في التشغيل اليومي لمحطات الغاز الطبيعي المسال، يظل تجميد الصمامات وضبطها تحديًا تقنيًا مستمرًا. عندما يتدفق الغاز الطبيعي المسال عند درجة حرارة -162 درجة مئوية تقريبًا عبر الصمام، فإن عوامل مثل تكوين الجليد من الرطوبة أو فشل مواد التشحيم أو الانكماش الحراري التفاضلي يمكن أن تتسبب في التصاق الكرة بالمقعد. يؤدي هذا إلى عدم كفاية عزم دوران المحرك، أو السكتة الدماغية غير الكاملة، أو حتى فشل الختم. تشير هذه المقالة إلى معيار اختبار الصمامات المبردة BS 6364، حيث تدرس كيفية إجراء ذلكالصمام الكروي الكهربائي المبرد pdfيجتاز اختبار تدوير النيتروجين السائل عند -196 درجة مئوية ويعالج مخاطر التجميد من خلال التصميم.
نادرًا ما يحدث توقف الصمام في خدمة الغاز الطبيعي المسال بسبب عامل واحد، بل بسبب التأثير المشترك لثلاث ظواهر:
فشل زيوت التشحيم: تتصلب شحوم الصمامات التقليدية أو تنفصل عند درجة حرارة أقل من -40 درجة مئوية، مما يتسبب في زيادة حادة في الاحتكاك بين الكرة والمقعد، وبين الجذع والحشوة.
الانكماش الحراري التفاضلي: يتقلص الفولاذ المقاوم للصدأ (معامل التمدد الحراري ~17×10⁻⁶/K) ومواد المقعد PCTFE (~50×10⁻⁶/K) بمعدلات مختلفة أثناء التبريد، مما قد يؤدي إلى توافق التداخل أو فقدان الخلوص.
الجليد والتكثيف: الرطوبة المتبقية داخل التجويف أو المتسللة من الجو يمكن أن تتجمد عند درجات حرارة منخفضة للغاية، مما يعيق دوران الكرة.
إذا لم يتم التحقق من هذه المشكلات أثناء التصميم، فقد تتعرض الصمامات الموجودة في محطات الغاز الطبيعي المسال للتوقف والفشل في العمل عن بعد، مما يتطلب في بعض الأحيان إيقاف الإنتاج للإصلاح.
وللتحقق من صحة مقاومة الصمام للتجميد والحجز في ظل ظروف الغاز الطبيعي المسال الواقعية، تعتمد الصناعة عادة ذلكبي اس 6364(مواصفات الصمامات المبردة). إجراء الاختبار الرئيسي هو كما يلي:
نقع المبردة: يتم غمر الصمام المجمع بالكامل في النيتروجين السائل حتى تصل درجة الحرارة-196 درجة مئويةوالحفاظ عليها على الأقل1 ساعة، مما يضمن أن الجسم والكرة والمقعد ومنطقة التعبئة في درجة حرارة مبردة بالكامل.
ركوب الدراجات المضغوطة: يتم ضغط الصمام بالهيليوم (أو النيتروجين) إلى الضغط المقدر له، وتعريضه لـما لا يقل عن 20 دورة كاملة مفتوحة وإغلاق(0°→90°→0°) عند-196 درجة مئوية.
كشف التسرب: بعد كل دورة، يتم قياس تسرب المقعد (≥10⁻⁶ Pa·m³/s) وتسرب التعبئة (≥10⁻⁶ Pa·m³/s).
مراقبة عزم الدوران: يتم تسجيل عزم التشغيل لكل دورة للكشف عن الزيادة أو النوبات غير الطبيعية.
يوضح الصمام الذي يجتاز هذا الاختبار أن إقران المواد ونظام التشحيم والتصميم الهيكلي يمكن أن يتحمل التدوير الحراري المبرد إلى المحيط دون تجميد أو توقف.
