ظروف تشغيل معقدة أخرى

ظروف عمل معقدة ومنتشرة بشكل أكبر

دعنا نحلل بإيجاز أنواع الصمامات الأخرى ضمن ظروف العمل الـ 10 الشائعة.

صمام خاص لوحدات التكسير الهيدروجيني والتكويك في المصافي

أفران فحم الكوك هي المصانع التي يُنتج فيها فحم الكوك، وهو وقود صلب اصطناعي يُحصل عليه من الفحم الصلب ويُستخدم بشكل أساسي في الصناعة المعدنية. تعتمد عملية الإنتاج، المسماة التكويك أو إنتاج فحم الكوك، على التحلل الحراري للفحم عن طريق التسخين إلى أكثر من 1000 درجة مئوية في غياب الهواء (التحلل الحراري أو التقطير الجاف): في هذه الظروف، يتكون غاز قابل للاحتراق (يسمى غاز فحم الكوك) وبقايا صلبة، وهي فحم الكوك في الواقع.

التكسير الهيدروجيني، أو التكسير في وجود الهيدروجين، أو التكسير الهيدروجيني (HCC) هو نوع من أنواع التكسير التحفيزي، يتم عادة عند ضغوط ودرجات حرارة متوسطة إلى عالية (في حدود 10 ميجا باسكال و 300 درجة مئوية) في وجود الهيدروجين.

نظرًا لأن وحدة التكسير الهيدروجيني تعمل عند درجة حرارة وضغط مرتفعين، والوسط هو الهيدروجين والهيدروكربونات القابلة للاشتعال والانفجار، وظروف العمل خاصة، يجب أن يكون الإحكام موثوقًا به.

لذلك، تُوضع متطلبات أعلى على تصميم وبناء الصمام.

في هذه الحالات، الفولاذ المقاوم للصدأ المحلي على شكل إسفين صمامات بوابة وصمامات غلوب CC تستخدم على نطاق واسع.

صمام النفط والغاز الخاص

هذه الصمامات، المصممة للتحكم في تدفق النفط والغاز، تتمتع بالخصائص الأساسية التالية: إحكام الغلق، قوة الضغط، الأمان، قابلية الضبط، تدفق السوائل، ومرونة التبديل. إذا كانت الوسائط هي نفط وغاز عالي الضغط، وهي قابلة للاشتعال والانفجار، فيجب مراعاة الاعتبارات التالية بناءً على ظروف العمل المختلفة للصمامات:

1. في الغاز الطبيعي الرطب الذي يحتوي على كبريتيد الهيدروجين وثاني أكسيد الكربون، توجد متطلبات خاصة لمادة جسم الصمام.

2. إذا كانت هناك بقايا حمضية ووسائط أكالة أخرى في جهاز رأس البئر ونظام التجميع والنقل، فمن الضروري اختيار مواد جسم الصمام المقاومة للتآكل.

3. الغبار والجزيئات الصلبة تسرع من تآكل وتلف أجزاء إغلاق الصمام، لذلك يجب مراعاة أن عزم الإمساك ينكسر بسرعة.

4. في الأماكن الخارجية في الهضاب والصحاري والمناطق الألبية، تجعل درجات الحرارة المنخفضة مواد الصمامات هشة وأكثر عرضة للتشوهات بأنواعها المختلفة.

5. تتطلب صمامات النفط والغاز الخاصة المستخدمة في خطوط أنابيب النقل بعيدة المدى نفس عمر خط الأنابيب حيث لن يتم استبدالها لعقود.

تختلف صمامات النفط والغاز الخاصة عن الصمامات العادية لأنها توفر موثوقية عالية في الظروف القاسية شروط وتلبية متطلبات القوة العالية وعدم التسرب!

ظروف العمل المحتوية على الكلور

في ظروف العمل هذه، يجب أن يشير اختيار الصمامات إلى “نظام خط أنابيب الكلور الجاف” الذي أعدته الجمعية الأمريكية للكلور. يعتبر غاز الكلور أو الكلور السائل مادة شديدة التآكل، خاصة إذا كان يحتوي على الماء، حيث أن حمض الهيدروكلوريك (HCl) المتكون من خلط الكلور بالماء سيؤدي إلى تآكل جسم الصمام وأجزائه الداخلية. نظرًا لمعامل التمدد الحراري العالي للكلور، إذا تم ختم الكلور السائل في تجويف الصمام، فسيزداد الضغط في تجويف الصمام بسرعة. يجب أن توفر الصمامات المستخدمة في ظل هذه الظروف وظائف موثوقة لتخفيف الضغط في التجويف الأوسط.

ظروف العمل ذات درجات الحرارة المنخفضة والتجمد

على الرغم من أن الصمامات لخدمة درجات الحرارة شديدة الانخفاض تستند إلى ASME B16.34 و معايير API, إلا أنها تتمتع أيضًا بميزات تصميم أخرى لضمان التشغيل الموثوق به في خدمة درجات الحرارة شديدة الانخفاض.

يمكن أن تتضمن هذه الصمامات أيضًا تصميمًا لتمديد الغطاء (bonnet extension) الذي يوسع المسافة بين حشوة الجذع (stem packing) وآلية التشغيل عن سوائل درجات الحرارة شديدة الانخفاض، مما يسمح لحشوة الجذع بالعمل في درجة حرارة أعلى ويضمن عدم تجمد آلية تشغيل الصمام أثناء الخدمة. يوفر معيار MISS SP-134 بعض التفاصيل بما في ذلك تصميم تمديد الغطاء.

