Қақпақтың сұйықтық жүйесін қорғау үшін қандай қауіпсіздік функциялары бар

Кері Ағынды Болдыру және Маңызды Жабдықтарды Қорғау

Тарату Сақтандыру Клапандары Біржақты Сұйық Ағынын Сақтау Үшін Кері Ағынды Қалай Тоқтатады

Клапандар сұйықтықтарды тек бір бағытта ғана қозғалуын қамтамасыз етеді, мысалы, жүзіп жүретін дискілер, айналмалы қақпалар немесе негізгі сантехника сабақтарынан таныс серіппелі шарлар арқылы. Жүйенің ішінде ағын дұрыс алға қарай бағытталған кезде осы бөлшектер ашық күйде болады. Алайда, кері бағытта қысым пайда болып, жүйеге кіріп кеткісі келсе, олар тез арада жабылады. Бұл тез реакция жүйенің әртүрлі бөліктерінің арасындағы қосылуын болдырмауға және қысымның тұрақты деңгейде сақталуына көмектеседі. Уақыттың маңызы зор болатын өнеркәсіптік қолданбалар үшін екіпластиналы тексеру клапандары секілді жоғары дәлдікті нұсқалар жарты секунд ішінде тез жабылуы мүмкін. Соңғы жылы Fluid Control Journal журналында жарияланған зерттеулерге сәйкес, осындай жетілдірілген конструкциялар бүгінгі күнге дейін көптеген қондырғыларда қолданылып жүрген ескі модельдермен салыстырғанда қысымның шығынын шамамен 40 пайызға дейін азайтады.

Сорғыларды кері ағыннан, кавитациядан және механикалық бұзылулардан қорғау

Ағынның кері ағуы орын алған кезде жиі кавитация пайда болады, бұл насостың импеллері мен подшипниктерін жыл сайын 0,2 мм-ден де тез қашауы мүмкін. Дәл осындай жағдайларда тексеру клапандары маңызды рөл атқарады — олар тоқтаған кезде оң қысымды сақтап, жүйенің тегіс жұмыс істеуін қамтамасыз етеді. Біз кейбір тамаша нәтижелерді де байқадық. 2023 жылғы Гидравликалық институттың зерттеуі көрсеткендей, гидрокөмірсутектерді тасымалдау жүйелерінде 5 жыл бойы центрге теңгерілген насостардағы ақаулардың 35% айналу бағытын қарсы әсерінен сақтайтын арнайы клапандар есебінен төмендеді. Қазір көптеген операторлар оларды стандартты жабдық ретінде пайдалануы түсінікті.

Зерттеу жағдайы: Өнеркәсіптік насос станцияларындағы кері ағуды болдырмау

Бір химиялық өңдеу қондырғысы өз зауытындағы он екі суыту су желісіне серіппелі тежегіш клапандар орнатқаннан кейін сорғыштарды ауыстыру шығындарын төрттен үш бөлігіне дейін қысқартты. Бұл арнайы клапандар су қағылуынан пайда болатын және әр ай сайын салқындатқыш сұйықтықтың герметизациясын бұзып тұрған тербелістерді тиімді түрде тоқтатты. Техникалық қызмет көрсету журналдарында бұрын әр 11 аптада бір рет жөндеу талап етілетін нәрсе қазір соңғы жылғы «Сұйықтық Жүйесінің Сенімділігі туралы» есепте келтірілген деректерге сәйкес шамамен 15 ай бойы жұмыс істейтін болды. Тұрақты жабдық бұзылуларымен күресіп жатқан операциялық менеджерлер үшін мұндай сенімділіктің артуы бюджетті жоспарлау мен өндірістің үздіксіздігінде айтарлықтай айырмашылық жасайды.

Жүйе бүтіндігіне бақылаусыз кері ағымның ұзақ мерзімді салдары

Турбуленттілік және оттегінің тартылуына байланысты тұрақты кері ағыс көміртегі болатын құбырларда коррозияны 3—5 есе үдетеді. 2022 жылғы ASME талдауына сәйкес, тексеру клапандары жоқ жүйелер жылына 60% артық техникалық қызмет көрсетуді талап етеді, ал жүйелердің 23%-ы жұмыс істеудің 18 айынан кейін орамалардың мерзімінен бұрын тозуын бастан кешіреді.

