Cunsiderazioni di Selezzione di Guarnizioni - Installazione di Guarnizioni Meccaniche Doppie à Alta Pressione

Disposizione 3 guarnizioni meccaniche sòsigilli doppiinduve a cavità di u fluidu di barriera trà e guarnizioni hè mantenuta à una pressione più grande di a pressione di a camera di tenuta. Cù u tempu, l'industria hà sviluppatu parechje strategie per creà l'ambiente d'alta pressione necessariu per queste guarnizioni. Queste strategie sò catturate in i piani di tubazioni di a tenuta meccanica. Mentre parechji di questi piani servenu funzioni simili, e caratteristiche operative di ognunu ponu esse assai diverse è anu da influenzà tutti l'aspetti di u sistema di tenuta.

U Pianu di Tubazioni 53B, cum'è definitu da l'API 682, hè un pianu di tubazioni chì pressurizza u fluidu di barriera cù un accumulatore di sacca caricatu d'azotu. A sacca pressurizzata agisce direttamente nantu à u fluidu di barriera, pressurizendu tuttu u sistema di tenuta. A sacca impedisce u cuntattu direttu trà u gas di pressurizazione è u fluidu di barriera, eliminendu l'assorbimentu di gas in u fluidu. Questu permette à u Pianu di Tubazioni 53B d'esse adupratu in applicazioni di pressione più alta chè u Pianu di Tubazioni 53A. A natura autonoma di l'accumulatore elimina ancu a necessità di una furnitura costante d'azotu, ciò chì rende u sistema ideale per installazioni remote.

I vantaghji di l'accumulatore di vescica sò, però, compensati da alcune di e caratteristiche operative di u sistema. A pressione di un Piping Plan 53B hè determinata direttamente da a pressione di u gas in a vescica. Sta pressione pò cambià dramaticamente per via di parechje variabili.

A vescica in l'accumulatore deve esse precaricata prima chì u fluidu di barriera sia aghjuntu à u sistema. Questu crea a basa per tutti i calculi è interpretazioni futuri di u funziunamentu di u sistema. A pressione di precarica attuale dipende da a pressione di funziunamentu di u sistema è da u vulume di sicurezza di u fluidu di barriera in l'accumulatori. A pressione di precarica dipende ancu da a temperatura di u gas in a vescica. Nota: a pressione di precarica hè impostata solu à a messa in serviziu iniziale di u sistema è ùn serà micca aghjustata durante u funziunamentu attuale.

A pressione di u gasu in a vescica varierà secondu a temperatura di u gasu. In a maiò parte di i casi, a temperatura di u gasu seguirà a temperatura ambiente in u situ d'installazione. L'applicazioni in regioni induve ci sò grandi cambiamenti di temperatura ghjurnali è stagiunali sperimenteranu grandi oscillazioni in a pressione di u sistema.

Cunsumu di fluidu di barrieraDurante u funziunamentu, e guarnizioni meccaniche cunsumanu fluidu di barriera per via di perdite nurmali di a guarnizione. Stu fluidu di barriera hè rifornitu da u fluidu in l'accumulatore, ciò chì provoca una espansione di u gasu in a vescica è una diminuzione di a pressione di u sistema. Sti cambiamenti sò funzione di a dimensione di l'accumulatore, di i tassi di perdite di a guarnizione è di l'intervallu di manutenzione desideratu per u sistema (per esempiu, 28 ghjorni).

U cambiamentu di a pressione di u sistema hè u modu principale chì l'utente finale seguita e prestazioni di e guarnizioni. A pressione hè ancu aduprata per creà allarmi di manutenzione è per rilevà i guasti di e guarnizioni. Tuttavia, e pressioni cambieranu continuamente mentre u sistema hè in funzione. Cumu deve l'utente impostà e pressioni in u sistema Plan 53B? Quandu hè necessariu aghjunghje fluidu di barriera? Quantu fluidu deve esse aghjuntu?

U primu inseme largamente publicatu di calculi d'ingegneria per i sistemi Plan 53B hè apparsu in API 682 Quarta Edizione. L'Annessu F furnisce struzzioni passu à passu nantu à cumu determinà e pressioni è i volumi per questu pianu di tubazioni. Unu di i requisiti più utili di API 682 hè a creazione di una targhetta standard per l'accumulatori à vescica (API 682 Quarta Edizione, Tavula 10). Questa targhetta cuntene una tavula chì cattura e pressioni di precarica, ricarica è allarme per u sistema in tutta a gamma di cundizioni di temperatura ambiente in u situ di applicazione. Nota: a tavula in u standard hè solu un esempiu è chì i valori effettivi cambieranu significativamente quandu sò applicati à una applicazione di campu specifica.

Una di l'ipotesi basiche di a Figura 2 hè chì u Pianu di Tubazioni 53B hè previstu di funziunà continuamente è senza cambià a pressione iniziale di precarica. Ci hè ancu una ipotesi chì u sistema pò esse espostu à un intervallu di temperatura ambiente interu per un cortu periodu di tempu. Quessi anu implicazioni significative in a cuncepzione di u sistema è richiedenu chì u sistema sia operatu à una pressione più grande di altri piani di tubazioni à doppia tenuta.

Usendu a Figura 2 cum'è riferimentu, l'applicazione d'esempiu hè stallata in un locu induve a temperatura ambiente hè trà -17°C (1°F) è 70°C (158°F). L'estremità superiore di questu intervallu pare esse irrealisticamente alta, ma include ancu l'effetti di u riscaldamentu solare di un accumulatore chì hè espostu à a luce diretta di u sole. E righe nantu à a tavula rapprisentanu intervalli di temperatura trà i valori più alti è più bassi.

