Pertimbangan Pemilihan Meterai – Memasang Meterai Mekanikal Berkembar Tekanan Tinggi

Susunan 3 meterai mekanikal adalahmeterai bergandadi mana rongga bendalir penghalang antara pengedap dikekalkan pada tekanan yang lebih besar daripada tekanan ruang pengedap. Lama-kelamaan, industri telah membangunkan beberapa strategi untuk mewujudkan persekitaran tekanan tinggi yang diperlukan untuk pengedap ini. Strategi ini dirakamkan dalam pelan perpaipan pengedap mekanikal. Walaupun kebanyakan pelan ini mempunyai fungsi yang serupa, ciri operasi setiap satu boleh menjadi sangat berbeza dan akan memberi kesan kepada semua aspek sistem pengedap.

Pelan Perpaipan 53B, seperti yang ditakrifkan oleh API 682, ialah pelan perpaipan yang memberi tekanan kepada bendalir penghalang dengan penumpuk pundi kencing yang dicas nitrogen. Pundi kencing bertekanan bertindak secara langsung pada bendalir penghalang, memberi tekanan kepada keseluruhan sistem pengedap. Pundi kencing menghalang sentuhan langsung antara gas penekanan dan bendalir penghalang, sekali gus menghapuskan penyerapan gas ke dalam bendalir. Ini membolehkan Pelan Perpaipan 53B digunakan dalam aplikasi tekanan yang lebih tinggi berbanding Pelan Perpaipan 53A. Sifat penumpuk yang serba lengkap juga menghapuskan keperluan untuk bekalan nitrogen yang berterusan, yang menjadikan sistem ini sesuai untuk pemasangan jarak jauh.

Walau bagaimanapun, manfaat akumulator pundi kencing diimbangi oleh beberapa ciri operasi sistem tersebut. Tekanan Pelan Paip 53B ditentukan secara langsung oleh tekanan gas dalam pundi kencing. Tekanan ini boleh berubah secara mendadak disebabkan oleh beberapa pembolehubah.

Pundi kencing dalam akumulator mesti dicas terlebih dahulu sebelum bendalir penghalang ditambah ke dalam sistem. Ini mewujudkan asas untuk semua pengiraan dan tafsiran operasi sistem pada masa hadapan. Tekanan pra-cas sebenar bergantung pada tekanan operasi untuk sistem dan isipadu keselamatan bendalir penghalang dalam akumulator. Tekanan pra-cas juga bergantung pada suhu gas dalam pundi kencing. Nota: tekanan pra-cas hanya ditetapkan pada pentauliahan awal sistem dan tidak akan dilaraskan semasa operasi sebenar.

Tekanan gas dalam pundi kencing akan berbeza-beza bergantung pada suhu gas. Dalam kebanyakan kes, suhu gas akan menjejaki suhu ambien di tapak pemasangan. Aplikasi di kawasan yang mempunyai perubahan suhu harian dan bermusim yang besar akan mengalami perubahan besar dalam tekanan sistem.

Penggunaan Bendalir PenghalangSemasa operasi, pengedap mekanikal akan menggunakan bendalir penghalang melalui kebocoran pengedap biasa. Bendalir penghalang ini diisi semula oleh bendalir dalam penumpuk, mengakibatkan pengembangan gas dalam pundi kencing dan penurunan tekanan sistem. Perubahan ini adalah fungsi saiz penumpuk, kadar kebocoran pengedap dan selang penyelenggaraan yang diingini untuk sistem (cth., 28 hari).

Perubahan tekanan sistem adalah cara utama pengguna akhir menjejaki prestasi pengedap. Tekanan juga digunakan untuk mencipta penggera penyelenggaraan dan untuk mengesan kegagalan pengedap. Walau bagaimanapun, tekanan akan sentiasa berubah semasa sistem beroperasi. Bagaimanakah pengguna harus menetapkan tekanan dalam sistem Pelan 53B? Bilakah perlu menambah bendalir penghalang? Berapa banyak bendalir yang perlu ditambah?

Set pengiraan kejuruteraan pertama yang diterbitkan secara meluas untuk sistem Pelan 53B muncul dalam API 682 Edisi Keempat. Lampiran F menyediakan arahan langkah demi langkah tentang cara menentukan tekanan dan isipadu untuk pelan perpaipan ini. Salah satu keperluan API 682 yang paling berguna ialah penciptaan papan nama standard untuk akumulator pundi kencing (API 682 Edisi Keempat, Jadual 10). Papan nama ini mengandungi jadual yang merekodkan tekanan pra-cas, isi semula dan penggera untuk sistem merentasi julat keadaan suhu ambien di tapak aplikasi. Nota: jadual dalam piawaian hanyalah contoh dan nilai sebenar akan berubah dengan ketara apabila digunakan pada aplikasi medan tertentu.

Salah satu andaian asas Rajah 2 ialah Pelan Perpaipan 53B dijangka beroperasi secara berterusan dan tanpa mengubah tekanan pra-cas awal. Terdapat juga andaian bahawa sistem mungkin terdedah kepada keseluruhan julat suhu ambien dalam tempoh masa yang singkat. Ini mempunyai implikasi yang ketara dalam reka bentuk sistem dan memerlukan sistem dikendalikan pada tekanan yang lebih besar daripada pelan perpaipan kedap berkembar yang lain.

Menggunakan Rajah 2 sebagai rujukan, aplikasi contoh dipasang di lokasi di mana suhu ambien adalah antara -17°C (1°F) dan 70°C (158°F). Bahagian atas julat ini kelihatan sangat tinggi, tetapi ia juga merangkumi kesan pemanasan solar akumulator yang terdedah kepada cahaya matahari langsung. Baris di atas meja mewakili selang suhu antara nilai tertinggi dan terendah.

