Beth mae falf pwysedd yn ei wneud?

Mae falfiau pwysedd yn ddyfeisiadau diogelwch hanfodol sy'n rheoli, yn rheoleiddio ac yn lleddfu pwysau mewn systemau hylif. Mae'r canllaw cynhwysfawr hwn yn ymdrin â falfiau lleddfu pwysau, falfiau lleihau pwysau, rheolyddion pwysau, a dyfeisiau rheoli pwysau ar draws cymwysiadau diwydiannol.

Mae rheoli pwysau yn hanfodol mewn unrhyw system sy'n trin hylifau neu nwyon dan bwysau. P'un a ydych chi'n delio â boeleri stêm, systemau hydrolig, neu rwydweithiau dosbarthu dŵr, falfiau pwysau yw'r prif fecanwaith diogelwch sy'n atal methiannau trychinebus ac yn gwneud y gorau o berfformiad y system.

Beth Yw Falf Pwysedd? (Diffiniad a Swyddogaethau Craidd)

Prif Swyddogaethau:

• Rheoleiddio pwysau:Yn cynnal pwysau system o fewn terfynau a bennwyd ymlaen llaw
• Diogelu gorbwysedd:Yn atal difrod offer trwy ryddhau pwysau gormodol
• Rheoli llif:Yn addasu llif hylif i wneud y gorau o effeithlonrwydd system
• Sicrwydd diogelwch:Yn gweithredu fel y llinell amddiffyn olaf yn erbyn methiannau sy'n gysylltiedig â phwysau

Sut mae Falfiau Rheoli Pwysedd yn Gweithio: Egwyddorion Technegol

Mecanwaith Gweithredu Sylfaenol

Mae falfiau lleddfu pwysau yn gweithredu ar yr egwyddor cydbwysedd grym:

Lle:

• F₁ = P₁×A (pwysedd mewnfa × arwynebedd disg effeithiol)
• F₂ = cysonyn gwanwyn × pellter cywasgu
• F₃ = P₂×A (ôl-bwysedd × ardal disg)

Dilyniant Gweithredu:

1. Gosod pwysau:Mae'r falf yn parhau i fod ar gau pan fydd pwysedd y system < pwysau gosod
2. Pwysau cracio:Mae agoriad cychwynnol yn digwydd ar 95-100% o bwysau gosod
3. Lifft Llawn:Agoriad cyflawn ar 103-110% o'r pwysau gosod (fesul API 526)
4. Pwysau Ailosod:Falf yn cau ar 85-95% o bwysau gosod (chwythu i lawr nodweddiadol)

Paramedrau Technegol Allweddol:

Mathau o Ddyfeisiadau Rheoli Pwysedd: Manylebau Technegol

1. Falfiau Diogelwch Pwysedd (PSV) a Falfiau Lleddfu Diogelwch (SRV)

Safonau Technegol:ASME BPVC Creator I & VIII, API 520/526

Falfiau Diogelwch Llwythi'r Gwanwyn

Lle:

• W = Capasiti gofynnol (lb/awr)
• C = Cyfernod rhyddhau
• Kd = Ffactor cywiro cyfernod rhyddhau
• P₁ = pwysau gosod + gorbwysedd (psia)
• Ksh = Ffactor cywiro superheat
• Kv = Ffactor cywiro gludedd
• M = Pwysau moleciwlaidd
• T = Tymheredd absoliwt (°R)

Falfiau Lliniaru Diogelwch a Weithredir gan Beilot (POSRV)

2. Falfiau Lleihau Pwysedd (Rheoleiddwyr Pwysedd)

Safonau Technegol:ANSI/ISA 75.01, IEC 60534

Rheoleiddwyr Pwysau Gweithredol Uniongyrchol

Lle:

• Cv = Cyfernod llif
• Q = cyfradd llif (GPM)
• G = disgyrchiant penodol
• ΔP = Gostyngiad pwysau (psi)

Falfiau Lleihau Pwysau a Weithredir gan Beilot

3. Rheoleiddwyr Pwysau Cefn a Falfiau Rheoli

Swyddogaeth:Cynnal pwysau cyson i fyny'r afon trwy reoli llif i lawr yr afon

Cymwysiadau Diwydiannol ac Astudiaethau Achos

Diwydiant Cynhyrchu Pŵer

Falfiau Diogelwch Boeler Stêm (ASME Adran I)

• Cynhwysedd Gofynnol:Rhaid gollwng yr holl stêm a gynhyrchir heb fod yn fwy na 6% uwchlaw'r pwysau gosod
• Gofynion Isafswm:Un falf diogelwch fesul boeler; dwy falf ar gyfer arwyneb gwresogi > 500 troedfedd sgwâr
• Profi:Prawf codi â llaw bob 6 mis (pwysedd uchel) neu bob chwarter (pwysedd isel)

Diwydiant Olew a Nwy

Systemau Diogelwch Pwysedd Piblinell (API 521)