Quandu l'utente finale face funziunà u sistema, aghjunghjerà una pressione di fluidu di barriera finu à chì a pressione di riempimentu sia righjunta à a temperatura ambiente attuale. A pressione d'allarme hè a pressione chì indica chì l'utente finale hà bisognu di aghjunghje fluidu di barriera supplementu. À 25 °C (77 °F), l'operatore precaricherebbe l'accumulatore à 30,3 bar (440 PSIG), l'allarme seria impostu per 30,7 bar (445 PSIG), è l'operatore aghjunghjerebbe fluidu di barriera finu à chì a pressione righjunghji 37,9 bar (550 PSIG). Se a temperatura ambiente hè diminuita à 0 °C (32 °F), allora a pressione d'allarme calerà à 28,1 bar (408 PSIG) è a pressione di riempimentu à 34,7 bar (504 PSIG).

In questu scenariu, e pressioni d'allarme è di riempimentu cambianu, o fluttuanu, in risposta à e temperature ambiente. Questu approcciu hè spessu chjamatu strategia flottante-flottante. Sia l'allarme sia u riempimentu "flottanu". Questu si traduce in e pressioni operative più basse per u sistema di sigillatura. Questu, però, impone dui requisiti specifici à l'utente finale; determinà a pressione d'allarme curretta è a pressione di riempimentu. A pressione d'allarme per u sistema hè una funzione di a temperatura è sta relazione deve esse prugrammata in u sistema DCS di l'utente finale. A pressione di riempimentu dipenderà ancu da a temperatura ambiente, dunque l'operatore duverà riferisce si à a targhetta per truvà a pressione curretta per e cundizioni attuali.

Certi utilizatori finali dumandanu un approcciu più simplice è desideranu una strategia induve a pressione d'allarme è e pressioni di riempimentu sò custanti (o fisse) è indipendenti da e temperature ambiente. A strategia fissa-fissata furnisce à l'utente finale una sola pressione per riempie u sistema è un solu valore per allarmà u sistema. Sfurtunatamente, sta cundizione deve suppone chì a temperatura sia à u valore massimu, postu chì i calculi compensanu a calata di a temperatura ambiente da a temperatura massima à a temperatura minima. Questu face chì u sistema funziona à pressioni più elevate. In alcune applicazioni, l'usu di una strategia fissa-fissata pò purtà à cambiamenti in u disignu di a guarnizione o in e valutazioni MAWP per altri cumpunenti di u sistema per gestisce e pressioni elevate.

L'altri utilizatori finali applicheranu un approcciu ibridu cù una pressione d'allarme fissa è una pressione di riempimentu flottante. Questu pò riduce a pressione di funziunamentu mentre simplifica i paràmetri di l'allarme. A decisione di a strategia d'allarme curretta deve esse presa solu dopu avè cunsideratu e cundizioni di l'applicazione, l'intervallu di temperatura ambiente è i requisiti di l'utente finale.

Ci sò alcune mudificazioni in u cuncepimentu di u Pianu di Tubazioni 53B chì ponu aiutà à mitigà alcune di queste sfide. U riscaldamentu da a radiazione solare pò aumentà assai a temperatura massima di l'accumulatore per i calculi di cuncepimentu. Pone l'accumulatore à l'ombra o custruisce un schermu solare per l'accumulatore pò eliminà u riscaldamentu solare è riduce a temperatura massima in i calculi.

In e descrizzioni sopra, u termine temperatura ambiente hè adupratu per rapprisintà a temperatura di u gasu in a vescica. In cundizioni di temperatura ambiente in statu stabile o chì cambianu lentamente, questu hè una supposizione raghjonevule. S'ellu ci sò grandi oscillazioni in e cundizioni di temperatura ambiente trà u ghjornu è a notte, l'isulazione di l'accumulatore pò moderà l'oscillazioni di temperatura effettive di a vescica, risultendu in temperature di funziunamentu più stabili.

Questu approcciu pò esse allargatu à l'usu di u tracciamentu termicu è di l'insulazione nantu à l'accumulatore. Quandu questu hè applicatu currettamente, l'accumulatore funzionerà à una temperatura indipendentemente da i cambiamenti ghjurnali o stagiunali di a temperatura ambiente. Questa hè forse l'opzione di cuncepimentu unica più impurtante da cunsiderà in e zone cù grandi variazioni di temperatura. Questu approcciu hà una grande basa installata in u campu è hà permessu à u Pianu 53B di esse adupratu in lochi chì ùn serianu micca pussibuli cù u tracciamentu termicu.

L'utilizatori finali chì stanu cunsiderendu l'usu di un Pianu di Tubazioni 53B devenu esse cuscenti chì questu pianu di tubazioni ùn hè micca solu un Pianu di Tubazioni 53A cù un accumulatore. Praticamente ogni aspettu di a cuncepzione, a messa in serviziu, u funziunamentu è a manutenzione di u sistema di un Pianu 53B hè unicu per questu pianu di tubazioni. A maiò parte di e frustrazioni chì l'utilizatori finali anu sperimentatu derivanu da una mancanza di capiscitura di u sistema. I pruduttori di guarnizioni ponu preparà un'analisi più dettagliata per una applicazione specifica è ponu furnisce u sfondate necessariu per aiutà l'utente finale à specificà è operà currettamente questu sistema.