सील निवडीतील विचार – उच्च दाब दुहेरी यांत्रिक सील स्थापित करणे

व्यवस्था ३ चे यांत्रिक सील आहेतदुहेरी सीलजिथे सीलच्या मधली बॅरियर फ्लुइड कॅव्हिटी सील चेंबरच्या दाबापेक्षा जास्त दाबावर राखली जाते. कालांतराने, या सीलसाठी आवश्यक असलेले उच्च-दाबाचे वातावरण तयार करण्यासाठी उद्योगाने अनेक कार्यप्रणाली विकसित केल्या आहेत. या कार्यप्रणाली मेकॅनिकल सीलच्या पाइपिंग प्लॅनमध्ये नमूद केलेल्या असतात. जरी यापैकी अनेक प्लॅन समान कार्ये करत असले तरी, प्रत्येकाची कार्य करण्याची वैशिष्ट्ये खूप वेगळी असू शकतात आणि त्याचा सीलिंग सिस्टीमच्या सर्व पैलूंवर परिणाम होतो.

API 682 नुसार परिभाषित केल्याप्रमाणे, पायपिंग प्लॅन 53B हा एक असा पायपिंग प्लॅन आहे, जो नायट्रोजनने भरलेल्या ब्लॅडर ॲक्युम्युलेटरद्वारे बॅरियर फ्लुइडवर दाब देतो. दाब दिलेला ब्लॅडर थेट बॅरियर फ्लुइडवर कार्य करतो आणि संपूर्ण सीलिंग सिस्टीमवर दाब निर्माण करतो. ब्लॅडर दाब देणाऱ्या वायूचा आणि बॅरियर फ्लुइडचा थेट संपर्क टाळतो, ज्यामुळे वायूचे फ्लुइडमध्ये शोषण होणे टाळले जाते. यामुळे पायपिंग प्लॅन 53A च्या तुलनेत पायपिंग प्लॅन 53B चा वापर जास्त दाबाच्या ॲप्लिकेशन्समध्ये करता येतो. ॲक्युम्युलेटरच्या स्वयंपूर्ण स्वरूपामुळे नायट्रोजनच्या सतत पुरवठ्याची गरजही नाहीशी होते, ज्यामुळे ही सिस्टीम दुर्गम भागातील इन्स्टॉलेशन्ससाठी आदर्श ठरते.

तथापि, ब्लॅडर ॲक्युम्युलेटरचे फायदे प्रणालीच्या काही कार्य वैशिष्ट्यांमुळे कमी होतात. पायपिंग प्लॅन ५३बी चा दाब थेट ब्लॅडरमधील वायूच्या दाबावर अवलंबून असतो. अनेक घटकांमुळे हा दाब मोठ्या प्रमाणात बदलू शकतो.

सिस्टीममध्ये बॅरियर फ्लुइड टाकण्यापूर्वी, अ‍ॅक्युम्युलेटरमधील ब्लॅडर पूर्व-चार्ज करणे आवश्यक आहे. यामुळे सिस्टीमच्या कार्यासंबंधीच्या भविष्यातील सर्व गणना आणि विश्लेषणांचा आधार तयार होतो. प्रत्यक्ष पूर्व-चार्ज दाब हा सिस्टीमच्या कार्यकारी दाबावर आणि अ‍ॅक्युम्युलेटरमधील बॅरियर फ्लुइडच्या सुरक्षित आकारमानावर अवलंबून असतो. पूर्व-चार्ज दाब हा ब्लॅडरमधील वायूच्या तापमानावरही अवलंबून असतो. टीप: पूर्व-चार्ज दाब केवळ सिस्टीमच्या सुरुवातीच्या कार्यान्वयनाच्या वेळीच निश्चित केला जातो आणि प्रत्यक्ष कार्यादरम्यान तो समायोजित केला जाणार नाही.

ब्लॅडरमधील वायूचा दाब वायूच्या तापमानानुसार बदलतो. बहुतेक प्रकरणांमध्ये, वायूचे तापमान प्रतिष्ठापन स्थळावरील सभोवतालच्या तापमानानुसार बदलते. ज्या प्रदेशांमध्ये तापमानात मोठे दैनंदिन आणि हंगामी बदल होतात, तेथील प्रणालींमध्ये दाबामध्ये मोठे चढ-उतार दिसून येतात.

