Tiivisteen valinnassa huomioitavaa – korkeapaineisten kaksoistiivisteiden asentaminen

Järjestely 3 mekaanista tiivistettä onkaksoistiivisteetjossa sulkunesteen ontelo tiivisteiden välillä pidetään paineessa, joka on suurempi kuin tiivistekammion paine. Ajan myötä teollisuus on kehittänyt useita strategioita näiden tiivisteiden tarvittavan korkeapaineisen ympäristön luomiseksi. Nämä strategiat on kirjattu mekaanisen tiivisteen putkistosuunnitelmiin. Vaikka monet näistä suunnitelmista palvelevat samanlaisia ​​toimintoja, kunkin toiminta-ominaisuudet voivat olla hyvin erilaisia ​​ja vaikuttavat kaikkiin tiivistysjärjestelmän näkökohtiin.

API 682:n määrittelemä putkistosuunnitelma 53B on putkistosuunnitelma, joka paineistaa sulkunesteen typellä täytetyllä rakkoakulla. Paineistettu rakko vaikuttaa suoraan sulkunesteeseen ja paineistaa koko tiivistysjärjestelmän. Rakko estää painekaasun ja sulkunesteen välisen suoran kosketuksen eliminoiden kaasun imeytymisen nesteeseen. Tämän ansiosta putkistosuunnitelmaa 53B voidaan käyttää korkeamman paineen sovelluksissa kuin putkistosuunnitelmaa 53A. Akun itsenäinen luonne eliminoi myös jatkuvan typensyötön tarpeen, mikä tekee järjestelmästä ihanteellisen etäasennuksiin.

Virtsarakon hyödyt kumoavat kuitenkin jotkin järjestelmän toimintaominaisuudet. Putkisuunnitelman 53B paine määräytyy suoraan rakossa olevan kaasun paineen perusteella. Tämä paine voi muuttua dramaattisesti useiden muuttujien vuoksi.

Akun rakko on esitäytetty ennen sulkunesteen lisäämistä järjestelmään. Tämä luo pohjan kaikille tuleville laskelmille ja tulkinnoille järjestelmien toiminnasta. Todellinen esitäyttöpaine riippuu järjestelmän käyttöpaineesta ja sulkunesteen turvatilavuudesta akuissa. Esitäyttöpaine riippuu myös rakossa olevan kaasun lämpötilasta. Huomautus: esitäyttöpaine asetetaan vain järjestelmän käyttöönoton yhteydessä, eikä sitä säädetä todellisen käytön aikana.

Kaasun paine rakossa vaihtelee kaasun lämpötilan mukaan. Useimmissa tapauksissa kaasun lämpötila seuraa ympäristön lämpötilaa asennuspaikalla. Sovellukset alueilla, joilla on suuria päivittäisiä ja vuodenaikojen vaihteluita lämpötiloissa, kokevat suuria vaihteluita järjestelmän paineessa.

Estenesteen kulutusKäytön aikana mekaaniset tiivisteet kuluttavat sulkunestettä normaalin tiivistevuodon vuoksi. Tämä sulkuneste täydentyy akussa olevalla nesteellä, mikä johtaa kaasun laajenemiseen rakossa ja järjestelmän paineen laskuun. Nämä muutokset ovat funktio akun koosta, tiivisteen vuotomääristä ja järjestelmän halutusta huoltovälistä (esim. 28 päivää).

Järjestelmän paineen muutos on ensisijainen tapa, jolla loppukäyttäjä seuraa tiivisteen suorituskykyä. Painetta käytetään myös huoltohälytysten luomiseen ja tiivistevaurioiden havaitsemiseen. Paineet kuitenkin muuttuvat jatkuvasti järjestelmän ollessa toiminnassa. Miten käyttäjän tulee asettaa paineet Plan 53B -järjestelmässä? Milloin sulkunestettä on lisättävä? Kuinka paljon nestettä pitäisi lisätä?

Ensimmäiset laajalti julkaistut suunnittelulaskelmat Plan 53B -järjestelmille ilmestyivät API 682 Fourth Editionissa. Liite F sisältää vaiheittaiset ohjeet paineiden ja tilavuuksien määrittämiseksi tälle putkistosuunnitelmalle. Yksi API 682:n hyödyllisimmistä vaatimuksista on vakiotyyppikilven luominen rakkoakkuille (API 682 Fourth Edition, Taulukko 10). Tämä tyyppikilpi sisältää taulukon, joka sisältää järjestelmän esilataus-, täyttö- ja hälytyspaineet käyttöpaikan ympäristön lämpötila-olosuhteissa. Huomaa: standardin taulukko on vain esimerkki ja että todelliset arvot muuttuvat merkittävästi, kun niitä sovelletaan tiettyyn kenttäsovellukseen.

Yksi kuvan 2 perusoletuksista on, että putkistosuunnitelman 53B odotetaan toimivan jatkuvasti ja muuttamatta alkuperäistä esitäyttöpainetta. On myös oletettu, että järjestelmä voi altistua koko ympäristön lämpötila-alueelle lyhyen ajan kuluessa. Näillä on merkittäviä vaikutuksia järjestelmän suunnitteluun ja ne edellyttävät, että järjestelmää käytetään suuremmalla paineella kuin muita kaksoistiivisteputkistosuunnitelmia.

Käyttämällä kuvaa 2 viitteenä esimerkkisovellus asennetaan paikkaan, jossa ympäristön lämpötila on -17 °C (1 °F) ja 70 °C (158 °F) välillä. Tämän alueen yläraja näyttää olevan epärealistisen korkea, mutta se sisältää myös suoralle auringonvalolle altistetun akun aurinkolämmityksen vaikutukset. Taulukon rivit esittävät korkeimman ja alimman arvon välisiä lämpötilavälejä.