• Pwysau Dylunio:1.1 × Y pwysau gweithredu mwyaf a ganiateir (MAOP)
• Maint Falf Diogelwch:Yn seiliedig ar y senarios llif a phwysau mwyaf a ragwelir
• Deunyddiau:Mae angen cydymffurfio â NACE MR0175 ar gyfer gwasanaeth nwy sur

Trin a Dosbarthu Dŵr

Gorsafoedd Falf Lleihau Pwysedd

Prosesu Cemegol a Phetrocemegol

Systemau Diogelu Adweithyddion

• Amodau Gweithredu:500°F, 600 psig
• Senarios Rhyddhad:Ehangu thermol, adweithiau rhedeg i ffwrdd, methiant oeri
• Deunyddiau:Hastelloy C-276 ar gyfer gwasanaeth cyrydol
• Maint:Yn seiliedig ar ddadansoddiad senario gwaethaf fesul API 521

Meini Prawf Dethol a Chyfrifiadau Peirianneg

Paramedrau Perfformiad

Graddfeydd Pwysedd (ASME B16.5):

Canllaw Dewis Deunydd

Cyfrifiadau Maint

Ar gyfer Gwasanaeth Hylif (API 520):

Lle:

• A = Ardal ryddhau effeithiol ofynnol (mewn²)
• GPM = Cyfradd llif gofynnol
• G = disgyrchiant penodol
• Kd = Cyfernod gollwng (0.62 ar gyfer hylifau)
• Kw = Ffactor cywiro pwysau cefn
• Kc = Ffactor cywiro cyfuniad
• ΔP = Pwysau gosod + gorbwysedd - pwysau cefn

Ar gyfer Gwasanaeth Nwy/Anwedd (API 520):

Safonau Gosod a Chynnal a Chadw

Gofynion Gosod (ASME BPVC)

Gosod Falf Diogelwch:

• Pibellau mewnfa:Yn fyr ac yn uniongyrchol, osgoi penelinoedd o fewn 5 diamedr pibell
• Pibellau allfa:Maint ar gyfer uchafswm pwysau cefn o 10%.
• Mowntio:Fertigol yn well, llorweddol yn dderbyniol gyda chefnogaeth
• Ynysu:Falfiau bloc wedi'u gwahardd yn y fewnfa; yn dderbyniol yn yr allfa os yw wedi'i gloi ar agor

Gosod Falf Lleihau Pwysau:

• Hidlydd i fyny'r afon:Lleiafswm o 20-rhwyll ar gyfer gwasanaeth glân
• Llinell osgoi:Ar gyfer cynnal a chadw a gweithredu brys
• Mesuryddion pwysau:Monitro i fyny'r afon ac i lawr yr afon
• Falf rhyddhad:Amddiffyniad i lawr yr afon rhag gorbwysedd

Amserlenni a Gweithdrefnau Cynnal a Chadw

Gofynion Arolygu API 510:

• Archwiliad gweledol:Bob 6 mis
• Prawf gweithredol:Yn flynyddol
• Prawf gallu:Bob 5 mlynedd
• Ailwampio llwyr:Bob 10 mlynedd neu fesul argymhelliad gwneuthurwr

Gweithdrefnau Profi:

• Gosod Prawf Pwysau:Gwirio pwysau agor o fewn ±3% o'r gosodiad
• Prawf Gollyngiad Sedd:API 527 Dosbarth IV (uchafswm o 5,000 cc/awr)
• Prawf Cynhwysedd:Gwirio perfformiad llif yn bodloni gofynion dylunio
• Prawf Pwysau Cefn:Gwerthuso perfformiad o dan amodau system

Technolegau Cynnal a Chadw Rhagfynegol

Profi Allyriadau Acwstig:

• Canfod:Gollyngiad mewnol, gwisgo sedd, blinder y gwanwyn
• Amrediad Amrediad:20 kHz i 1 MHz
• Sensitifrwydd:Yn gallu canfod gollyngiadau <0.1 GPM

Dadansoddiad Dirgryniad:

• Ceisiadau:Peilot falf clebran, cyseiniant gwanwyn
• Paramedrau:Osgled, amlder, dadansoddiad cyfnod
• Yn tueddu:Data hanesyddol ar gyfer rhagfynegi methiant

Safonau Cydymffurfio a Thystysgrifau

Boeler ASME a Chod Llestr Pwysedd

Adran I (Boeleri Pŵer):

• Gofynion Cynhwysedd:Rhaid i falfiau diogelwch atal cynnydd pwysau > 6% yn uwch na'r pwysau gosod
• Isafswm Falfiau Diogelwch:Un i bob boeler, dau os yw arwyneb gwresogi >500 troedfedd sgwâr
• Profi:Codi â llaw bob 6 mis (pwysedd uchel) neu bob chwarter (pwysedd isel)

Adran VIII (Llongau Pwysedd):