बॅरियर द्रव वापरकार्यप्रणाली दरम्यान, सामान्य सील गळतीमुळे मेकॅनिकल सील्समधील बॅरियर फ्लुइड वापरले जाते. या बॅरियर फ्लुइडची भरपाई ॲक्युम्युलेटरमधील द्रवाद्वारे केली जाते, ज्यामुळे ब्लॅडरमधील वायूचा विस्तार होतो आणि सिस्टीमचा दाब कमी होतो. हे बदल ॲक्युम्युलेटरचा आकार, सील गळतीचे प्रमाण आणि सिस्टीमसाठी अपेक्षित देखभाल कालावधी (उदा., २८ दिवस) यांवर अवलंबून असतात.

सिस्टीमच्या दाबातील बदल हा अंतिम वापरकर्त्यासाठी सीलच्या कार्यक्षमतेचा मागोवा घेण्याचा प्राथमिक मार्ग आहे. देखभालीचे अलार्म तयार करण्यासाठी आणि सीलचे बिघाड शोधण्यासाठी देखील दाबाचा वापर केला जातो. तथापि, सिस्टीम कार्यरत असताना दाब सतत बदलत राहील. वापरकर्त्याने प्लॅन ५३बी सिस्टीममध्ये दाब कसा सेट करावा? बॅरियर फ्लुइड टाकणे केव्हा आवश्यक आहे? किती फ्लुइड टाकावे?

प्लॅन ५३बी प्रणालींसाठी अभियांत्रिकी गणितांचा पहिला व्यापकपणे प्रकाशित झालेला संच एपीआय ६८२ च्या चौथ्या आवृत्तीत आला. परिशिष्ट एफ मध्ये या पाइपिंग प्लॅनसाठी दाब आणि आकारमान कसे निश्चित करावे याबद्दल टप्प्याटप्प्याने सूचना दिल्या आहेत. एपीआय ६८२ च्या सर्वात उपयुक्त आवश्यकतांपैकी एक म्हणजे ब्लॅडर ॲक्युम्युलेटरसाठी एक मानक नेमप्लेट तयार करणे (एपीआय ६८२ चौथी आवृत्ती, तक्ता १०). या नेमप्लेटमध्ये एक तक्ता आहे, जो अनुप्रयोग स्थळावरील सभोवतालच्या तापमानाच्या विविध परिस्थितींमध्ये प्रणालीसाठी प्री-चार्ज, रिफिल आणि अलार्म दाब नोंदवतो. टीप: मानकातील तक्ता केवळ एक उदाहरण आहे आणि विशिष्ट क्षेत्रीय अनुप्रयोगासाठी लागू केल्यावर प्रत्यक्ष मूल्यांमध्ये लक्षणीय बदल होईल.

आकृती २ मधील एक मूलभूत गृहीतक असे आहे की, पायपिंग प्लॅन ५३बी सतत कार्यरत राहील आणि सुरुवातीचा प्री-चार्ज दाब बदलणार नाही अशी अपेक्षा आहे. तसेच, ही प्रणाली अल्प कालावधीसाठी सभोवतालच्या तापमानाच्या संपूर्ण श्रेणीच्या संपर्कात येऊ शकते, असेही एक गृहीतक आहे. याचे प्रणालीच्या रचनेवर महत्त्वपूर्ण परिणाम होतात आणि त्यामुळे ही प्रणाली इतर ड्युअल सील पायपिंग प्लॅनपेक्षा जास्त दाबावर चालवणे आवश्यक ठरते.

आकृती २ चा संदर्भ म्हणून वापर करून, उदाहरण ॲप्लिकेशन अशा ठिकाणी स्थापित केले आहे जिथे सभोवतालचे तापमान -१७°C (१°F) ते ७०°C (१५८°F) दरम्यान आहे. या श्रेणीची वरची मर्यादा अवास्तवपणे जास्त वाटू शकते, परंतु त्यात थेट सूर्यप्रकाशात असलेल्या संचायकाच्या सौर उष्णतेच्या परिणामांचाही समावेश आहे. तक्त्यामधील ओळी सर्वोच्च आणि सर्वात कमी मूल्यांमधील तापमानाचे अंतर दर्शवतात.

