دي بي بي مقابل دي آي بي-١ مقابل دي آي بي-٢: رقم ضغط التجويف

٠١ | دبليو بي بي ميزة، وليس صمام

يكتب المشتري عبارة «حجب مزدوج وتصريف» في ورقة المواصفات الفنية. وتصل ثلاث عروض أسعار: واحدة تشير إلى دبليو بي بي، وأخرى إلى ديب-١، وثالثة إلى ديب-٢، وكلها تصف الحجب المزدوج. وتتفاوت الأسعار بنسبة تقارب ٢٠٪. وعلى الورق، تبدو الخيارات الثلاثة وكأنها تقدم نفس الضمان. أما داخل تجويف الجسم، فتتصرف هذه الخيارات بثلاث طرق مختلفة، وهو بالضبط المكان الذي تظهر فيه المشكلات الميدانية.

يُفصّل هذا المقال التكوينات حسب تأثيرها في الضغط المحبوس، ويحدّد الرقم الحراري الذي يقرّر ما إذا كان من الضروري تركيب صمام تفريغ خارجي، ويسمّي الاختبار الذي يثبت التكوين الفعلي المقدَّم.

الشكل ١. كروية من الفولاذ المقاوم للصدأ بنظام الحجب المزدوج والتصريف صمام : قسمان كرويان مستقلان في هيكل واحد، لكل منهما مشغّله الخاص، مع اتصال تصريف بين التجويفين. شنغهاي شياوزهاو صمام .

دبليو بي بي (DBB) تعني الحجب المزدوج والتصريف، أي وجود عنصري إغلاق مستقلين مع تصريف بينهما. وفي الكروية ذات الدعم المحوري، صمام الكرسيان هما العنصران، وفتحة تصريف التجويف هي صمام التفريغ. وصمام التفريغ ليس عنصر زينة، بل هو دليل: أغلق صمام وفتح صمام التفريغ، وإذا لم يمر تدفقٌ فهذا يعني أن الكرسيين يُحكِمان الإغلاق. وهذه هي الطريقة الوحيدة للتحقق من العزل المزدوج أثناء التشغيل.

02 | تأثير المكبس الأحادي والتأثير المكبي المزدوج: نسبة مساحة الكرسي

كرة صمام يُحكم الكرسي الإغلاق في اتجاه واحد ويتحرك في اتجاه واحد. وفي تأثير المكبس الأحادي (SPE)، تدفع ضغوط الخط الكرسي نحو الكرة وتزيد من قوة الإحكام. أما في تأثير المكبس المزدوج (DPE)، فإن الضغط يؤثر على جانبي الكرسي، لذا يحمل ضغط التجويف الكرسي أيضًا، فيُحكم الكرسي الإغلاق أمام التدفق القادم من أيٍّ من الاتجاهين.

الكمية الحاسمة هي النسبة بين مساحة الجزء من المقعد الذي تؤثر عليه الضغوط ومساحة التماس الختمي. وعندما تكون هذه النسبة أكبر من واحد، فإن الضغط يزيد دائمًا من حمل المقعد. أما عندما تكون أقل من واحد، فقد يؤدي الضغط الواقع من الجهة الخاطئة إلى رفع المقعد عن الكرة. ولذلك فإن نفس هندسة المقعد تتصرف بشكل مختلف تحت ضغط الخط وتحت ضغط التجويف.

الجدول ١: ما الذي تحققه كل نوعية من المقاعد في تجويف الجسم

صمام DBB صمام يستخدم مقعدين من نوع SPE. أما صمام DIB-1 صمام فيستخدم مقعدين من نوع DPE، بينما يستخدم صمام DIB-2 واحدًا من كل نوع. وهذه النسبة الواحدة، المكرَّرة في كلا الطرفين، هي الفرق الوحيد بين الأرقام الثلاثة للأجزاء.

03 | رقم درجة الحرارة

ترنون صمام الذي يُغلق على السائل يحبس حجمًا من السائل بين المقعدين. وتسخن الحرارة المحيطة السائل أسرع مما تسخن الفولاذ المحيط به، وبما أن السائل غير قابل للانضغاط إلا بشكل طفيف، فإن الضغط يرتفع بسرعة. صمام لا يحتاج إلى اضطراب في العملية ليتجاوز ضغط تجويفه الخاص، بل يكفيه صباح دافئ.

