كيف تتضمن صمامات أسطوانة الغاز آليات تخفيف الضغط لمنع الإفراط في الضغط الخطير للأسطوانة؟

صمامات تخفيف الضغط (PRVs)

تعد صمامات تخفيف الضغط (PRVs) ميزة أمان حاسمة في صمام أسطوانة الغاز الأنظمة. هدفهم الأساسي هو حماية الأسطوانة من الإفراط في الضغط ، مما قد يؤدي إلى تمزق أو فشل آخر خطير. تم تصميم هذه الصمامات لإطلاق الضغط الزائد بطريقة يتم التحكم فيها عندما يتجاوز الضغط الداخلي عتبة محددة مسبقًا. إليك نظرة متعمقة على تشغيلها:

• إعداد العتبة : يتم معايرة PRV بإعداد دقيق للضغط ، والذي يتجاوز عادة الحد الأقصى لضغط العمل للأسطوانة. يتم تحديد قيمة الإعداد المسبق بناءً على نوع الغاز في الاسطوانة ، ومتطلبات الضغط المحددة ، والسلامة الهيكلية للأسطوانة. يتم تحديد قيمة الإعداد المسبق للتأكد من أن أي ضغط زائد يتمتع بأمان قبل أن يصل إلى مستوى قد يسبب فشلًا كارثيًا.

• فتح تلقائي : بمجرد أن يصل الضغط داخل الأسطوانة إلى القيمة المحددة مسبقًا ، يقوم PRV بتنشيط ، وفتح آلية الصمام ويسمح للغاز بالهروب بطريقة محكومة. يتم بدء عملية الفتح بواسطة جهاز محمّل نابضًا أو حجابًا مرنًا يتفاعل مع الضغط.

• إعادة تعيين آلية : تم تصميم العديد من PRVs الحديثة لإغلاقه تلقائيًا بمجرد تعزيز الضغط إلى مستوى آمن. هذا مهم بشكل خاص في الأنظمة التي يلزم التشغيل المستمر ، حيث تسمح للصمام بالعودة إلى وضعه المغلق بعد تخفيف حدث الإفراط في الضغط.

التطبيقات : يتم استخدام PRVs عبر مجموعة واسعة من التطبيقات ، من تخزين الغاز الصناعي إلى أسطوانات الأكسجين الطبي. توفر هذه الصمامات حماية أساسية في كل من البيئات عالية المخاطر وعالية القيمة ، حيث يمكن أن يكون للتسربات الغازية أو الإفراط في الضغط عواقب وخيمة.

أقراص انفجار

أقراص الانفجار (أو أقراص التمزق) هي آلية أمان أخرى تستخدم في أسطوانات الغاز ، مصممة خصيصًا للتمزق عند ضغط معين لمنع الإفراط في الضغط الخطير. هذه الأقراص هي ميزة أمان الاستخدام لمرة واحدة توفر آثارًا فاشلة عندما تفشل طرق التحكم الأخرى في الضغط (مثل PRVS). إليك غوص أعمق في وظائفهم:

• نقطة الضغط المحددة مسبقا : يتم بناء قرص الاندفاع من مادة رقيقة ومهندسة مصممة للتمزق عندما يتجاوز الضغط الداخلي للأسطوانة نقطة معينة. يحدث هذا التمزق عند ضغط محدد محدد مسبقًا بناءً على الحد الأقصى لضغط التشغيل الآمن لأسطوانة الغاز ، مما يضمن أن الضغط الداخلي لا يتجاوز نقطة تمزق الأسطوانة نفسها.

• عملية التنشيط : يعمل القرص من خلال استخدام خصائص المواد الخاصة به ، والتي يتم اختيارها لتحمل مستويات الضغط النموذجية ولكنها ستفشل عند تعريضها للضغط الزائد. بمجرد ارتفاع الضغط الداخلي إلى نقطة التمزق ، يفشل قرص الاندفاع ، مما يسمح للغاز بالهروب بأمان. هذا يمنع الأسطوانة من الوصول إلى ضغط عالي خطير.

• مكون استخدام واحد : على عكس PRVs ، لا يتم تصميم أقراص الانفجار لاستخدامات متعددة. بمجرد تنشيطها ، يجب استبدالها. لذلك ، يجب فحص أقراص الانفجار بانتظام واستبدالها كجزء من الصيانة الروتينية.

التطبيقات : يتم استخدام أقراص الانفجار بشكل شائع في أنظمة الغاز عالية الضغط ، مثل الأكسجين أو أسطوانات الغاز المضغوطة ، حيث يكون خطر الإفراط في الضغط أكبر بسبب التقلبات في الضغط أو الفشل الميكانيكي في صمام التخفيف.

تخفيف الضغط الحراري

تستخدم آليات تخفيف الضغط الحراري لمعالجة الزيادات في الضغط الناتجة عن التغيرات في درجة الحرارة. تعتبر هذه الآلية أمرًا بالغ الأهمية في البيئات الخارجية أو الأماكن ذات درجات الحرارة المحيطة العالية ، حيث يمكن أن تتسبب الحرارة في توسيع الغاز داخل الأسطوانة ، وبالتالي رفع الضغط الداخلي.