• Gofynion Dyfais Lliniaru:Mae angen amddiffyniad gorbwysedd ar bob llong pwysau
• Gosod pwysau:Peidio â mynd y tu hwnt i MAWP o offer gwarchodedig
• Cynhwysedd:Yn seiliedig ar y senario waethaf fesul API 521

Gweithredu Safonau API

API 520 (Maint Dyfais Rhyddhad):

• Cwmpas:Yn cynnwys falfiau rhyddhad confensiynol, cytbwys a pheilot
• Dulliau Maint:Yn darparu gweithdrefnau cyfrifo ar gyfer pob math o hylif
• Gosod:Yn nodi gofynion pibellau ac integreiddio system

API 526 (Flanged Steel Falfiau Lleddfu):

• Safonau Dylunio:Gofynion dimensiwn, graddfeydd pwysau-tymheredd
• Deunyddiau:Dur carbon, manylebau dur di-staen
• Profi:Gofynion prawf derbyn ffatri

API 527 (Terni Sedd Fasnachol):

• Dosbarth I:Dim gollyngiad gweladwy
• Dosbarth II:40 cc/awr fesul modfedd o ddiamedr sedd
• Dosbarth III:300 cc/awr fesul modfedd o ddiamedr sedd
• Dosbarth IV:1,400 cc/awr fesul modfedd o ddiamedr sedd

Safonau Rhyngwladol

IEC 61511 (Systemau â Offeryn Diogelwch):

• Sgôr SIL:Gofynion lefel cywirdeb diogelwch ar gyfer amddiffyn pwysau
• Prawf prawf:Profion cyfnodol i gynnal swyddogaeth diogelwch
• Cyfradd Methiant:Cyfraddau methiant uchaf a ganiateir ar gyfer systemau diogelwch

Datrys Problemau a Dadansoddi Methiant

Moddau Methiant Cyffredin

Agoriad Cynamserol (Mudferwi):

Achosion:

• Mae colledion pibellau mewnfa yn fwy na 3% o'r pwysau gosod
• Dirgryniad neu guriad yn y system
• Malurion ar sedd falf
• Gosodwch bwysau yn rhy agos at bwysau gweithredu

Atebion:

• Cynyddu maint pibellau mewnfa (cyflymder <30 tr/eiliad ar gyfer hylifau, <100 tr/eiliad ar gyfer nwyon)
• Gosod dampener curiad y galon
• Glanhau sedd falf a disg
• Cynyddu'r ffin rhwng pwysau gweithredu a gosod (>10%)

Methiant i agor:

Achosion:

• Gwanwyn cyrydiad neu rwymo
• Pwysau cefn gormodol (> 10% o bwysau gosod)
• Allfa neu fent wedi'i blygio
• Graddfa neu gyrydiad ar rannau symudol

Atebion:

• Amnewid y gwanwyn, uwchraddio deunyddiau
• Lleihau pwysau cefn neu ddefnyddio dyluniad falf cytbwys
• Rhwystrau clir, cynyddu maint pibellau allfa
• Glanhewch ac iro, ystyriwch wahanol ddeunyddiau

Gollyngiad gormodol:

Achosion:

• Difrod sedd oherwydd malurion neu gyrydiad
• Disg warped o feicio thermol
• Llwyth sedd annigonol (blinder y gwanwyn)
• Ymosodiad cemegol ar arwynebau selio

Atebion:

• Sedd lin ac arwynebau disg
• Disodli disg, gwella dyluniad thermol
• Amnewid y gwanwyn, gwirio pwysau gosod
• Uwchraddio deunyddiau ar gyfer cydnawsedd cemegol

Technegau Diagnostig

Profi llif:

• Pwrpas:Gwirio capasiti gwirioneddol vs dylunio
• Dull:Mesur llif rhyddhau ar 110% o bwysau gosod
• Derbyn:± 10% o gapasiti dylunio fesul API 527

Dadansoddiad metelegol:

• Ceisiadau:Ymchwiliad methiant, dewis deunydd
• Technegau:Dadansoddiad SEM, profi caledwch, gwerthusiad cyrydiad
• Canlyniadau:Penderfyniad achos gwraidd, argymhellion perthnasol

Effaith Economaidd ac Ystyriaethau Cost

Cyfanswm Cost Perchnogaeth

Buddsoddiad Cychwynnol:

• Falf Rhyddhad Safonol:$500-$5,000 yn dibynnu ar faint/deunyddiau
• Falf a weithredir gan beilot:$2,000-$25,000 ar gyfer cymwysiadau cymhleth
• Costau Gosod:25-50% o gost offer

Costau Gweithredu:

• Colledion Ynni:Mae falfiau gollwng yn gwastraffu 1-5% o ynni'r system
• Cynnal a Chadw:$200-$2,000 yn flynyddol fesul falf
• Profi ac Ardystio:$500-$1,500 y falf bob 5 mlynedd

Costau Methiant:

• Difrod Offer:$50,000-