يحدّد خاصيتان فيزيائيتان لمادة السائل المعدل: التمدد الحراري للسائل وقابلية انضغاطه. فالماء يتمدد بنسبة تقارب 2 × 10⁻⁴ لكل درجة مئوية ضمن النطاق البيئي العادي، ويَنضغط بمقدار تقريبي يبلغ 5 × 10⁻⁵ لكل بار، ما يؤدي إلى ارتفاع الضغط في نطاق 2 إلى 4 بار لكل درجة مئوية في تجويفٍ مملوءٍ بالكامل بالسائل. أما النفط الخام فيتمدد بنسبة أكبر بحوالي أربعة أضعاف لكل درجة مئوية، وينضغط بنفس المعدل تقريبًا، لذا يحقق نفس الضغط عند ثلث الارتفاع في درجة الحرارة.

الجدول ٢. الارتفاع البيئي المطلوب لرفع ضغط تجويفٍ مملوءٍ بالسائل حتى تصنيف الفئة

النطاقات واسعة لأن الإجابة تعتمد على كمية السائل الفعلية داخل التجويف، وعلى مرونة جدرانه، وعلى درجة حرارة التعبئة عند الإغلاق. وهي واسعة بما يكفي لتكون مفيدة: فصمام من الفئة ١٥٠ للماء صمام يتوصّل إلى تصنيفه في صباح واحد فقط عند التعرّض المباشر لأشعة الشمس، بينما لا يفعل ذلك صمام من الفئة ٦٠٠ للغاز صمام المُركَّب على نفس الرف. وهذه هي الحجة الكاملة التي تدفع إلى تحديد مسار التفريغ بدلًا من افتراضه.

٠٤ | الاختبار الذي يثبت التكوين

يتم إثبات التكوين بالاختبار وليس بالرسم. والترتيب القياسي لصمام DBB صمام يكون كما يلي: أغلق صمام ، ثم شغّل الضغط على أحد الجانبين، واحتفظ بهذا الضغط لمدة الفترة المحددة، وتحقّق في الوقت نفسه من أمرين: عدم وجود تسرب عبر المقعد العلوي، وعدم وجود تدفق من فتحة تفريغ التجويف. ثم كرّر العملية من الجانب الآخر. والصمام الذي يجتاز الاختبار في كلا الاتجاهين يمتلك حاجزين مستقلّين.

DIB-1 صمام يتصرف بشكل مختلف أثناء تلك الاختبار. فكلا المقعدَيْن يقاومان الضغط القادم من أيٍّ من الجانبين، لذا فإن العزل يكون غير ضروري، لكن التجويف لا يمتلك مسار عودة، وسيستمر التسريب في إنتاج سائلٍ مع انخفاض الضغط داخل الحجم المحبوس. وهذه هي الميزة التي دفع المشتري ثمنها، وهي أيضًا السبب الذي يستوجب وجود جهاز تفريغ خارجي لصمام DIB-1. صمام الصمام DIB-1 بدون صمام تفريغ هو وعاء ضغط صغير يحتوي كرةً بداخله.

يجب إجراء ثلاث عمليات فحص عملية خلال اختبار قبول المصنع. أولًا، يجب أن تكون وصلة التسريب منفذًا حقيقيًّا بحجم قابل للاستخدام، وليس سدادة ذات خيط مُثبَّتة ومثقوبة. ثانيًا، يجب أن يوثِّق تقرير الاختبار الجانب الذي وُجِه إليه الضغط لكل مقعد، لأن نتائج صمام DIB-2 تعتمد على الاتجاه. ثالثًا، يجب التأكُّد من اتجاه تركيب مقاعد صمام DIB-2 وفق تخطيط أنابيب النظام، لأن تركيبه بالاتجاه المعاكس يؤدي إلى عكس المقعد المسؤول عن التفريغ.

