك لأن سطح الختم لصمامات البوابة سوف يتضرر بسبب الاحتكاك في الحركة النسبية (أي فتح/إغلاق الصمام)، مما يتسبب في سقوط "جزيئات مسحوق الحديد" الصغيرة من سطح الختم واشتعال النار بسهولة. وبالمثل، فإن خط الأكسجين لنوع آخر من الصمامات سوف ينفجر أيضًا في اللحظة التي يكون فيها فرق الضغط بين جانبي الصمام كبيرًا وينفتح الصمام بسرعة.

• نوع الصمام

الصمام المثبت في خط أنابيب الأكسجين هو بشكل عام صمام كروي، واتجاه التدفق العام لوسط الصمام هو للأسفل وللخارج، في حين أن صمام الأكسجين هو العكس لضمان قوة جذعية جيدة وإغلاق سريع لقلب الصمام.

• مادة الصمام

جسم الصمام: يوصى باستخدام الفولاذ المقاوم للصدأ تحت 3MPa؛ يتم استخدام سبائك الفولاذ Inconel 625 أو Monel 400 فوق 3MPa.

• تقليم

(1) تتم معالجة الأجزاء الداخلية للصمام بمادة Inconel 625 وتصلب السطح؛

(2) مادة جذع/كم الصمام هي Inconel X-750 أو Inconel 718؛

(3) يجب أن يكون الصمام غير مختزل ويحتفظ بنفس العيار مع الأنبوب الأصلي؛ المقعد الأساسي للصمام غير مناسب للحام الأسطح الصلبة؛

(4) مادة حلقة ختم الصمام عبارة عن جرافيت مصبوب غير دهني (محتوى منخفض الكربون) ؛

(5) يتم استخدام التعبئة المزدوجة لغطاء الصمام العلوي. التعبئة عبارة عن جرافيت خالي من الشحوم ومقاوم لدرجة الحرارة العالية (468 درجة مئوية).

(6) الأكسجين في تدفق الأزيز أو الأخاديد سوف ينتج احتكاكًا عالي السرعة، مما ينتج عنه تراكم كمية كبيرة من الحرارة وقد ينفجر بمركبات الكربون، يجب أن يفي تشطيب السطح الداخلي للصمام بمتطلبات ISO 8051-1 Sa2 .

 

مزيد من المعلومات حول صمام الأكسجين، اتصل بنا الآن!

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.

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