जेव्हा अंतिम वापरकर्ता प्रणाली चालवत असतो, तेव्हा तो सध्याच्या सभोवतालच्या तापमानात रिफिल प्रेशरपर्यंत पोहोचेपर्यंत बॅरियर फ्लुइडचा दाब वाढवत राहील. अलार्म प्रेशर हा असा दाब आहे जो सूचित करतो की अंतिम वापरकर्त्याला अतिरिक्त बॅरियर फ्लुइड टाकण्याची आवश्यकता आहे. २५°C (७७°F) तापमानावर, ऑपरेटर ॲक्युम्युलेटरला ३०.३ बार (४४० PSIG) पर्यंत प्री-चार्ज करेल, अलार्म ३०.७ बार (४४५ PSIG) साठी सेट केला जाईल आणि दाब ३७.९ बार (५५० PSIG) पर्यंत पोहोचेपर्यंत ऑपरेटर बॅरियर फ्लुइड टाकत राहील. जर सभोवतालचे तापमान ०°C (३२°F) पर्यंत कमी झाले, तर अलार्म प्रेशर २८.१ बार (४०८ PSIG) पर्यंत आणि रिफिल प्रेशर ३४.७ बार (५०४ PSIG) पर्यंत कमी होईल.

या परिस्थितीत, सभोवतालच्या तापमानानुसार अलार्म आणि रिफिल दाब दोन्ही बदलतात, किंवा 'फ्लोट' होतात. या पद्धतीला अनेकदा 'फ्लोटिंग-फ्लोटिंग स्ट्रॅटेजी' असे म्हटले जाते. अलार्म आणि रिफिल दोन्ही 'फ्लोट' होतात. यामुळे सीलिंग सिस्टीमसाठी सर्वात कमी ऑपरेटिंग दाब मिळतो. तथापि, यामुळे अंतिम वापरकर्त्यावर दोन विशिष्ट आवश्यकता येतात; योग्य अलार्म दाब आणि रिफिल दाब निश्चित करणे. सिस्टीमचा अलार्म दाब हा तापमानावर अवलंबून असतो आणि हे नाते अंतिम वापरकर्त्याच्या DCS सिस्टीममध्ये प्रोग्राम करणे आवश्यक आहे. रिफिल दाब देखील सभोवतालच्या तापमानावर अवलंबून असतो, त्यामुळे ऑपरेटरला सध्याच्या परिस्थितीसाठी योग्य दाब शोधण्याकरिता नेमप्लेटचा संदर्भ घ्यावा लागेल.

काही अंतिम वापरकर्त्यांना अधिक सोपा दृष्टिकोन हवा असतो आणि त्यांना अशी रणनीती हवी असते, जिथे अलार्म प्रेशर आणि रिफिल प्रेशर दोन्ही स्थिर (किंवा निश्चित) असतील आणि सभोवतालच्या तापमानावर अवलंबून नसतील. निश्चित-निश्चित रणनीती अंतिम वापरकर्त्याला सिस्टीम रिफिल करण्यासाठी फक्त एकच प्रेशर आणि सिस्टीममध्ये अलार्म देण्यासाठी फक्त एकच मूल्य प्रदान करते. दुर्दैवाने, या परिस्थितीत तापमान कमाल मूल्यावर आहे असे गृहीत धरावे लागते, कारण गणना सभोवतालचे तापमान कमाल तापमानावरून किमान तापमानापर्यंत कमी होण्याला समायोजित करते. यामुळे सिस्टीम जास्त प्रेशरवर कार्यरत राहते. काही अनुप्रयोगांमध्ये, वाढलेला प्रेशर हाताळण्यासाठी निश्चित-निश्चित रणनीती वापरल्यामुळे सीलच्या डिझाइनमध्ये किंवा सिस्टीमच्या इतर घटकांच्या MAWP रेटिंगमध्ये बदल करावे लागू शकतात.