Су соққысы мен гидравликалық соққы қаупін азайту

Тексеру клапандарының тез жабылуы су соққысын бақылауға қалай ықпал етеді

Тежегіш клапандар ағын кері бағытта қозғалған кезде өздігінен жабылатындықтан, гидравликалық соққылардың алдын алуға көмектеседі. Сорғылар кенеттен тоқтаса немесе басқа да клапандар тез жабылса, 2022 жылғы Американдық су құрылымдары ассоциациясының зерттеуіне сәйкес, осындай қысым толқындары шамамен секундына 1200-1500 метр жылдамдықпен құбырлар бойымен тарайды. Ең жақсы тежегіш клапандар да өте тез жабылады. Серіппелі жоғары сапалы кейбір клапандар 25-50 миллисекунд ішінде жабыла алады. Бұл тез реакция судың өзіне қарама-қарсы қайта шоғырлануын тоқтатады және қалалар бойынша негізгі су желілеріндегі қауіпті қысымның секіруін шамамен 40 пайызға дейін азайтады. Мемлекеттік инженерлер өз инфрақұрылым жүйелері үшін осы түрлі қорғанысқа үлкен сүйенеді.

Екі дискілі және үнсіз тежегіш клапандар: Қысымның секіруін азайтудағы тиімділік

Жетілдірілген үнсіз тежегіш клапан конструкциялары мыналар арқылы қысымның секіруін азайтады:

• Екі дискілі конфигурациялар олар ағынды тепе-тең ағыстарға бөледі және жалғыз дискілі модельдерге қарағанда жабылу соққы күштерін 60% азайтады
• Орындықтың соғылу жылдамдығын 0,3 м/с төмен ұстайтын серіппелі басқыш жүйелері металл беттердің бір-біріне соғылуын болдырмау
• Көлбеу дискінің геометриясы кері ағынның порогы 30% төмен болған кезде жабылу процесін бастай отырып, алға қарайғы тиімділікті сақтайды

142 қалалық су жүйесінен алынған деректер бұл инновациялардың бес жыл ішінде соққылық апаттарға байланысты трубопроводтардың жөндеулерін 78% қысқартатынын көрсетеді.

Тепе-теңдік: Тез жабылу мен клапанның тозуының және жүйенің кернеуінің өсуі

Тез жабылу су соғысынан қорғайды, бірақ механикалық компромисстер туғызады:

1. Материалдың шаршауы — Айналмалы тексеру клапандары жоғары күшті соққыларға байланысты тыныш конструкцияларға қарағанда үш есе тез тозады
2. Кавитация қаупі — Лездік тоқтату 15 000 psi-ге дейінгі күшпен құлатылатын вакуумдық қалташаларды жасауы мүмкін
3. Жоғары деңгейдегі кернеу — Құбырдың ескіреуіне байланысты ағынның кенет тоқтауы энергияны кері бағытта береді және құбыр қосылыстарына зиян келтіруі мүмкін

Ең тиімді тәсіл — жылдам жауап беретін тексеру клапандарын су толқыны резервуарлары немесе қысымды реттеу клапандарымен интеграциялау, бұл көпқабатты қорғанысты қамтамасыз етеді және клапан сайын жыл сайын 18–32 доллар шығынды азайтады.

Жүйенің қысымының тұрақтылығы мен жұмыс істеуін қамтамасыз ету

Кез-келген сұйықтық жүйесін орнату кезінде тексеру сақиналары тұрақтылықты сақтау үшін өте маңызды компоненттер болып табылады, өйткені олар жұмыс кезіндегі күтпеген өзгерістер кезінде жүйені теңдестіруге көмектеседі. Ағын тоқтаған кезде бұл сақиналар автоматты түрде өздерін жабады, осылайша жүйе дайын күйде қалады және жұмыс өнімділігін бұза алатын қысымның төмендеуін болдырмауға мүмкіндік береді. Мысалы, өрттен қорғау жүйелерін алайық. Мұндай жүйелерді техникалық қызмет көрсету кезінде тексеру сақиналары судың маңызды қысымын сақтап, барлық жүйені лезде іске қосуға дайын күйде ұстайды. Миниматикалық қауіпсіздік бойынша соңғы жылдардағы зерттеу жұмыстарында, соның ішінде өткен жылдың Сұйықтық Динамикасы Хабарламасында да олардың пайдасы туралы ұқсас тұжырымдар айтылды.

