Basınç valfi ne yapar?

Basınç vanaları, sıvı sistemlerindeki basıncı kontrol eden, düzenleyen ve hafifleten temel güvenlik cihazlarıdır. Bu kapsamlı kılavuz, endüstriyel uygulamalarda basınç tahliye vanalarını, basınç azaltma vanalarını, basınç regülatörlerini ve basınç kontrol cihazlarını kapsar.

Basınç kontrolü, basınç altındaki sıvıları veya gazları kullanan herhangi bir sistemde kritiktir. İster buhar kazanları, hidrolik sistemler veya su dağıtım ağları ile uğraşıyor olun, basınç valfleri felaket arızalarını önleyen ve sistem performansını optimize eden birincil güvenlik mekanizması görevi görür.

Basınç valfi nedir? (Tanım ve temel işlevler)

Birincil işlevler:

• Basınç Yönetmeliği:Önceden belirlenmiş sınırlar içinde sistem basıncını korur
• Aşırı basınç koruması:Aşırı basınç bırakarak ekipman hasarını önler
• Akış Kontrolü:Sistem verimliliğini optimize etmek için sıvı akışını ayarlar
• Güvenlik güvencesi:Baskı ile ilgili başarısızlıklara karşı son savunma hattı olarak hareket eder

Basınç Kontrol Vanaları Nasıl Çalışır: Teknik İlkeler

Temel İşletim Mekanizması

Basınç tahliye vanaları kuvvet dengeleme prensibi üzerinde çalışır:

Nerede:

• F₁ = P₁ × A (Giriş Basıncı × Etkili Disk Alanı)
• F₂ = Yay sabiti × sıkıştırma mesafesi
• F₃ = P₂ × A (BackPressure × Disk Alanı)

Çalışma Sırası:

1. Basınç ayarlayın:Sistem Basıncı
2. Çatlama Basıncı:İlk açılış, belirlenen basıncın% 95-100'ünde gerçekleşir
3. Tam Asansör:Set basıncının% 103-110'unda tam açılış (API 526 başına)
4. Basıncı yeniden doldur:Valf, belirlenen basıncın% 85-95'inde kapanır (tipik blokdown)

Anahtar teknik parametreler:

Basınç Kontrol Cihazları Türleri: Teknik Özellikler

1. Basınç Güvenlik Valfleri (PSV) ve Güvenlik Tahliyesi Vanaları (SRV)

Teknik Standartlar:ASME BPVC Eylem I & VIII, API 520/526

Yaylı Güvenlik Vanaları

Nerede:

• W = Gerekli kapasite (lb/saat)
• C = deşarj katsayısı
• KD = deşarj katsayısı düzeltme faktörü
• P₁ = Basıncı Set + Aşırı Basın (PSIA)
• KSH = Süper Isıtma Düzeltme Faktörü
• Kv = viskozite düzeltme faktörü
• M = moleküler ağırlık
• T = mutlak sıcaklık (° r)

Pilot tarafından işletilen güvenlik tahliye vanaları (POSRV)

2. Basınç Azaltma Vanaları (Basınç Regülatörleri)

Teknik Standartlar:ANSI/ISA 75.01, IEC 60534

Doğrudan etkili basınç düzenleyicileri

Nerede:

• CV = akış katsayısı
• Q = akış hızı (gpm)
• G = özgül ağırlık
• ΔP = Basınç Düşüşü (PSI)

Pilot tarafından işletilen basınç azaltma valfleri

3. Geri basınç regülatörleri ve kontrol vanaları

İşlev:Aşağı akış akışını kontrol ederek sabit yukarı akış basıncı koruyun

Endüstriyel uygulamalar ve vaka çalışmaları

Enerji üretimi endüstrisi

Buhar Kazan Güvenlik Vanaları (ASME Bölüm I)

• Gerekli Kapasite:Set basıncının% 6'sını aşmadan üretilen tüm buharı boşaltmalıdır
• Minimum Gereksinimler:Kazan başına bir emniyet valfi; > 500 feet kare ısıtma yüzeyi için iki valf
• Test:Her 6 ayda bir (yüksek basınç) veya üç ayda bir (düşük basınç) manuel kaldırma testi

Petrol ve gaz endüstrisi

Boru Hattı Basınç Güvenlik Sistemleri (API 521)