ظروف حمض الهيدروفلوريك

يجب قصر الصمامات المستخدمة في خدمة حمض الهيدروفلوريك على أنواع الصمامات التي تم إثباتها في الخدمة أو تم اختبارها لتشغيل هذه الخدمة بنجاح.

الصمامات المفضلة هي تلك التي لا توفر فرصة لتراكم المواد الصلبة. من الضروري تذكر أن عمليات التعامل المختلفة مع حمض الهيدروفلوريك يجب أن تتم بواسطة فنيين مؤهلين يقومون بفحص الصمامات الموجودة في السوق بدقة، علاوة على ذلك، فإن متطلبات التصميم والمواد والهندسة الداخلية لهذه الصمامات مفصلة وصارمة للغاية. يجب إجراء الفحص والاختبار لهذه الصمامات بشكل متكرر أكثر من الصمامات العادية النموذجية.

ظروف العمل المحتوية على الهيدروجين

غالبًا ما تتميز الصمامات المستخدمة في هذه الخدمة بجودة صب عالية مقارنة بمستلزمات الصب التقليدية نظرًا لأن الهيدروجين سائل شديد النفاذية، والصمامات المتصلة باللحام، بضغوط اسمية أكبر من أو تساوي 600 رطل لكل بوصة مربعة، تقلل من مصادر الفقد المحتملة في الخدمة. يغطي معيار API941 اختيار واستخدام المواد في خدمة الهيدروجين. الضغوط الاسمية أكبر من أو تساوي 600 رطل لكل بوصة مربعة، تقلل من مصادر الفقد المحتملة في الخدمة. يغطي معيار API941 اختيار واستخدام المواد في خدمة الهيدروجين.

ظروف الأكسجين

يجب أن تتبع الصمامات المستخدمة في الخدمات المحتوية على الأكسجين معيار CGA G4.4-2003 الخاص بجمعيات الغاز المضغوط “أنظمة أنابيب الأكسجين” عند الاقتضاء. يجب أن تكون الصمامات لهذه الخدمة خالية تمامًا من الشحوم، ونظيفة، ومُركبة في ظل ظروف خاضعة للرقابة، ويجب تعبئتها وختمها بشكل صحيح، حيث أن الزيوت والشحوم قابلة للاشتعال بشدة في وجود الأكسجين. يتم تقديم الإرشادات في CGA G4.1 “تنظيف المعدات لخدمة الأكسجين”.

غالبًا ما تُستخدم مواد الجسم والغطاء المصنوعة من البرونز أو المونيل المناسبة للخدمات المحتوية على الأكسجين لمنع الشرر والاشتعال الناتج عن الصدمات الميكانيكية عالية الطاقة. توجد شحوم قائمة على السيليكون مُصاغة خصيصًا للاستخدام في الخدمات المحتوية على الأكسجين حيث لا ينبغي استخدام زيوت الهيدروكربون القياسية في وجود الأكسجين.

التدفق المتقطع أو غير المستقر

تتطلب صمامات عدم الرجوع المستخدمة في التدفقات المتقطعة أو غير المستقرة اهتمامًا خاصًا وغالبًا ما تُستخدم في ضواغط المكبس.

يمكن فتحها وإغلاقها بسرعة مع تغيرات في التدفق، مما قد يسبب ضربات مطرقة وتلفًا للصمام.

هناك العديد من الأفكار المتباينة حول أنواع الصمامات التي يجب استخدامها في التدفقات المتقطعة وغير المستقرة، ولكن بشكل عام، يُوصى بصمامات عدم الرجوع الفراشية، وصمامات عدم الرجوع ذات لوحة الميل، وصمامات عدم الرجوع ذات التدفق المحوري.

ظروف الحمض (ظروف H2S الرطبة)

يجب أن يتوافق استخدام مواد الصمامات في الظروف المحتوية على الأحماض مع معيار NACE MR0103 الذي يحدد:

• صلابة جميع أنواع الفولاذ
• يتطلب إذابة الفولاذ الأوستنيتي
• يحظر استخدام مواد معينة للأجزاء التي تتحمل الضغط (بما في ذلك سيقان الصمامات)
• يقترح متطلبات خاصة للتوصيلات الملولبة، والصمامات الملحومة، وما إلى ذلك.

يجب الانتباه إلى مسؤولية المستخدم في NACE MR0103، والتي تنص على أنه يجب على المستخدم تحديد ما إذا كانت البراغي معرضة لبيئات تحتوي على H2S. ما لم يحدد المستخدم ذلك، فإن البراغي التي لا توجد داخل الصمام، مثل براغي توصيل الغطاء، غالبًا ما تخضع لمعايير المنتج ولا يتم تضمين الظروف المحتوية على الكبريت في تلك المعايير. لا تحتاج براغي الجسم إلى الغطاء إلى تلبية

متطلبات NACE إذا كانت المادة المستخدمة للبراغي لا تقاوم سائل العملية مباشرة. 

إذا لم يكن من الممكن استبعاد أو تبخير أي انسكاب للكبريت من الزيوت المحتوية على الكبريت (مثل صمامات البوابة)، فيجب أن يتوافق التوصيل الملولب مع معايير NACE.

ظروف اللزوجة أو البلمرة

غالبًا ما تتطلب الصمامات المستخدمة في الخدمات اللزجة أو المتصلبة، مثل الكبريت السائل أو الزيت الثقيل، تتبع البخار أو سترات البخار للحفاظ على درجات حرارة تشغيل كافية لتشغيل الصمام. يجب إيلاء اهتمام خاص لصمامات عدم الرجوع لأن استجابتها التباطؤية يمكن أن تسبب مشاكل تشغيلية.