Тоқтату немесе ағынның үзілу кезінде жүйенің дайындығы мен қысымын сақтау

Сорғыны тоқтатқан кезде тексеру сақиналары төменгі бөліктегі компоненттерді былай бөледі:

• Вертикальды түтіктердегі гравитациялық ағынды болдырмау
• Айналатын жабдықтағы сұйықтық қысымын сақтау
• Сорғы сызықтарына ауа кіруін блоктау, бұл қайта іске қосу реттілігін бұзуы мүмкін

Өту кезеңдері мен құбыр үзілу сценарийлеріндегі тексеру клапандарының рөлі

Сорғының істен шығуы немесе клапанның дұрыс емес жұмысы салдарынан туындайтын өту кезеңдерінде тексеру клапандары мыналарды орындау үшін миллисекунд ішінде әрекет етеді:

1. Зиянды гидравликалық соққы пайда болар алдында кері ағысты тоқтату
2. Тізбектелген жабылу арқылы үзілген құбыр қондырғыларында сұйықтықты ұстау
3. Интеграцияланған байпас жүйелері арқылы бақыланатын тежелуді қамтамасыз ету

Бұл екі функция тізбектелген істен шығуларды болдырмақ және зақымданған аймақтарды қауіпсіз бөліп алуға мүмкіндік береді — бұл стратегия жүйені құру кезінде өту процесінің модельдеу бағдарламасын пайдалану арқылы жетілдіріледі.

Саңылауларды, төгілуді және сұйықтың ластануын болдырмау

Сенімді тексеру клапанының герметизациясы арқылы технологиялық желілердегі аралас ластанудан қашу

Таратпа клапандардағы дәл сақтандырғыш жабдық көп ағынды операциялар кезінде жарамсыз қосылулардың алдын алады. Химиялық зауыттарда дұрыс қолданыста ұсталатын таратпа клапан сақтандырғыштары сақтандырғышсыз жүйелермен салыстырғанда қиылысу қаупін 87% -ға дейін төмендетеді (FPCI 2023). Екі отырғышты конфигурациялар мен эластомерлі сақтандырғыштар үйлесімсіз сұйықтықтар арасында сенімді бөгет құрады, ал кезеңдік тексерістер ұзақ мерзімді сақтандыру бүтіндігін қамтамасыз етеді.

Қоршаған ортаны қорғау: Химиялық және қауіпті сұйықтық жүйелеріндегі саңылаулар мен төгілуді азайту

Қоршаған ортаның қауіпсіздігі насос тоқтап қалғанда немесе желілерде сыну болғанда қауіпті сұйықтықтардың сыртқа шығуын тоқтату үшін кері клапандарға күшті тәуелді. 2023 жылғы North Industrial компаниясының салалық деректеріне сәйкес, автоматты кері клапандарды дұрыс апатты төгілуден қорғайтын жүйемен жұптастыратын өндіріс орындары мұндай жабдықтары жоқ орындармен салыстырғанда химиялық төгілуді шамамен үштен екі бөлікке азайтады. Үлкен қауіп-қатерлермен жұмыс істейтін орындар үшін жылдам жабылатын серіппелі кері клапандар маңызды рөл атқарады. Уақыт өте кішкентай саңылаулар үлкен экологиялық апаттарға айналуы мүмкін мұнай өнімдерін беретін станцияларды елестетіңіз. Бұл жылдам әрекет ететін клапандар таза бақыланатын аймақтардан ластану таралуына қарсы тікелей соңғы қорғаныс сызығы болып табылады.