Siz kutmaganingizda paydo bo'ladigan muammo
Olti yil oldin meni suv tozalash inshootiga chaqirishdi. Operatorlar hal qila olmaydigan muammoga duch kelishdi. Har safar asosiy uzatish nasosi yopilganda, boshqaruv xonasidan-quvur orqali kuchli zarba eshitildi. Ta'mirlash jurnallari oldingi o'n sakkiz oy ichida uchta bosim o'lchagichni, ikkita nazorat klapanini va 200 mm quvurning bir qismini almashtirganligini ko'rsatdi. O'zgartirish trubkasi asl nusxadan qalinroq ekanligi ko'rsatilgan edi, ammo shovqin davom etdi.
Muammo suv bolg'asi edi. Tizim ko'tarilish tankisiz ishlab chiqilgan va nasosning o'chirilishi natijasida hosil bo'lgan bosim to'lqini quvur bosimi darajasidan sezilarli darajada oshib ketgan. Qalinroq quvur sababni emas, balki simptomni davolagan. Biz gidropnevmatik o'rnatdikkuchlanish tankinasosning tushirish sarlavhasida-tizimning oqim tezligi va quvur uzunligiga mos ravishda-bo'ldi va zarba yo'qoldi. O'lchagichlar sinishdan to'xtadi. Bu olti yil oldin edi va tank hali ham xizmatda.
Bu shunday muammoni kuchlanish tanklari hal qiladi. Ular murakkab qurilmalar emas, lekin ularning tanlovi va o'lchamlari tizim dinamikasini aniq tushunishni talab qiladi va uni noto'g'ri qilish oqibatlarini uskunaning ishdan chiqishi va ishlamay qolish vaqtida o'lchash mumkin.
Suv bolg'asi fizikasi
Mexanizm oddiy. Quvur orqali harakatlanadigan suyuqlik impulsga ega. Vana yopilganda yoki nasos to'xtaganda, bu impuls bosim{2}}bosimiga aylanadi, u suyuqlikdagi tovush tezligida tarqaladi va u tarqalguncha quvur uchlari va armaturalarni aks ettiradi. Bosim ko'tarilishining kattaligi suyuqlik tezligi, quvur uzunligi, valfni yopish vaqti va suyuqlik va quvur devorining elastik xususiyatlariga bog'liq.
Klassik Joukovskiy tenglamasi klapanni bir zumda yopish uchun bosim ko'tarilishini beradi:
ΔP = ρ × a × ΔV
Bu erda DP bosimning ko'tarilishi, r - suyuqlik zichligi, a - to'lqin tezligi (po'lat quvurdagi suv uchun odatda 1000 dan 1200 m / s gacha), DV - suyuqlik tezligining o'zgarishi.
ΔP = ρ × a × ΔV
Oqim tezligi 2 m/s bo‘lgan odatiy shahar suv tizimi uchun bir zumda yopilish ko‘pchilik standart quvur tizimlarini yorib yuborish uchun-taxminan 200 dan 240 metrgacha bosim ko‘tarilishiga olib keladi. Bu nazariy tashvish emas. Men bosimning ko'tarilishi quvur ko'rsatkichidan 300% oshib ketgan nosozliklarni tekshirdim, bo'linadigan armatura va gardish murvatlarini kesib tashladim.
To'lqinli rezervuar buni siqilgan suyuqlik hajmini-odatda havo yoki azot bilan ta'minlash orqali hal qiladi, yoki idishda ushlanib qoladi yoki bosim to'lqinini yutuvchi qovuq-bilan ajratiladi. To'lqin kelganda, gaz siqilib, aks holda quvur devorlariga uzatiladigan energiyani o'zlashtiradi.
Hajmi: muhandislik qarori muhim bo'lgan joyda
Quvvatlanish tankining o'lchami umumiy qoida emas,-tizimga xos hisob-kitobdir. Bu quvur liniyasi uzunligi va diametriga, oqim tezligiga, valfni yopish vaqtiga, nasosning xususiyatlariga va kerakli bosim chegarasiga bog'liq.
