في صناعة الغاز الطبيعي المسال (LNG) ، تلعب صمامات الفراشة المبردة دورًا مهمًا في إدارة تدفق السوائل بأمان في درجات حرارة منخفضة تصل إلى - 196 درجة. غالبًا ما تمر هذه الصمامات باختبارات مبردة صارمة في البيئات المختبرية الخاضعة للرقابة ، ولكن في تطبيقات العالم الحقيقي ، بعضها عرضة للتشوه أو التكسير أو حتى تسرب كارثي. ما الذي يسبب هذا التناقض؟
1. الفرق بين ظروف المختبر وبيئات التشغيل الحقيقية
عادةً ما يحاكي الاختبار المبرد درجات حرارة منخفضة للغاية باستخدام النيتروجين السائل أو الوسائط المماثلة في بيئة مستقرة. ومع ذلك ، فإن ظروف العالم الحقيقية - أكثر تعقيدًا بكثير:
- ركوب الدراجات الحرارية:في الحقل ، تواجه الصمامات تقلبات درجات الحرارة بشكل متكرر وغير متساو بسبب اختلافات بدء التشغيل والإغلاق والعملية. هذا يستحث التعب المادي والإجهاد الحراري.
- الأحمال الميكانيكية:يمكن لضغوط نظام الأنابيب ، والاختلال ، والدعم غير السليم نقل قوى غير متوقعة إلى جسم الصمام.
- زيادة الضغط:زيادة الضغط المفاجئ (على سبيل المثال ، بسبب إغلاق الصمام أو بدء المضخة - up) تمارس قوة كبيرة على قرص الصمام والمقعد.
في المقابل ، تكون الاختبارات المختبرية عادةً ما تكون قصيرة - وتفشل في تكرار التعب المتراكم والتفاعل الميكانيكي الموجود في الخدمة الفعلية.
2. السلوك المادي في درجات الحرارة المبردة
تؤثر درجات الحرارة المبردة بشدة على خصائص المواد:
- هشاشة:يمكن أن تصبح مواد الصمامات الشائعة مثل الفولاذ المقاوم للصدأ (304 أو 316) هشًا إن لم تكن كافية cryo - التي عولجت أو تم تحديدها استنادًا إلى صلابة درجة الحرارة المنخفضة -.
- الانكماش الحراري:يمكن أن يؤدي الانكماش التفاضلي بين مكونات الصمام (الجسم ، القرص ، المقعد ، الساق)
- عيوب اللحام والصب:يمكن أن تنتشر العيوب المجهرية التي لم يتم اكتشافها أثناء الاختبارات المعملية تحت الأحمال المبردة الدورية ، مما يسبب تشوهًا مفاجئًا أو تمزقًا.
3. مشكلات التصميم والتصنيع
بعض الإخفاقات متجذرة في التصميم السيئ أو التصنيع الجودة المنخفضة -:
- تصميم المقعد غير الكافي:قد تتقلص مواد المقعد soft - بشكل مفرط أو تصلب في درجات حرارة باردة ، مما يؤدي إلى ضعف الختم والتسرب.
- ختم رمح غير لائق:قد تسبب حماية ختم العمود غير الكافية مسارات تسرب عند تعرضها لتقلص درجة الحرارة المنخفضة.
- سمك الجدار غير كاف:قد تتشوه أجسام الصمامات المغطاة - بتشويه ضغوط الضغط/درجة الحرارة ، خاصة في صمامات القطر الكبيرة-.
4. التثبيت غير السليم والتكليف
حتى الصمام البئر - يمكن أن يفشل الصمام المصمم بسبب الحقل - المشكلات ذات الصلة:
- فوق - تشديد الشفاه:عزم الدوران المفرط على البراغي قد يشوه جسم الصمام أو حلقة المقعد.
- محاذاة سيئة:تفرض الأنابيب غير المحسنة الضغط على جسم الصمام ، خاصة أثناء التمدد الحراري أو الانكماش.
- عدم وجود إجراءات التبريد قبل-:يمكن أن يسبب التبريد السريع دون تكييف درجة الحرارة التدريجي صدمة حرارية وتكسير.
5. الخلاصة: سد المختبر - فجوة أداء الحقل
لتقليل خطر فشل الحقل في صمامات فراشة الغاز الطبيعي المسال ، يجب على الشركات المصنعة والمستخدمين النهائيين:
- استخدم المواد التي تم اختبارها على وجه التحديد من أجل الصلابة والتكسير في درجات الحرارة المبردة (على سبيل المثال ، ASTM A351 CF8M ، Inconel ، إلخ).
- محاكاة Long - مصطلح الضغط ، والاهتزاز ، والدورات الحرارية أثناء تأهيل المنتج.
- تحسين مراقبة الجودة في الصب واللحام والآلات.
- فرق تركيب القطار على الإجراءات الصحيحة لأنظمة الأنابيب المبردة.
اجتياز اختبار معمل لا يكفي. يجب تصميم صمامات الفراشة المبردة والتحقق من صحتها ليس فقط للأداء من الناحية النظرية ولكن أيضًا للمتانة في الواقع.
بقلم ديانا