• Tasarım Basıncı:1.1 × İzin verilen maksimum çalışma basıncı (MAOP)
• Güvenlik Valf Boyutlandırma:Maksimum beklenen akış ve basınç senaryolarına dayanarak
• Malzemeler:Ekşi Gaz Servisi NACE MR0175 uyumluluğu gerektirir

Su arıtma ve dağılımı

Basınç Azaltma Valf İstasyonları

Kimyasal ve Petrokimya İşleme

Reaktör Koruma Sistemleri

• Çalışma Koşulları:500 ° F, 600 psig
• Yardım senaryoları:Termal Genişleme, Kaçak Reaksiyonlar, Soğutma Arızası
• Malzemeler:Aşındırıcı hizmet için Hastelloy C-276
• Boyutlandırma:API 521 başına en kötü senaryo analizine dayanarak

Seçim kriterleri ve mühendislik hesaplamaları

Performans parametreleri

Basınç Dereceleri (ASME B16.5):

Malzeme Seçimi Kılavuzu

Boyutlandırma Hesaplamaları

Sıvı Servis için (API 520):

Nerede:

• A = gerekli etkili deşarj alanı (in²)
• GPM = Gerekli akış hızı
• G = özgül ağırlık
• KD = deşarj katsayısı (sıvılar için 0.62)
• KW = Geri Basınç Düzeltme Faktörü
• KC = Kombinasyon Düzeltme Faktörü
• ΔP = Basıncı Ayar + Overpress - Geri Basıncı

Gaz/buhar hizmeti için (API 520):

Kurulum ve Bakım Standartları

Kurulum Gereksinimleri (ASME BPVC)

Güvenlik Valfı Kurulumu:

• Giriş boruları:Kısa ve doğrudan, 5 boru çapında dirseklerden kaçının
• Çıkış boruları:% 10 geri basınç için boyutlandırılmış maksimum
• Montaj:Dikey tercih edilen, destekle kabul edilebilir yatay
• İzolasyon:Girişte yasaklanmış blok vanalar; Kilitlediyse çıkışta kabul edilebilir

Basınç Azaltma Valf Kurulumu:

• Yukarı akış süzgeç:Temiz servis için minimum 20-May
• Baypas Çizgisi:Bakım ve acil durum operasyonu için
• Basınç göstergeleri:Yukarı ve aşağı izleme
• Yardım valfi:Aşırı basınçlara karşı aşağı akış koruması

Bakım programları ve prosedürleri

API 510 Denetim Gereksinimleri:

• Görsel inceleme:Her 6 ayda bir
• Operasyonel Test:Her yıl
• Kapasite Testi:Her 5 yılda bir
• Tamamen revizyon:Her 10 yılda bir veya üretici önerileri

Test prosedürleri:

• Basınç testini ayarlayın:Ayarın ±% 3'ünde açılış basıncını doğrulayın
• Koltuk Sızıntısı Testi:API 527 Sınıf IV (maksimum 5.000 cc/saat)
• Kapasite Testi:Akış performansının tasarım gereksinimlerini karşıladığını doğrulayın
• Geri Basınç Testi:Sistem koşullarında performansı değerlendirin

Öngörücü bakım teknolojileri

Akustik Emisyon Testi:

• Tespit:Dahili sızıntı, koltuk aşısı, bahar yorgunluğu
• Frekans Aralığı:20 kHz ila 1 MHz
• Duyarlılık:Sızıntıları <0.1 gpm tespit edebilir

Titreşim Analizi:

• Uygulamalar:Pilot valf gevezeliği, yay rezonansı
• Parametreler:Genlik, frekans, faz analizi
• Trend:Başarısızlık tahmini için geçmiş veriler

Uyum standartları ve sertifikalar

ASME Kazanı ve Basınçlı Kap Kodu

Bölüm I (Güç Kazanları):

• Kapasite Gereksinimleri:Güvenlik vanaları, basınç artışını önlemelidir.
• Minimum Güvenlik Vanaları:Kazan başına bir, iki ısıtma yüzeyi> 500 feet kare
• Test:6 ayda bir (yüksek basınç) veya üç ayda bir manuel kaldırma (düşük basınç)

Bölüm VIII (Basınçlı Gemiler):

• Yardım cihazı gereksinimleri:Tüm basınçlı kaplar aşırı basınç koruması gerektirir
• Basınç ayarlayın:Korumalı ekipmanın MAWP'sini aşmamak
• Kapasite:API 521 başına en kötü senaryoya dayanarak

API Standartları Uygulaması

API 520 (kabartma cihazı boyutlandırması):