Dizayn yondashuvi odatda kerakli kuchlanish hajmini aniqlash bilan boshlanadi. Oddiy nasos tizimi uchun bu sekinlashishi kerak bo'lgan suyuqlik massasini va kuchlanishdan himoyalanmagan holda yuzaga keladigan bosimning ko'tarilishini hisoblashni o'z ichiga oladi, so'ngra bosimni tanlangan chegaradan pastroq ushlab turish uchun zarur bo'lgan tank hajmini aniqlash.
Konservativ yondashuv quyidagi sxemadan foydalanadi:
- Oddiy ish bosimini va ruxsat etilgan maksimal bosimni o'rnating.
- Shlangi vaqtinchalik tahlil yordamida himoyasiz kuchlanish bosimini hisoblang.
- Quvvat bosimi va ruxsat etilgan bosim o'rtasidagi farqni yutish uchun idishni o'lchami.
- Gazni oldindan to'ldirish bosimini belgilang (odatda siydik pufagi tanklari uchun normal ish bosimining 80-90%).
- Vaqtinchalik simulyatsiya dasturi yordamida tanlangan o'lchamni tekshiring.
Men o'lchamlar ishlab chiqaruvchining "bir o'lcham hammaga mos" jadvaliga asoslangan loyihalarni ko'rdim. Bir holatda, bu tankning 40% kichik hajmiga olib keldi. Ishga tushirish paytida bosimning keskin ko'tarilishi vana o'rindig'ining shikastlanishiga olib keladigan darajada yuqori bo'lib qoldi. Operator ikkinchi rezervuarni olti oydan so'ng parallel ravishda o'rnatdi-to'g'ri o'lchamdagi rezervuarning oldingi narxidan deyarli ikki baravar ko'p edi.
Quviq tanklari, gidro{0}}pnevmatik tanklar va ochiq tanklar
Uch asosiy tur turli xil ilovalarga xizmat qiladi va ularning har biri xizmatda o'ziga xos xususiyatlarga ega.
- Ochiq kuchlanish tanklari oddiy va ishonchli. Ular asosan quvur liniyasiga ulangan ochiq idishlar bo'lib, bosim o'zgarishini o'zlashtirish uchun suyuqlikning ichkariga va tashqariga oqib chiqishiga imkon beradi. Ular nisbatan past bosimli va suv sifati atmosferaga ta'sir qilish imkonini beradigan tizimlar uchun eng mos keladi. Kamchilik shundaki, ular ishlash uchun balandlikni talab qiladi-ular tortishish kuchining qaytish yo'lini ta'minlash uchun quvur liniyasi ustida joylashgan bo'lishi kerak.
- Quviq tanklari shahar va sanoat suv tizimlarida eng keng tarqalgan turdagi hisoblanadi. Moslashuvchan qovuq gazni suvdan ajratib, gazning suvda erishini oldini oladi. Bu texnik xizmatni kamaytiradi va vaqt o'tishi bilan barqaror ishlashni saqlaydi. Quviq materiali suyuqlik kimyosiga-suv uchun EPDM, uglevodorodlar uchun Viton va agressiv kimyoviy moddalar uchun maxsus birikmalarga mos kelishi kerak.
- Gidro{0}}pnevmatik tanklar suv bilan toʻgʻridan-toʻgʻri aloqa qilganda tiqilib qolgan gaz hajmidan foydalanadi. Ular-tejamkor va sodda, lekin gazni vaqti-vaqti bilan to'ldirishni talab qiladi, chunki u vaqt o'tishi bilan suvda eriydi. Men gidro-pnevmatik rezervuarlarning 25 yil davomida doimiy xizmat ko‘rsatayotganini ko‘rdim, ular har yili muntazam tekshiruvlar va gaz to‘ldirish-bo‘lishi mumkin, lekin ixtiyoriy emas.
Materialni tanlash: po'latdan ko'ra ko'proq
Ko'tarilish tankining o'zi bosimli idish bo'lib, uning dizayni Shimoliy Amerikada -ASME Section VIII, Yevropada EN 13445 va Xitoyda GB 150 tegishli kodiga mos kelishi kerak. Ammo kodning o'zi material tanlashni aniqlamaydi.