Kun loppukäyttäjä käyttää järjestelmää, hän lisää sulkunesteen painetta, kunnes täyttöpaine saavutetaan nykyisessä ympäristön lämpötilassa. Hälytyspaine on paine, joka osoittaa, että loppukäyttäjän on lisättävä ylimääräistä sulkunestettä. 25 °C:ssa (77 °F) käyttäjä esilataa akun 30,3 baariin (440 PSIG), hälytys asetetaan 30,7 baariin (445 PSIG) ja käyttäjä lisäsi sulkunestettä, kunnes paine saavutetaan. 37,9 baaria (550 PSIG). Jos ympäristön lämpötila laski 0 °C:seen (32 °F), hälytyspaine laskee 28,1 baariin (408 PSIG) ja täyttöpaine 34,7 baariin (504 PSIG).

Tässä skenaariossa sekä hälytys- että täyttöpaineet muuttuvat tai kelluvat ympäristön lämpötilojen mukaan. Tätä lähestymistapaa kutsutaan usein kelluvaksi kelluvaksi strategiaksi. Sekä hälytin että täyttö "kelluvat". Tämä johtaa tiivistysjärjestelmän alhaisiin käyttöpaineisiin. Tämä asettaa kuitenkin kaksi erityistä vaatimusta loppukäyttäjälle; oikean hälytyspaineen ja täyttöpaineen määrittäminen. Järjestelmän hälytyspaine on lämpötilan funktio ja tämä suhde on ohjelmoitava loppukäyttäjän DCS-järjestelmään. Täyttöpaine riippuu myös ympäristön lämpötilasta, joten käyttäjän on katsottava tyyppikilvestä oikea paine vallitseviin olosuhteisiin.

Jotkut loppukäyttäjät vaativat yksinkertaisempaa lähestymistapaa ja haluavat strategian, jossa sekä hälytyspaine että täyttöpaineet ovat vakioita (tai kiinteitä) ja riippumattomia ympäristön lämpötiloista. Kiinteä kiinteä strategia tarjoaa loppukäyttäjälle vain yhden paineen järjestelmän uudelleentäyttöä varten ja vain arvon järjestelmän hälyttämistä varten. Valitettavasti tämän ehdon on oletettava, että lämpötila on maksimiarvossa, koska laskelmat kompensoivat ympäristön lämpötilan putoamisen maksimista minimilämpötilaan. Tämä johtaa siihen, että järjestelmä toimii korkeammilla paineilla. Joissakin sovelluksissa kiinteän kiinteän strategian käyttö voi johtaa muutoksiin tiivisteen suunnittelussa tai MAWP-luokituksessa muille järjestelmän komponenteille, jotka käsittelevät kohonneita paineita.

Muut loppukäyttäjät käyttävät hybridilähestymistapaa kiinteällä hälytyspaineella ja kelluvalla täyttöpaineella. Tämä voi alentaa käyttöpainetta ja yksinkertaistaa hälytysasetuksia. Päätös oikeasta hälytysstrategiasta tulee tehdä vasta, kun on otettu huomioon käyttöolosuhteet, ympäristön lämpötila-alue ja loppukäyttäjän vaatimukset.

Putkisuunnitelman 53B suunnitteluun on tehty joitain muutoksia, jotka voivat auttaa lieventämään joitain näistä haasteista. Auringon säteilystä aiheutuva lämmitys voi nostaa huomattavasti varaajan maksimilämpötilaa suunnittelulaskelmia varten. Varaajan sijoittaminen varjoon tai aurinkosuojan rakentaminen varaajalle voi eliminoida aurinkolämpenemisen ja laskea maksimilämpötilaa laskelmissa.

Yllä olevissa kuvauksissa termiä ympäristön lämpötila käytetään kuvaamaan rakossa olevan kaasun lämpötilaa. Vakaassa tilassa tai hitaasti muuttuvissa ympäristön lämpötilaolosuhteissa tämä on järkevä oletus. Jos ympäristön lämpötilassa on suuria vaihteluita päivän ja yön välillä, akun eristäminen voi hillitä rakon tehokkaita lämpötilavaihteluita, mikä johtaa vakaampiin käyttölämpötiloihin.

Tämä lähestymistapa voidaan laajentaa käyttämään lämpöjäljitystä ja eristystä akussa. Kun tätä käytetään oikein, akku toimii yhdessä lämpötilassa riippumatta ympäristön lämpötilan päivittäisistä tai vuodenaikojen vaihteluista. Tämä on ehkä tärkein yksittäinen suunnitteluvaihtoehto alueilla, joilla on suuria lämpötilavaihteluita. Tällä lähestymistavalla on laaja asennettu kanta kentällä, ja se on mahdollistanut Plan 53B:n käytön paikoissa, jotka eivät olisi olleet mahdollisia lämpöjäljityksellä.

Loppukäyttäjien, jotka harkitsevat putkistosuunnitelman 53B käyttöä, tulee tietää, että tämä putkistosuunnitelma ei ole pelkkä putkistosuunnitelma 53A, jossa on akku. Lähes kaikki Plan 53B:n järjestelmän suunnittelun, käyttöönoton, käytön ja ylläpidon osa-alueet ovat ainutlaatuisia tässä putkistosuunnitelmassa. Suurin osa loppukäyttäjien kokemista turhautumisesta johtuu järjestelmän ymmärtämättömyydestä. Sinettien OEM-valmistajat voivat laatia yksityiskohtaisemman analyysin tietystä sovelluksesta ja tarjota tarvittavan taustan auttaakseen loppukäyttäjää määrittämään ja käyttämään tätä järjestelmää oikein.