He caminat per estacions de bombeig on atanc de sobretensióHavia estat fent la seva feina en silenci durant vint anys, i he vist sistemes en què la protecció contra sobretensions tenia una mida incorrecta i un viatge de bomba va trencar una xarxa principal. Els tancs de sobretensió semblen senzills en un P&ID. A la pràctica, són un dels components més fàcils d'equivocar, perquè la fallada només apareix durant un transitori, i aleshores el dany ja està fet. Per tant, en comptes d'una altra llista d'avantatges, deixeu-me indicar el que realment decideix si el tanc fa la seva feina.
Què fa realment un tanc de sobretensió
Un dipòsit de sobretensió és un amortidor contra la pressió transitòria. Quan es dispara una bomba o es tanca una vàlvula, l'energia cinètica del fluid en moviment ha d'anar a algun lloc. Es converteix en una ona de pressió que torna a viatjar a través de la canonada. Sense cap lloc on aquesta energia vagi, l'ona reflecteix, s'amplifica i pot trencar una canonada, aixecar una vàlvula o danyar una bomba.
Un dipòsit de sobrecàrrega dóna a aquesta energia un lloc on anar. Els dipòsits oberts deixen pujar i baixar el fluid en una columna. Els dipòsits tancats utilitzen un coixí de gas comprimit per absorbir i alliberar la pressió. De qualsevol manera, el dipòsit no és un recipient d'emmagatzematge en el sentit normal. És un dispositiu dinàmic i s'ha de dimensionar per al transitori, no per al flux d'estat estacionari-.
Això és el primer que la majoria de la gent s'equivoca. El dipòsit es dimensiona per l'anàlisi de sobretensió, no per la mida de la canonada o la corba de la bomba.
Obert vs tancat, afirmat clarament
Els dipòsits de sobrecàrrega oberts estan oberts a l'atmosfera i solen estar elevats. Són senzills, econòmics, fàcils d'inspeccionar i fàcils de mantenir. Funcionen bé en sistemes d'aigua, centrals hidroelèctriques i en qualsevol lloc el fluid és benigne i es pot proporcionar l'elevació. Els límits són reals: necessiten alçada, necessiten espai, estan exposats a la contaminació i l'evaporació, i no es poden utilitzar amb fluids que reaccionen amb l'aire o que s'han de mantenir a pressió.
Els tancs de sobretensió tancats utilitzen un recipient segellat amb una càrrega de gas comprimit. Són compactes, es poden pressuritzar i mantenen el fluid aïllat de l'atmosfera. Són els predeterminats en petroli i gas, servei químic i a qualsevol lloc on l'espai sigui reduït. Els límits també són reals: costen més, s'ha de mantenir la càrrega de gas i s'ha de modelar correctament el comportament del coixí de gas. Un dipòsit tancat amb el volum de gas incorrecte o la precàrrega incorrecta no protegirà el sistema, tot i que sembli bé al full de dades.
L'elecció no és oberta versus tancada en general. És quina s'adapta al fluid, al transitori, al lloc i a la capacitat de manteniment de la planta.
Què determina realment si el tanc funciona
El full de dades us indicarà el volum i la pressió nominal. No us dirà les coses que decideixen si el tanc fa la seva feina.
- Anàlisi de la sobretensió. Aquesta és l'entrada més important. El dipòsit s'ha de dimensionar en funció del transitori real, ja sigui un viatge de la bomba, un tancament de la vàlvula, un cop de vàlvula de retenció o un llimac. Si l'anàlisi no es fa, o si es fa amb les propietats de la canonada i la velocitat de l'ona incorrectes, el dipòsit tindrà la mida incorrecta. He vist tancs que eren sobredimensionats i tancs de mida inferior, i tots dos causen problemes.
- Velocitat de l'ona i propietats de la canonada. La velocitat de l'ona de sobretensió depèn del material de la canonada, del gruix de la paret, de la densitat del fluid i del mòdul a granel i de la presència d'aire lliure. Fes-ho malament i tota l'anàlisi és incorrecta.
- Comprovar el comportament de la vàlvula. Una vàlvula de retenció que es tanca de cop genera un transitori molt pitjor que una que es tanca de manera controlada. El dipòsit de sobretensió i la vàlvula de retenció s'han de dissenyar junts, no per separat.
- Càrrega de gas i precàrrega. Per als dipòsits tancats, la pressió de precàrrega i el volum de gas determinen com es comporta el dipòsit. Si la precàrrega és incorrecta, o si es filtra amb el pas del temps, el dipòsit deixa de funcionar. Aquest és el mode de fallada més comú que veig als tancs de sobretensió tancats i es pot prevenir completament amb una rutina de manteniment.
- Connexió i ubicació. El dipòsit s'ha de connectar a prop del punt del transitori, amb una connexió prou gran per permetre el flux necessari d'entrada i sortida. Un dipòsit connectat a través d'un broquet petit no respondrà prou ràpid per protegir el sistema.
Què demanar abans de comprar
No accepteu una cotització que us proporcioni un volum i un valor de pressió i res més. Demana:
- L'anàlisi de sobretensió, inclosos els casos transitoris considerats
- Les propietats de la canonada, la velocitat de l'ona i les propietats del fluid utilitzats
- S'assumeix el comportament de la vàlvula de retenció i la vàlvula de control
- La precàrrega i el volum de gas, per a dipòsits tancats
- La mida i la ubicació de la connexió
- El material de construcció i la compatibilitat de fluids
- El pla de manteniment, inclosa la inspecció de càrrega de gas dels dipòsits tancats
Si un proveïdor no pot mostrar-vos l'anàlisi de sobretensió, la cotització no s'ha acabat. El volum del tanc per si sol no us diu res sobre si el sistema està protegit.
Instal·lació i funcionament
La majoria dels problemes de tancs de sobretensió que he vist eren problemes d'instal·lació o manteniment, no problemes de disseny.
El dipòsit s'ha de connectar al punt correcte, amb la mida de connexió adequada i recolzat perquè no carregui la canonada. Per als tancs oberts, la ventilació i el desbordament s'han de dimensionar per a la màxima sobrecàrrega, no per al flux-estatiu. Per als dipòsits tancats, la càrrega de gas s'ha d'ajustar correctament a la posada en marxa i revisar-se en un interval definit.
Un cop en servei, la rutina importa més que el maquinari. Per als dipòsits tancats, la inspecció de càrrega de gas és l'element de manteniment més important, perquè una fuita lenta desactivarà la protecció en silenci. Per a dipòsits oberts, inspecció de contaminació, protecció contra congelació i control de nivell. En ambdós casos, la protecció contra sobretensions s'ha de revisar sempre que canviï el sistema, ja que una bomba nova, una vàlvula nova o un canvi en el procediment d'operació poden canviar el transitori i invalidar el dimensionament original.
Línia de fons
Els dipòsits de sobretensió són una bona inversió quan es dimensionen en funció d'una anàlisi de sobretensió real, es connecten correctament i es mantenen en un calendari definit. Són una pèrdua de diners quan s'endevina el dimensionament, quan mai es comprova la càrrega del gas o quan el sistema canvia i no es revisa la protecció contra sobretensions.
Si especifiqueu un dipòsit de sobretensió, feu primer l'anàlisi de sobretensions correctament. A continuació, obteniu el tipus i els detalls de connexió correctes. A continuació, feu la rutina correcta de càrrega i manteniment de gas. Aleshores, preocupa't pel preu. En aquest ordre.