- Karbonli po'lat ko'pchilik suv va toza suyuqlik ilovalari uchun standart tanlovdir. Bu tejamkor va payvandlash-. Ichki sirt korroziyadan himoyalangan bo'lishi kerak, yoki oziq-ovqat mahsuloti epoksi qoplamasi yoki dizayndagi korroziyadan himoyalangan-.
- Zanglamaydigan po'latdan suyuqlik korroziy bo'lgan yoki suv sifati standartlari talab qilinadigan joylarda ko'rsatilgan. Mijoz to'liq zanglamaydigan namlangan yuzalarni talab qiladigan ichimlik suvi uchun 304L va xlorid miqdori 200 ppm dan yuqori bo'lgan ilovalar uchun 316L ni belgiladim. Xarajatlarning mukofoti odatda 2,5 dan 3 baravar karbonli po'latdir, lekin xizmat muddati ikki yoki uch barobar oshirilishi mumkin.
- Kompozit tanklar tobora ko'proq mavjud. Ular vaznni tejash va korroziyaga chidamlilikni taklif qiladi, lekin odatda past bosim va kichikroq diametrlar bilan cheklangan. Men kimyoviy zavodda FRP kuchlanishli rezervuarlardan foydalanganman, u erda suyuqlik ozgina kislotali bo'lgan va tank balandlikda o'rnatilgan-vaznni tejash birlik narxini oqladi.
Zaryaddan oldingi-bosim haqidagi savol
Operatorlarni tez-tez bezovta qiladigan tafsilotlardan biri gazni zaryadlashdan oldingi bosim-dir. Quviq rezervuarlari uchun{2}}zaryaddan oldingi bosim normal tizim bosimining taxminan 80% dan 90% gacha o'rnatilishi kerak. Agar oldingi zaryad-juda yuqori bo'lsa, to'lqinlar paytida tank suvni qabul qilmaydi; agar juda past bo'lsa, siydik pufagi muddatidan oldin pastga tushadi.
Men texnik xizmat ko'rsatish brigadasi 500{1}}litrli qovuq idishini noto'g'ri bosimga to'ldirganini eslayman - tizim 8 barda ishlaganda ular uni 6 barga o'rnatdilar. Tank birinchi kuchlanish paytida suvni qabul qildi, keyin siydik pufagi pastga tushdi va hech qanday kuchlanishdan himoya qilmadi. Tizimda nazorat klapaniga zarar etkazadigan suv bolg'asi hodisasi yuz berdi. Voqea qayd etildi va xatolik tuzatildi, ammo valfni almashtirish narxi butun yil uchun texnik xizmat ko'rsatish byudjetidan oshdi.
Muhim bo'lgan o'rnatish tafsilotlari
Tank sezgir uskunaga yetib borguncha kuchlanishni ushlab turish uchun joylashtirilishi kerak. Bu, odatda, nasosning tushirish sarlavhasida, nazorat valfining quyi oqimida o'rnatishni anglatadi. Bog'lanish quvurlari imkon qadar qisqa va tekis bo'lishi kerak, bosim yo'qotishlari yoki oqim cheklovlarini keltirib chiqaradigan o'tkir burmalarsiz.
Men ulash trubkasi kichik o'lchamdagi o'rnatishlarni ko'rdim. To'lqin tankga tarqaldi, ammo quvurdagi cheklov bosimning pasayishiga olib keldi va bu tank samaradorligini pasaytirdi. Ishlab chiqaruvchi 80 mm bo'lgan minimal ulanish hajmini belgilagan; o'rnatuvchi 50 mm dan foydalangan, chunki u arzonroq va o'rnatish osonroq edi. Natijada, valf o'rindiqlarini shikastlash uchun hali ham etarli bosim ko'tarilishiga duch kelgan tizim paydo bo'ldi.
Sanoat standartlari va kodlarga muvofiqligi
Shimoliy Amerikada API 650 va API 620 katta kuchlanishli tank dizayni uchun asos yaratadi. ASME VIII bo'limi, 1-bo'lim kichikroq bosimli idishni ko'taruvchi tanklar uchun qo'llaniladigan koddir. Evropada EN 13445 standart mos yozuvlar hisoblanadi. Xitoyda GB 150 bosimli idishlarni qoplaydi.