इतर अंतिम वापरकर्ते निश्चित अलार्म दाब आणि बदलणारा रिफिल दाब असलेली संकरित पद्धत वापरतील. यामुळे अलार्म सेटिंग्ज सोपी होऊन कार्यकारी दाब कमी होऊ शकतो. योग्य अलार्म धोरणाचा निर्णय केवळ वापराची स्थिती, सभोवतालच्या तापमानाची श्रेणी आणि अंतिम वापरकर्त्याच्या गरजा विचारात घेऊनच घेतला पाहिजे.

पायपिंग प्लॅन ५३बी च्या डिझाइनमध्ये काही बदल आहेत, जे यापैकी काही आव्हाने कमी करण्यास मदत करू शकतात. सौर किरणोत्सर्गामुळे होणारी उष्णता डिझाइनच्या गणनेसाठी संचायकाचे (अक्युम्युलेटरचे) कमाल तापमान मोठ्या प्रमाणात वाढवू शकते. संचायक सावलीत ठेवल्याने किंवा त्याच्यासाठी सूर्य-संरक्षक कवच (सन शील्ड) उभारल्याने सौर उष्णता टाळता येते आणि गणनेमधील कमाल तापमान कमी करता येते.

वरील वर्णनांमध्ये, 'सभोवतालचे तापमान' ही संज्ञा ब्लॅडरमधील वायूचे तापमान दर्शवण्यासाठी वापरली आहे. स्थिर-स्थितीत किंवा हळूहळू बदलणाऱ्या सभोवतालच्या तापमानाच्या परिस्थितीत, हे एक वाजवी गृहीतक आहे. जर दिवस आणि रात्र यांच्या सभोवतालच्या तापमानात मोठे चढउतार होत असतील, तर संचायकाला (अ‍ॅक्युम्युलेटरला) इन्सुलेट केल्याने ब्लॅडरच्या तापमानातील प्रभावी चढउतार कमी होऊ शकतात, ज्यामुळे अधिक स्थिर कार्यकारी तापमान प्राप्त होते.

हा दृष्टिकोन संचायकावर हीट ट्रेसिंग आणि इन्सुलेशन वापरण्यापर्यंत वाढवता येतो. जेव्हा हे योग्यरित्या लागू केले जाते, तेव्हा सभोवतालच्या तापमानातील दैनंदिन किंवा हंगामी बदलांची पर्वा न करता संचायक एकाच तापमानावर कार्यरत राहील. ज्या भागांमध्ये तापमानात मोठे चढ-उतार होतात, तिथे विचारात घेण्यासाठी हा कदाचित सर्वात महत्त्वाचा एकल डिझाइन पर्याय आहे. या दृष्टिकोनाचा प्रत्यक्ष वापरात मोठा पाया आहे आणि त्यामुळे प्लॅन ५३बी चा वापर अशा ठिकाणी करणे शक्य झाले आहे, जिथे हीट ट्रेसिंगने ते शक्य झाले नसते.

पायपिंग प्लॅन ५३बी वापरण्याचा विचार करणाऱ्या अंतिम वापरकर्त्यांनी हे लक्षात ठेवावे की, हा पायपिंग प्लॅन म्हणजे केवळ एक ॲक्युम्युलेटर जोडलेला पायपिंग प्लॅन ५३ए नाही. प्लॅन ५३बी च्या सिस्टीम डिझाइन, कमिशनिंग, ऑपरेशन आणि देखभालीचा जवळजवळ प्रत्येक पैलू या पायपिंग प्लॅनसाठी वैशिष्ट्यपूर्ण आहे. अंतिम वापरकर्त्यांना आलेली बहुतेक निराशा ही सिस्टीमच्या अज्ञानामुळे येते. सील ओईएम (OEMs) एका विशिष्ट ॲप्लिकेशनसाठी अधिक तपशीलवार विश्लेषण तयार करू शकतात आणि अंतिम वापरकर्त्याला ही सिस्टीम योग्यरित्या निर्दिष्ट करण्यास व चालवण्यास मदत करण्यासाठी आवश्यक पार्श्वभूमी प्रदान करू शकतात.