• صمامات الإغاثة الحرارية : تحتوي هذه الصمامات عادة على ملف المكونات القابلة للانصهار أو أ مادة حساسة لدرجة الحرارة سيؤدي ذلك إلى تغيير شكله أو يذوب بمجرد الوصول إلى عتبة درجة حرارة معينة. مع توسع الغاز بسبب الحرارة ، يتم تنشيط المواد الحساسة لدرجة الحرارة ، وفتح الصمام وتسمح للغاز بالهروب ، وبالتالي تقليل الضغط.

• تقنية المكونات القابلة للانصهار : تم تصميم المكونات القابلة للانصهار لتذوب في درجة حرارة محددة. تؤدي عملية الانصهار إلى انهيار المكونات أو تشوهها ، وفتح الصمام وتسمح للغاز بالتنفيس بأمان. هذا مهم بشكل خاص في حالة حريق أو في بيئات درجات الحرارة العالية للغاية.

• الحماية من الإفراط في الضغط الناجم عن الحرارة : هذا النوع من تخفيف الضغط الحراري ضروري لمنع الإفراط في الضغط الخطير الذي يمكن أن يحدث عندما تتعرض أسطوانات الغاز للحرارة. نظرًا لأن الغاز يتوسع عند تسخينه ، ويمكن أن يزيد هذا التمدد بسرعة من الضغط الداخلي ، توفر صمامات التخفيف الحراري مقياسًا تلقائيًا للسلامة ضد الفشل الناجم عن الحرارة.

التطبيقات : غالبًا ما تستخدم آليات تخفيف الضغط الحراري في الصناعات مثل النفط والغاز والنقل والتصنيع ، حيث تتعرض أسطوانات الغاز لدرجات حرارة متقلبة وخطر الإفراط في الضغط الحراري.

منظمات الضغط

تلعب منظمات الضغط دورًا أساسيًا في السيطرة على تدفق الغاز من الأسطوانة والتأكد من أن الضغط يبقى ضمن حدود آمنة وتشغيلية. على الرغم من أن المنظمين أنفسهم لا يعملون بشكل مباشر كآلية لتخفيف الضغط ، إلا أنها تساهم في التشغيل الآمن لنظام الغاز من خلال ضمان إطلاق الغاز عند ضغط يتم التحكم فيه.

• التحكم في الضغط : تتمثل الوظيفة الأساسية لمنظم الضغط في تقليل الضغط العالي للغاز داخل الأسطوانة إلى ضغط أقل ومستقر مناسب للاستخدام في التطبيقات المصب. هذا يضمن أن المعدات أو العمليات التي تعتمد على الغاز لا تتلقى ضغطًا مفرطًا ، مما قد يسبب عطلًا أو تلفًا.

• حماية الضغط الزائد المدمج : تتضمن العديد من منظمات الضغط المتقدمة آليات حماية الضغط الزائد. ستغلق هذه الآليات تدفق الغاز إذا تجاوز الضغط الداخلي حدًا معينًا. هذه الميزة مفيدة بشكل خاص في منع تراكم الضغط الخطير في معدات المصب ، مما يضمن سلامة نظام الغاز ومستخدميه.

التطبيقات : منظمات الضغط ضرورية في التطبيقات التي يكون فيها تدفق الغاز الخاضع للرقابة ضروريًا ، كما هو الحال في أنظمة إمدادات الغاز الطبية ، واللحام ، والأدوات الهوائية.

مزيج من ميزات السلامة

في التطبيقات عالية الخطورة ، قد تتميز أسطوانات الغاز بمجموعة من آليات تخفيف الضغط لتوفير حماية شاملة. يضمن هذا التكرار أنه حتى في حالة فشل ميزة السلامة ، ستتولى آلية أخرى لمنع الإفراط في الضغط. تشمل بعض المجموعات الشائعة:

• PRVs وأقراص انفجار : تستخدم بعض أسطوانات الغاز كل من PRV وقرص انفجار لضمان إطلاق الضغط بأمان بغض النظر عن نوع تراكم الضغط. ستقوم PRV بإدارة الزيادات البطيئة أو الثابتة في الضغط ، في حين أن قرص الاندفاع يعمل كآلية إطلاق الطوارئ لارتفاع الضغط السريع.

• الإغاثة الحرارية مع PRVs : في بعض أسطوانات الغاز ، وخاصة تلك المستخدمة في البيئات القاسية ، يتم دمج كل من صمامات الإغاثة الحرارية و PRVs. هذا يضمن حماية الأسطوانة من كل من الزيادات في الضغط بسبب الحرارة والتزايد التدريجي الناجم عن عوامل أخرى.

التطبيقات : تُستخدم أنظمة الميزات متعددة السلامة بشكل شائع في قطاعات الغاز الطبي والصناعي ، حيث تكون السلامة والموثوقية ذات أهمية قصوى بسبب الطبيعة الحرجة للغاز والعواقب المحتملة للفشل.