Apabila pengguna akhir mengendalikan sistem, mereka akan menambah tekanan bendalir penghalang sehingga tekanan isi semula dicapai pada suhu ambien semasa. Tekanan penggera ialah tekanan yang menunjukkan bahawa pengguna akhir perlu menambah bendalir penghalang tambahan. Pada suhu 25°C (77°F), pengendali akan mengecas terlebih dahulu akumulator kepada 30.3 bar (440 PSIG), penggera akan ditetapkan pada 30.7 bar (445 PSIG), dan pengendali akan menambah bendalir penghalang sehingga tekanan mencapai 37.9 bar (550 PSIG). Jika suhu ambien menurun kepada 0°C (32°F), maka tekanan penggera akan menurun kepada 28.1 bar (408 PSIG) dan tekanan isi semula kepada 34.7 bar (504 PSIG).

Dalam senario ini, tekanan penggera dan isi semula berubah, atau terapung, sebagai tindak balas kepada suhu ambien. Pendekatan ini sering dirujuk sebagai strategi terapung-terapung. Kedua-dua penggera dan isi semula "terapung". Ini menghasilkan tekanan operasi terendah untuk sistem pengedap. Walau bagaimanapun, ini meletakkan dua keperluan khusus pada pengguna akhir; menentukan tekanan penggera dan tekanan isi semula yang betul. Tekanan penggera untuk sistem adalah fungsi suhu dan hubungan ini mesti diprogramkan ke dalam sistem DCS pengguna akhir. Tekanan isi semula juga bergantung pada suhu ambien, jadi pengendali perlu merujuk kepada plat nama untuk mencari tekanan yang betul untuk keadaan semasa.

Sesetengah pengguna akhir menuntut pendekatan yang lebih mudah dan menginginkan strategi di mana kedua-dua tekanan penggera dan tekanan isi semula adalah malar (atau tetap) dan bebas daripada suhu ambien. Strategi tetap-tetap menyediakan pengguna akhir dengan hanya satu tekanan untuk mengisi semula sistem dan hanya nilai untuk penggera sistem. Malangnya, keadaan ini mesti mengandaikan bahawa suhu berada pada nilai maksimum, kerana pengiraan mengimbangi penurunan suhu ambien daripada suhu maksimum kepada minimum. Ini mengakibatkan sistem beroperasi pada tekanan yang lebih tinggi. Dalam sesetengah aplikasi, penggunaan strategi tetap-tetap boleh menyebabkan perubahan dalam reka bentuk pengedap atau penarafan MAWP untuk komponen sistem lain bagi mengendalikan tekanan yang tinggi.

Pengguna akhir lain akan menggunakan pendekatan hibrid dengan tekanan penggera tetap dan tekanan isi semula terapung. Ini dapat mengurangkan tekanan operasi sambil memudahkan tetapan penggera. Keputusan strategi penggera yang betul hanya boleh dibuat selepas mempertimbangkan keadaan aplikasi, julat suhu ambien dan keperluan pengguna akhir.

Terdapat beberapa pengubahsuaian dalam reka bentuk Pelan Perpaipan 53B yang boleh membantu mengurangkan beberapa cabaran ini. Pemanasan daripada sinaran suria boleh meningkatkan suhu maksimum akumulator dengan ketara untuk pengiraan reka bentuk. Meletakkan akumulator di tempat teduh atau membina pelindung matahari untuk akumulator boleh menghapuskan pemanasan suria dan mengurangkan suhu maksimum dalam pengiraan.

Dalam penerangan di atas, istilah suhu ambien digunakan untuk mewakili suhu gas dalam pundi kencing. Di bawah keadaan suhu ambien yang stabil atau berubah secara perlahan, ini adalah andaian yang munasabah. Jika terdapat perubahan besar dalam keadaan suhu ambien antara siang dan malam, penebat akumulator boleh menyederhanakan perubahan suhu berkesan pundi kencing yang menghasilkan suhu operasi yang lebih stabil.

Pendekatan ini boleh diperluaskan kepada penggunaan pengesanan haba dan penebat pada akumulator. Apabila ini digunakan dengan betul, akumulator akan beroperasi pada satu suhu tanpa mengira perubahan harian atau bermusim dalam suhu ambien. Ini mungkin merupakan pilihan reka bentuk tunggal yang paling penting untuk dipertimbangkan di kawasan yang mempunyai variasi suhu yang besar. Pendekatan ini mempunyai tapak terpasang yang besar di lapangan dan telah membolehkan Pelan 53B digunakan di lokasi yang tidak mungkin dilakukan dengan pengesanan haba.

Pengguna akhir yang sedang mempertimbangkan untuk menggunakan Pelan Perpaipan 53B harus sedar bahawa pelan perpaipan ini bukan sekadar Pelan Perpaipan 53A dengan akumulator. Hampir setiap aspek reka bentuk sistem, pentauliahan, operasi dan penyelenggaraan Pelan 53B adalah unik untuk pelan perpaipan ini. Kebanyakan kekecewaan yang dialami oleh pengguna akhir datang daripada kekurangan pemahaman tentang sistem. OEM Seal boleh menyediakan analisis yang lebih terperinci untuk aplikasi tertentu dan boleh memberikan latar belakang yang diperlukan untuk membantu pengguna akhir menentukan dan mengendalikan sistem ini dengan betul.