٠٥ | الاختيار بين الأنواع الثلاثة

الاختيار ليس متعلقًا بشراء عزل إضافي. بل يتعلق باتخاذ قرارٍ حول المكان الذي يُسمح فيه للضغط المحبوس بالانطلاق إليه. ويبين الجدول ٣ هذا القرار بالصيغة التي تظهر بها عادةً أثناء مراجعة العروض السعرية.

الجدول ٣. مصفوفة الاختيار لتوزيعات مقاعد المواصفة القياسية API 6D

لتصدير النفط الخام، يكفي عادةً استخدام صمام DBB: حيث تُفرِّغ كلا المقعدَيْن الضغط، وتتولى الغرفة حماية نفسها ذاتيًّا، بينما يتيح التفريغ للمُنتَدِبين إثبات سلامة الحاجزين معًا. أما صمام DIB-1 فيبرر تكلفته عند النقاط التي قد يؤدي فيها تسرب المقعد العلوي إلى مرور المنتج خارج حاجزٍ مفترض أن يكون مطلقًا، وعادةً ما يكون ذلك قبل خزان التخزين أو وحدة القياس أو العزل أثناء الصيانة. أما DIB-2 فهو حلٌ وسطي، وهو يُعَدُّ كذلك فقط إذا كانت وضعية التركيب مناسبة.

06 | خمسة بنود لطلب الاقتباس

• التكوين وفق مصطلحات المواصفة API 6D، ويُكتب على هيئة DBB أو DIB-1 أو DIB-2، وليس على هيئة «عزل مزدوج».
• ترتيب تفريغ الغرفة: مقاعد ذاتية التفريغ أو تفريغ خارجي. صمام أو تفريغ إلى مشعل، مع تسمية هذه الطريقة صراحةً.
• نوع السائل في الخط وما إذا كان سائلًا أم غازًا، لأن هذا يحدد ما إذا كانت حالة التمدد الحراري قائمة أصلًا أم لا.
• حجم ومنفذ التفريغ ونوعه، إذ إن السدادة ليست اتصال تفريغ.
• الشرط المطلوب بتسجيل الجهة المشحونة لكل مقعد في تقرير الاختبار.

جملة واحدة تؤدي معظم المهمة: تحديد السائل، وتحديد التكوين، وتحديد المكان الذي يُسمح فيه لضغط التجويف بالوصول إليه. وكل ما عدا ذلك في المواصفات ينبع من هذه النقاط الثلاث.

الملحق أ | أصل الصورة

الشكل ١ مضمَّن في القسم ٠١ عند دقة التسليم الخاصة به. الملف الأصلي هو صورة كتالوج بحجم ٦٢٥ × ٣٥١ بكسل، لذا يُرجى إعادة تصديره من العمل الفني الأصلي بدلًا من استخراجه من هذه الوثيقة قبل النشر.

الملحق باء | المعايير المشار إليها والملاحظات المتعلقة بالبيانات

مواصفات معهد البترول الأمريكي رقم ٦د الصمامات الطبعة الرابعة والعشرون. يعرّف الملحق هاء ميزات الإغلاق المزدوج للجسم (DBB) والإغلاق المزدوج للجلبة (DIB)، بينما تعرّف الفقرتان ٣.١.١٠ و٣.١.١١ طريقة الجلوس ذات التأثير الأحادي والتأثير المزدوج للسوائل على المكبس.

المعايير الأمريكية ل мехانيكا الضغط (ASME) B16.34. الصمامات النهايات المفلنجة والمُخَرَّشة والمُلحومة. درجات ضغط التشغيل ١٥٠ و٣٠٠ و٦٠٠ عند درجة حرارة ٣٨°م لمجموعة الفولاذ الكربوني ١.١ هي على التوالي ١٩,٦ و٥١,٠ و١٠٢,١ بار.

معيار معهد البترول الأمريكي رقم ٥٩٨. صمام الفحص والاختبار. يحدّد تسلسل اختبار الغلاف والمقعد المستخدم لإثبات صحة التكوين أثناء الاختبار النهائي في المصنع (FAT).

المعيار الدولي ISO 5208: الصمامات الصناعية — اختبار ضغط الصمامات المعدنية. فئات معدل التسرب المستخدمة عندما يكون معيار القبول مذكورًا حسب الفئة بدلًا من المعيار.