Ushbu kodlarga rioya qilish ixtiyoriy emas. Dizayn standartlariga qo'shimcha ravishda, tankga tegishli sertifikat belgisi-ASME U-Shimoliy Amerikada, Yevropada Idoralar belgisi bo'lishi kerak.
Men dizayn API 650 ga belgilangan loyihalarda ishladim, lekin ishlab chiqarish API muvofiqligi odatda qo'llanilmaydigan mamlakatda bo'lgan. Payvand choki sifati mos kelmasdi va NDT hujjatlari to'liq bo'lmagan. Biz loyihaga olti hafta qo‘shib, birinchi tankni rad etishimiz va{3}}kemani qayta qurishimiz kerak edi.
Vaqtinchalik tahlil: pulni tejaydigan simulyatsiya
Ampirik formulalar va xavfsizlik chegarasidan-foydalanuvchi tank hajmini aniqlashning an'anaviy yondashuvi-ko'p jihatdan vaqtinchalik hisob-kitob tahlili bilan almashtirildi. HAMMER, AFT Impulse va Flowmaster kabi dasturiy ta'minot to'plamlari bosim ko'tarilishini aniqlik bilan bashorat qilish uchun tizim xatti-harakatlarini, klapanlarning yopilish vaqtlarini modellashtirish, nasosni ishga tushirish egri-va quvur xususiyatlarini taqlid qiladi.
Bitta loyihada HAMMER-da oraliq kuchaytiruvchi stantsiyaga ega 3 km quvur liniyasi modellashtirilgan. Tahlil shuni ko'rsatdiki, nasos stansiyasidagi bitta 3000{9}}litrli kuchlanishli rezervuar butun tizim bo'ylab bosim ko'tarilishini nazorat qila oladi. Simulyatsiyasiz, mijoz quvur liniyasi bo'ylab turli nuqtalarda uchta tank o'rnatishga tayyor edi. Simulyatsiya bittasi etarli ekanligini va optimal joylashuvini tasdiqladi. Tankning narxi taxminan 18 000 dollarni tashkil etdi; uch tankli yondashuv 45 000 dollar va qo'shimcha quvurlarga to'g'ri keladi.
Bu istisno holat emas. Vaqtinchalik tahlil endi yirik loyihalar uchun maxsus vosita emas-bu har qanday kuchlanish tanki spetsifikatsiyasining bir qismi bo'lishi kerak bo'lgan standart muhandislik protsedurasi.
Ishlash muddati davomida kuchlanish tankini saqlash
Quvvatli rezervuarning o'zi past-ta'mirlash komponenti hisoblanadi. Gazni oldindan zaryadlash-har chorakda tekshirilishi va kerak bo'lganda sozlanishi kerak. Quviq (agar mavjud bo'lsa) rejalashtirilgan to'xtash vaqtida tekshirilishi kerak-tank ishlab chiqaruvchisi tavsiya etilgan tekshirish oralig'ini beradi, odatda har ikki-uch yilda bir marta.
Men o'n yil davomida hech qanday tekshiruvsiz ishlagan siydik pufagini ko'rdim va siydik pufagi mo'rt bo'lib, gazning chiqib ketishiga imkon beradigan yoriqlar paydo bo'lgan. Tank ishlashda davom etdi, ammo quvvati pasaygan. Tizimni yangilash paytida muammo aniqlanganda, tank nominal kuchlanishni yutish qobiliyatining taxminan 40 foizida ishlagan.
Birlashtiruvchi quvurlar va klapanlar korroziya va aşınma uchun davriy tekshiruvni talab qiladi. To'liq yopilishini ta'minlash uchun har yili izolyatsiya klapanini ishlatish kerak. Bosim o'lchagich mos yozuvlar standartiga muvofiq kalibrlangan bo'lishi kerak va xavfsizlikni kamaytirish valfi odatda bir yoki ikki yilda o'rnatilgan bosimda sinovdan o'tkazilishi kerak.