بناءً على متطلبات اختبار BS 6366، يشتمل الصمام الكروي الكهربائي المبرد على ثلاث ميزات تصميم مستهدفة:
يصبح PTFE التقليدي هشًا عند -196 درجة مئوية وله معدل انكماش حراري مرتفع.PCTFE (بولي كلورو ثلاثي فلورو إيثيلين)يحتفظ بالليونة واستقرار الأبعاد في درجات الحرارة المبردة. يتم مطابقة الفرق في معامل التمدد الحراري الخطي بين PCTFE (~50×10⁻⁶/K) والكرة الفولاذية المقاومة للصدأ (~17×10⁻⁶/K) بشكل متعمد بحيث عند -196 درجة مئوية، يظل ضغط التلامس بين الكرة والمقعد ضمن نطاق التصميم - ليس ضيقًا جدًا بحيث لا يسبب التشنج ولا فضفاضًا جدًا بحيث لا يسبب التسرب.
يتميز الصمام بغطاء محرك السيارة الموسعةالذي يعزل صندوق التعبئة (PTFE أو تعبئة الجرافيت) عن المنطقة المبردة. طول الامتداد النموذجي هو≥200 مم لـ DN50كمثال. يحافظ تدرج درجة الحرارة على طول غطاء المحرك على منطقة التعبئة فوق -20 درجة مئوية، مما يحافظ على مرونة التعبئة وأداء الختم. بالإضافة إلى ذلك، تتوافق التعبئة مع التصميم منخفض الانبعاثات وفقًا لمعيار ISO 15848-1، مما يمنع التسرب الخارجي بسبب تصلب العبوة.
يتم تشحيم أسطح التلامس بين الكرة والساق باستخدامالشحوم المبردة الصفيبقى فعالاً من -196 درجة مئوية إلى -40 درجة مئوية دون انفصال أو تصلب. بالإضافة إلى ذلك، يتم تثبيت جهاز تأريض مضاد للكهرباء الساكنة (حسب API 608) على الجذع لمنع تراكم الكهرباء الساكنة من تدفق الوسائط المبردة.
أثناء الاختبار الفعلي للمعيار BS 6364، تم الانتهاء من صمام الكرة المبرد الكهربائي هذا50 دورة مفتوحة ومغلقةعند -196 درجة مئوية (يتجاوز متطلبات 20 دورة القياسية)، مع اختلاف في عزم الدوران أثناء التشغيل بنسبة ±15% وعدم وجود نوبة أو تسرب مفرط. وتظهر النتائج المحددة أدناه:
| معلمة الاختبار | حالة الاختبار | نتيجة |
|---|---|---|
| تسرب المقعد | -196 درجة مئوية، 50 دورة | ≥5×10⁻⁷ Pa·m³/s (أفضل من BS 6364) |
| تسرب التعبئة | -196 درجة مئوية، 50 دورة | ≥1×10⁻⁶ Pa·m³/s (يفي بمعايير ISO 15848-1) |
| عزم الدوران التشغيلي | المحيطة مقابل -196 درجة مئوية | زيادة عزم الدوران ≥20% (نموذجي في الصناعة) |
| التفتيش بعد الاختبار | وجوه الاتصال الكرة والمقعد | لا يوجد تسجيل، لا التصاق، لا ثلج |
لاختيار الصمام الطرفي للغاز الطبيعي المسال، يوصى بطلب الموردتقرير اختبار النوع المبرد BS 6364والتحقق مما يلي:
الوصول إلى درجة حرارة الاختبار-196 درجة مئوية(غمر النيتروجين السائل)
عدد الدورات≥20
توافرمنحنى تباين عزم الدورانوسجلات معدل التسرب
يمكن التخفيف من تجميد الصمامات وضبطها في محطات الغاز الطبيعي المسال من خلال التصميم المناسب. من خلال اجتياز اختبار دورة النيتروجين السائل BS 6364 -196 درجة مئوية، يتحقق الصمام الكروي المبرد الكهربائي بشكل منهجي من قدرته على مقاومة الضبط في الخدمة المبردة من خلال مطابقة المواد ونظام التشحيم وتصميم عزل التعبئة. بالنسبة لمحترفي الهندسة والمشتريات، فإن تضمين تقارير اختبار BS 6364 كعنصر مراجعة فنية يمكن أن يقلل بشكل كبير من خطر توقف الصمام بعد التشغيل، وبالتالي تعزيز الموثوقية التشغيلية لمحطات الغاز الطبيعي المسال الآلية.
