Sandarinimo pasirinkimo svarstymai – aukšto slėgio dvigubų mechaninių sandariklių montavimas

Išdėstymas yra 3 mechaniniai sandarikliaidvigubi sandarikliaikur barjero skysčio ertmėje tarp sandariklių palaikomas didesnis nei sandariklio kameros slėgis. Laikui bėgant pramonė sukūrė keletą strategijų, kaip sukurti šiems sandarikliams reikalingą aukšto slėgio aplinką. Šios strategijos yra įtrauktos į mechaninio sandariklio vamzdynų planus. Nors daugelis šių planų atlieka panašias funkcijas, kiekvieno jų veikimo charakteristikos gali labai skirtis ir turės įtakos visiems sandarinimo sistemos aspektams.

Vamzdynų planas 53B, kaip apibrėžta API 682, yra vamzdynų planas, kuris slėgis barjeriniame skystyje su azotu pripildytu šlapimo pūslės akumuliatoriumi. Slėginė pūslė tiesiogiai veikia barjerinį skystį, sukeldama slėgį visoje sandarinimo sistemoje. Šlapimo pūslė neleidžia tiesioginiam slėgio dujų ir barjerinio skysčio kontaktui, todėl dujos neįsigeria į skystį. Tai leidžia vamzdynų planą 53B naudoti aukštesnio slėgio įrenginiuose nei vamzdynų planas 53A. Dėl autonominio akumuliatoriaus pobūdžio taip pat nereikia nuolatinio azoto tiekimo, todėl sistema idealiai tinka nuotoliniam įrengimui.

Tačiau šlapimo pūslės akumuliatoriaus pranašumus atsveria kai kurios sistemos veikimo charakteristikos. Vamzdžių plano 53B slėgis tiesiogiai nustatomas pagal dujų slėgį šlapimo pūslėje. Šis slėgis gali labai pasikeisti dėl kelių kintamųjų.

Prieš įpilant barjerinio skysčio į sistemą, akumuliatoriaus pūslė turi būti iš anksto įkrauta. Tai sukuria pagrindą visiems būsimiems sistemos veikimo skaičiavimams ir interpretacijoms. Faktinis išankstinio įkrovimo slėgis priklauso nuo sistemos darbinio slėgio ir apsauginio barjerinio skysčio tūrio akumuliatoriuose. Išankstinis įkrovimo slėgis taip pat priklauso nuo dujų temperatūros šlapimo pūslėje. Pastaba: išankstinis įkrovimo slėgis nustatomas tik pirmą kartą paleidžiant sistemą ir faktinio veikimo metu jis nereguliuojamas.

Dujų slėgis šlapimo pūslėje skirsis priklausomai nuo dujų temperatūros. Daugeliu atvejų dujų temperatūra seks aplinkos temperatūrą įrengimo vietoje. Taikant regionus, kuriuose vyksta dideli kasdieniai ir sezoniniai temperatūrų pokyčiai, sistemos slėgis smarkiai svyruos.

Barjerinis skysčių suvartojimasVeikimo metu mechaniniai sandarikliai sunaudos barjerinį skystį dėl įprasto sandariklio nuotėkio. Šį barjerinį skystį papildo akumuliatoriuje esantis skystis, todėl pūslėje išsiplečia dujos ir sumažėja sistemos slėgis. Šie pakeitimai priklauso nuo akumuliatoriaus dydžio, sandariklio nuotėkio greičio ir pageidaujamo sistemos priežiūros intervalo (pvz., 28 dienos).

Sistemos slėgio pokytis yra pagrindinis būdas, kuriuo galutinis vartotojas stebi sandariklio veikimą. Slėgis taip pat naudojamas techninės priežiūros signalizacijai sukurti ir sandarinimo gedimams aptikti. Tačiau slėgis nuolat keisis, kol sistema veiks. Kaip vartotojas turėtų nustatyti slėgį Plan 53B sistemoje? Kada reikia įpilti barjerinio skysčio? Kiek skysčio reikia įpilti?

Pirmasis plačiai paskelbtas plano 53B sistemų inžinerinių skaičiavimų rinkinys pasirodė API 682 ketvirtajame leidime. F priede pateikiamos nuoseklios instrukcijos, kaip nustatyti šio vamzdyno plano slėgį ir tūrį. Vienas iš naudingiausių API 682 reikalavimų yra standartinės šlapimo pūslės akumuliatorių vardinės lentelės sukūrimas (API 682 ketvirtasis leidimas, 10 lentelė). Šioje vardinėje lentelėje yra lentelė, kurioje užfiksuotas išankstinio įkrovimo, papildymo ir aliarmo slėgis sistemoje, atsižvelgiant į aplinkos temperatūros sąlygas naudojimo vietoje. Pastaba: standarto lentelė yra tik pavyzdys ir faktinės reikšmės labai pasikeis, kai bus pritaikytos konkrečiai lauko programai.

Viena iš pagrindinių 2 paveikslo prielaidų yra ta, kad vamzdynų planas 53B veiks nuolat ir nekeičiant pradinio išankstinio įkrovimo slėgio. Taip pat daroma prielaida, kad sistema per trumpą laiką gali būti veikiama viso aplinkos temperatūros diapazono. Tai turi reikšmingos įtakos sistemos konstrukcijai ir reikalauja, kad sistema būtų eksploatuojama esant didesniam slėgiui nei kiti dvigubo sandarinimo vamzdynų planai.

Naudojant 2 paveikslą kaip nuorodą, pavyzdinė programa yra įdiegta vietoje, kur aplinkos temperatūra yra nuo -17 °C (1 °F) iki 70 °C (158 °F). Atrodo, kad šio diapazono viršutinė riba yra nerealiai aukšta, tačiau ji taip pat apima akumuliatoriaus, kuris yra veikiamas tiesioginių saulės spindulių, saulės šildymo poveikį. Lentelės eilutės rodo temperatūros intervalus tarp didžiausių ir mažiausių verčių.