To'lqinli tank etarli bo'lmaganda
Faqatgina kuchlanish tanki etarli darajada himoya qila olmaydigan holatlar mavjud. Bir nechta kuchaytirgich stantsiyalari bo'lgan uzun quvurlar ko'pincha murakkab gidravlik xatti-harakatlarga ega. Ushbu ilovalarda kuchlanish tanklari boshqa himoya vositalari bilan birlashtirilishi mumkin.
- Bosim belgilangan nuqtadan oshib ketganda, kuchlanishni bartaraf qilish klapanlari ochilib, oqimni rezervuar yoki saqlash joyiga yo'naltiradi. Ular tez{1}}harakat qiladi, millisekundlarda ochiladi, lekin ular energiyani tank kabi o'zlashtirmaydi.
- Quvurning yuqori nuqtalarida havo klapanlari vaqtinchalik hodisalar paytida vakuum hosil bo'lishini oldini oladi. Ular sezilarli balandlikdagi o'zgarishlarga ega tizimlarda juda muhimdir.
- Boshqariladigan valfning yopilishi ba'zan valfning bir zumda emas, balki bir necha soniya ichida yopilishiga imkon berish uchun belgilanadi. Bu tankni talab qilmaydi, lekin ko'pincha keng qamrovli himoya qilish uchun kuchlanish tanklari bilan birlashtiriladi.
Xarajatlarni asoslash bo'yicha yakuniy eslatma
To'lqinli tanklar uchun biznes ishi faqat quvur narxiga asoslanmaydi. U rejadan tashqari ishlamay qolish, uskunani ta'mirlash va tizimdagi nosozliklarni bartaraf etish uchun zarur bo'lgan mehnat xarajatlariga asoslanadi.
Men bitta zavodni ko'rdim, u erda kuchlanish tankini o'rnatish 20 000 dollarga tushadi. Valflarni almashtirish va quvurlarni ta'mirlashda kutilayotgan pasayish yiliga 5000 dollarga baholandi. To'lov muddati to'rt yil edi. Ammo zavod ilgari ishlamay qolish xarajatlarini kuzatmagan edi. Texnik xizmat ko'rsatish bo'yicha menejer nosozliklarni qayd qilishni boshlaganida, u suv bolg'asi hodisalari yiliga o'rtacha 3 ta rejasiz yopilishga yordam berishini aniqladi, ularning har biri ishlab chiqarish va ta'mirlash ishlarini yo'qotish uchun taxminan 4000 dollarga tushadi. To'lqinli tank o'rnatildi, o'chirishlar to'xtatildi va o'zini oqlash muddati bir yildan oshdi.
Har bir tizim uchun raqamlar har xil, ammo arifmetika izchil. Kuchlanishdan himoyalanish xarajat emas; bu tizim ishonchliligi uchun kapital qo'yilma.
Yakunlovchi fikrlar
Meni juda ko'p zavodlarga chaqirishdi, chunki kuchlanish tanki dizayndan o'tkazib yuborilgan yoki o'rnatilgan tank noto'g'ri o'lchamda yoki xizmat ko'rsatilmagan. Har bir holatda, nosozlik texnik nazorat emas-bu tizim dinamikasini tushunmaslik edi va bu nosozlik oqibatlari ta'mirlash xarajatlari va ishlab chiqarishni yo'qotish bilan o'lchandi.
Ko'tarilish tanki murakkab qurilma emas. Uning tanlovi tizimni bilishni talab qiladi: quvur liniyasi uzunligi, oqim tezligi, valfni yopish xususiyatlari va qabul qilinadigan bosim chegaralari. Ushbu omillar to'g'ri ko'rib chiqilsa, tank o'z vazifasini o'nlab yillar davomida jim va ishonchli bajaradi.
Agar siz kuchlanish xavfi bo'lgan tizimni belgilasangiz, to'liq tizim ma'lumotlarini taqdim etmasdan, tank tanlashni uskunani yetkazib beruvchiga qoldirmang. Agar noto'g'ri qarorning oqibatlarini qabul qilishga tayyor bo'lmasangiz, "qoida" dan foydalanmang. Va agar siz allaqachon suv bolg'asini boshdan kechirayotgan tizimni baholayotgan bo'lsangiz, tergovni kechiktirmang. Keyingi bosimning keskin ko'tarilishi katta nosozlikka olib kelishi mumkin.