• Kapsam:Geleneksel, dengeli ve pilotla çalışan tahliye vanalarını kapsar
• Boyutlandırma Yöntemleri:Tüm sıvı türleri için hesaplama prosedürleri sağlar
• Kurulum:Boru gereksinimlerini ve sistem entegrasyonunu belirtir

API 526 (flanşlı çelik tahliye vanaları):

• Tasarım Standartları:Boyutsal Gereksinimler, Basınç Sıcaklık Dereceleri
• Malzemeler:Karbon çelik, paslanmaz çelik özellikler
• Test:Fabrika Kabul Testi Gereksinimleri

API 527 (Ticari Koltuk Sıklığı):

• Sınıf I:Görünür sızıntı yok
• Sınıf II:İnçlik koltuk çapı başına 40 cc/saat
• Sınıf III:İnç başına 300 cc/saat koltuk çapı
• Sınıf IV:İnç başına 1.400 cc/saat koltuk çapı

Uluslararası Standartlar

IEC 61511 (Güvenlik Enstrümantalı Sistemler):

• SIL Derecesi:Basınç koruması için güvenlik bütünlüğü seviyesi gereksinimleri
• Kanıt Testi:Güvenlik işlevini korumak için periyodik test
• Başarısızlık oranı:Güvenlik sistemleri için izin verilen maksimum arıza oranları

Sorun Giderme ve Arıza Analizi

Ortak Arıza Modları

Erken açılış (kaynamaya):

Nedenleri:

• Giriş boru kayıpları belirlenen basıncın% 3'ünü aştı
• Sistemde titreşim veya titreşim
• Valf koltuğu üzerinde kalıntılar
• İşletme basıncına çok yakın basıncı ayarlayın

Çözümler:

• Giriş boru boyutunu artırın (sıvılar için hız <30 ft/sn, gazlar için <100 ft/sn)
• Dinlenme sönümleyicisini takın
• Temiz valf koltuğu ve disk
• Çalışma ve Basınç Set (>%10) arasındaki marjı artırın

Açılmaması:

Nedenleri:

• Yay korozyonu veya bağlayıcı
• Aşırı Geri Basıncı (Set Basıncının>% 10'u)
• Tıkalı çıkış veya havalandırma
• Hareketli parçalarda ölçek veya korozyon

Çözümler:

• Baharı değiştirin, Malzemeleri Yükselt
• Geri basıncını azaltın veya dengeli valf tasarımı kullanın
• Net engelleri, çıkış boru boyutunu artırın
• Temiz ve yağlayın, farklı malzemeleri düşünün

Aşırı sızıntı:

Nedenleri:

• Enkaz veya korozyondan kaynaklanan koltuk hasarı
• Termal döngüden çarpık disk
• Yetersiz koltuk yükü (yay yorgunluğu)
• Sızdırmazlık yüzeylerine kimyasal saldırı

Çözümler:

• Kucak koltuğu ve disk yüzeyleri
• Diski değiştirin, termal tasarımı geliştirin
• Yayını değiştirin, ayar baskısını doğrulayın
• Kimyasal uyumluluk için malzemeleri yükseltme

Teşhis teknikleri

Akış Testi:

• Amaç:Gerçek ve tasarım kapasitesini doğrulayın
• Yöntem:Set basıncının% 110'unda deşarj akışını ölçün
• Kabul:API başına tasarım kapasitesinin ±% 10'u 527

Metalurjik analiz:

• Uygulamalar:Başarısızlık Araştırması, Malzeme Seçimi
• Teknikler:SEM analizi, sertlik testi, korozyon değerlendirmesi
• Sonuçlar:Kök neden belirleme, maddi öneriler

Ekonomik etki ve maliyet hususları

Toplam sahiplik maliyeti

İlk Yatırım:

• Standart Rölyef Vanası:Boyut/malzemelere bağlı olarak 500-5.000 dolar
• Pilotla çalışan valf:Karmaşık uygulamalar için 2.000-25.000 dolar
• Kurulum Maliyetleri:Ekipman maliyetinin% 25-50'i

İşletme Maliyetleri:

• Enerji Kayıpları:Sızan vanalar sistem enerjisinin% 1-5'ini boşa harcıyor
• Bakım:Valf başına yılda 200-2,000 dolar
• Test ve Sertifikasyon:Her 5 yılda bir vana başına 500 $-1.500 $

Başarısızlık Maliyetleri:

• Ekipman hasarı:50.000 dolar-