Kai galutinis vartotojas naudoja sistemą, jis padidins barjerinio skysčio slėgį, kol pasieks papildymo slėgį esant esamai aplinkos temperatūrai. Pavojaus slėgis yra slėgis, rodantis, kad galutiniam vartotojui reikia įpilti papildomo barjerinio skysčio. Esant 25 °C (77 °F) temperatūrai, operatorius iš anksto įkrauna akumuliatorių iki 30,3 baro (440 PSIG), aliarmas buvo nustatytas 30,7 baro (445 PSIG) ir operatorius pila barjerinį skystį, kol pasieks slėgį. 37,9 baro (550 PSIG). Jei aplinkos temperatūra sumažėjo iki 0 °C (32 °F), aliarmo slėgis sumažės iki 28,1 baro (408 PSIG), o papildymo slėgis iki 34,7 baro (504 PSIG).

Pagal šį scenarijų aliarmo ir papildymo slėgis keičiasi arba svyruoja, atsižvelgiant į aplinkos temperatūrą. Šis metodas dažnai vadinamas plaukiojančia-plaukiojančia strategija. Tiek signalizacija, tiek papildymas „plūduriuoja“. Dėl to sandarinimo sistemos darbinis slėgis yra žemiausias. Tačiau tai galutiniam vartotojui kelia du specifinius reikalavimus; teisingo aliarmo slėgio ir papildymo slėgio nustatymas. Sistemos aliarmo slėgis priklauso nuo temperatūros ir šis ryšys turi būti užprogramuotas galutinio vartotojo DCS sistemoje. Pripildymo slėgis taip pat priklausys nuo aplinkos temperatūros, todėl operatorius turės remtis vardine plokštele, kad surastų tinkamą slėgį esamoms sąlygoms.

Kai kurie galutiniai vartotojai reikalauja paprastesnio požiūrio ir nori strategijos, pagal kurią aliarmo ir papildymo slėgis būtų pastovus (arba fiksuotas) ir nepriklauso nuo aplinkos temperatūros. Fiksuoto fiksavimo strategija galutiniam vartotojui suteikia tik vieną slėgį, skirtą papildyti sistemą, ir tik vertę, skirtą sistemai įspėti. Deja, ši sąlyga turi daryti prielaidą, kad temperatūra yra maksimali, nes skaičiavimai kompensuoja aplinkos temperatūros kritimą nuo maksimalios iki minimalios. Dėl to sistema veikia esant didesniam slėgiui. Kai kuriose programose, naudojant fiksuotą fiksuotą strategiją, gali pasikeisti sandariklio konstrukcija arba kitų sistemos komponentų, skirtų padidėjusiam slėgiui, DMD įvertinimai.

Kiti galutiniai vartotojai taikys hibridinį metodą su fiksuotu aliarmo slėgiu ir slankiuoju papildymo slėgiu. Tai gali sumažinti darbinį slėgį ir supaprastinti aliarmo nustatymus. Sprendimas dėl tinkamos aliarmo strategijos turėtų būti priimtas tik įvertinus naudojimo sąlygas, aplinkos temperatūros diapazoną ir galutinio vartotojo reikalavimus.

Yra keletas vamzdynų plano 53B konstrukcijos pakeitimų, kurie gali padėti sušvelninti kai kuriuos iš šių iššūkių. Šildymas nuo saulės spindulių gali labai padidinti maksimalią akumuliatoriaus temperatūrą projektiniams skaičiavimams. Pastačius akumuliatorių pavėsyje arba sukonstruojus akumuliatoriui apsauginį skydą nuo saulės galima išvengti saulės šildymo ir sumažinti maksimalią temperatūrą skaičiavimuose.

Aukščiau pateiktuose aprašymuose terminas aplinkos temperatūra vartojamas dujų temperatūrai šlapimo pūslėje apibūdinti. Esant pastoviai būsenai arba lėtai kintant aplinkos temperatūrai, tai yra pagrįsta prielaida. Jei yra dideli aplinkos temperatūros svyravimai tarp dienos ir nakties, akumuliatoriaus izoliacija gali sumažinti efektyvius šlapimo pūslės temperatūros svyravimus, todėl darbinė temperatūra yra stabilesnė.

Šis metodas gali būti išplėstas naudojant šilumos sekimą ir akumuliatoriaus izoliaciją. Tinkamai pritaikius, akumuliatorius veiks esant vienai temperatūrai, nepaisant kasdienių ar sezoninių aplinkos temperatūros pokyčių. Tai bene svarbiausias atskiras dizaino variantas, kurį reikia apsvarstyti vietovėse, kuriose yra dideli temperatūros svyravimai. Šis metodas turi didelę įdiegtą bazę lauke ir leido planą 53B naudoti vietose, kurių nebūtų buvę įmanoma su šilumos sekimu.

Galutiniai vartotojai, ketinantys naudoti vamzdynų planą 53B, turėtų žinoti, kad šis vamzdynų planas nėra tik vamzdynų planas 53A su akumuliatoriumi. Beveik kiekvienas plano 53B sistemos projektavimo, paleidimo, eksploatavimo ir priežiūros aspektas yra unikalus šiam vamzdynų planui. Dauguma nusivylimų, kuriuos patyrė galutiniai vartotojai, kyla dėl sistemos nesupratimo. Antspaudų originalios įrangos gamintojai gali parengti išsamesnę konkrečios programos analizę ir suteikti reikiamą informaciją, kad galutinis vartotojas galėtų tinkamai nurodyti ir valdyti šią sistemą.