دليل تحديد حجم صمامات الأمان وصمامات التفريغ الآلي في قطاع الصناعات الكيميائية | حماية أنابيب الغاز الطبيعي والمفاعلات من الضغط الزائد

تشمل الصناعة الكيميائية وسائط قابلة للاشتعال، وقابلة للانفجار، وتآكلية، وعالية الخطورة مثل الغاز الطبيعي والمواد الخام الكيميائية ومذيبات التفاعل. وتعتمد حماية المفاعلات وأنابيب النقل والخزانات التخزينية من ارتفاع الضغط بالكامل على أنظمة موثوقة لصمامات تخفيف الضغط (PSV) وصمامات الأقراص المنفجرة. ولمهندسي ومشتري المصانع الكيميائية، يُعد اختيار صمام أمان ضغطي (PSV) مقاوم للانفجارات، ومغلق، ومقاوم للتآكل الضمان الأساسي لإنتاج المصنع الآمن.

تُظهر بيانات القطاع أنَّ ٣٨٪ من حوادث السلامة في مصانع المواد الكيميائية المرتبطة بمعدات الضغط ناتجة عن اختيار غير سليم لصمامات تخفيف الضغط وضبط إعداد ضغط غير دقيق، لا سيما في ظروف عمل خطوط أنابيب الغاز الطبيعي والمفاعلات المفرغة.

١. تطبيقات الضغط القياسي والضغط المطلق في المصانع الكيميائية

تستخدم معظم خطوط الإنتاج الكيميائي وأنظمة نقل الغاز الطبيعي وأحواض التفاعل عند الضغط الجوي الضغط القياسي كمعيار لإعداد ضغط صمامات الأمان ذات النابض. أما في سيناريوهات التقطير المفرغ والتفاعلات ذات الضغط السالب والتفاعلات الحرارية الديناميكية عند درجات الحرارة المنخفضة، فيجب استخدام الضغط المطلق للحساب الدقيق تجنُّبًا لفشل حماية الأنظمة ذات الضغط السالب.

تُثبت حالات أنظمة الفراغ الكيميائية أنه عند ضغط قياسي مقداره -0.08 ميجا باسكال، يكون الضغط المطلق 0.02 ميجا باسكال. ولا يمكن اختيار صمام القرص المتفجر المناسب وصمام التفريغ المقاوم للفراغ (PSV) بدقة إلا بعد التأكّد من القيمة الحقيقية للضغط المطلق لمنع تدمير المعدات بسبب الانهيار الداخلي.

المعيار الموحَّد لتوافق وحدات الضغط الشائعة في الصناعة الكيميائية

تتضمّن المشاريع الكيميائية تعاونًا متكررًا عبر الحدود، ما يؤدي إلى اختلاط صمامات تتوافق مع معايير مختلفة. ولذلك، فإن التحويل الموحَّد للوحدات أمرٌ جوهري لاختيار الصمامات بدقة.

• أنابيب الغاز الطبيعي منخفضة الضغط: 0.1–0.5 ميجا باسكال (14.5–72.5 رطل/بوصة مربعة)، وتتناسب مع صمام تفريغ ضغط تقليدي مغلق.

• المفاعل الكيميائي متوسط الضغط: 1.0–2.0 ميجا باسكال (145–290 رطل/بوصة مربعة)، ومناسب لصمام تفريغ ضغط رئيسي مقاوم للضغوط العالية.

• خزان التخزين الكيميائي عالي الضغط: 5.0 ميجا باسكال فأكثر، ويُصمَّم خصيصًا صمام تفريغ ضغط (PSV) معزَّز.

حلول صمامات حصرية لمواقف الصناعات الكيميائية والغاز الطبيعي

وتستهدف منتجات الصمامات الخاصة بالسياقات التي تقدمها شركة شياوزاو فالف الخصائص القابلة للاشتعال والانفجار والتآكل في قطاعي الكيماويات والغاز الطبيعي، وتحل مشاكل الصمامات التقليدية مثل التآكل السهل، وتعرّض النابض للعوامل الخارجية ما يؤدي إلى تلفه، وضعف الأداء المقاوم للانفجارات:

• صمام أمان زاوي مغلق: يُصنع الجهاز بالكامل بشكل مغلق تمامًا دون أي نابض ظاهر، مما يتيح مقاومة فعّالة لتآكل غازات الكيماويات وانجراف وسط الغاز الطبيعي، ويُستخدم خصيصًا في خطوط نقل الغاز الطبيعي وخطوط العمليات الكيميائية.

• صمام القرص المنفجر: يعمل بالتعاون مع صمام الأمان المُدار بالضغط (PSV) ليشكّل نظام حماية مزدوج ضد ارتفاع الضغط، وهو مناسب جدًّا لأوعية التفاعلات الكيميائية عالية الخطورة، ويتميّز بسرعة تفريغ ضغط عالية ومعامل أمان مرتفع.

• مقاوم للحريق صمام الكرة يُستخدم في خزانات تخزين السوائل الكيماوية القابلة للاشتعال وفي خطوط محطات استيراد الغاز الطبيعي المسال (LNG)، ويوفر تفريغ ضغط طارئ في حالات الحريق وحماية قصوى عبر قطع التدفق.

• صمام تخفيف الضغط للمحرك وصمام السلامة لخزان البروبان: مُصمَّم خصيصًا لمعدات تخزين الغاز المساعد الكيميائي، ويتميَّز بأداءٍ مستقرٍّ في تحديد حدود الضغط.

٤. نصائح أساسية لاختيار الصمامات الكيميائية

يجب أن تُحدِّد المعدات الكيميائية عند طلب صمام السلامة من نوع PSV ما إذا كان الضغط المُراد قياسه هو ضغط القياس (G) أم الضغط المطلق (A). وتتطلَّب المعدات التي تعمل تحت ضغط فراغي أو ضغط سلبي معايرةً وفق الضغط المطلق، بينما تستخدم خطوط الضغط الإيجابي التقليدية ومنشآت الغاز الطبيعي معايير ضغط القياس. وفي الوقت نفسه، يجب تجنُّب استخدام وحدة «كجم» غير الرسمية في تقارير فحص المعدات الكيميائية ولواصق أسماء الصمامات؛ وذلك للامتثال لمعايير التدقيق الدولي الخاصّة بالسلامة.