في تخزين ونقل الغاز الطبيعي المسال، يتم الحفاظ على الوسائط عند -162 درجة لفترات طويلة. تتطلب هذه الحالة المبردة تصميمات صمامات متخصصة. بالنسبة للصمامات الكروية المبردة، لا تعد الأغطية الممتدة زائدة عن الحاجة ولكنها حل تقني ضروري لضمان موثوقية الختم والاستقرار الحراري والسلامة التشغيلية. تم تكليف هذا التصميم بالمعايير الدولية مثل API 624 وBS 6364 كمتطلب أساسي للتشغيل الآمن لنظام الغاز الطبيعي المسال. الأسباب المحددة هي كما يلي.
I. عزل درجات الحرارة المنخفضة لضمان أداء الختم
صندوق التعبئة هو جوهر نظام الختم الديناميكي للصمام. تفقد التعبئة التقليدية مرونتها عند -162 درجة، مما يؤدي إلى فشلها في إغلاق الجذع بإحكام والتسبب في حدوث تسربات. وفي الوقت نفسه، تتكثف الرطوبة الموجودة في الهواء وتتجمد في صندوق التعبئة. يمكن لبلورات الثلج أن تخدش الحشوة وتستولي على الجذع، مما يعيق تشغيل الصمام.
تعمل الأغطية الممتدة على حل هذه المشكلة عن طريق إطالة العنق لرفع صندوق التعبئة بعيدًا عن الوسائط المبردة. تعمل الرقبة كحاجز حراري، مما يقلل من انتقال الحرارة لأعلى ويحافظ على درجة حرارة صندوق التعبئة أعلى من 0 درجة. ويحافظ هذا على مرونة التغليف، ويمنع تكون الجليد، ويضمن دورانًا سلسًا للساق، ويحافظ على أداء الختم الديناميكي بما يتماشى مع معايير الانبعاثات- المنخفضة.
ثانيا. توفير مساحة للعزل لتقليل دخول الحرارة
يتمتع الغاز الطبيعي المسال بدرجة حرارة تبخر منخفضة. حتى دخول الحرارة الصغيرة يمكن أن يتسبب في تبخرها وتمددها ~ 600 مرة وزيادة ضغط خط الأنابيب. تفتقر الصمامات التقليدية إلى مساحة للعزل، مما يؤدي إلى فقدان الحرارة عبر جسم الصمام. توفر الأغطية الممتدة مساحة واسعة لطبقات العزل السميكة حول الرقبة، مما يشكل حاجزًا حراريًا مستمرًا.
يحجب هذا الحاجز الحرارة الخارجية، ويقلل من تبخر الغاز الطبيعي المسال، ويثبت ضغط خط الأنابيب. يبقى السطح الخارجي للعزل بالقرب من درجة الحرارة المحيطة، مما يمنع تجمد الصمام الذي قد يتسبب في قضمة الصقيع للمشغل وتجنب الضرر الناتج عن تساقط الجليد.
ثالثا. تمكين العزلة المادية لتعزيز السلامة التشغيلية
الغاز الطبيعي المسال قابل للاشتعال والانفجار. تشكل التسريبات مخاطر كبيرة. تضع الصمامات التقليدية آليات التشغيل بالقرب من المناطق المبردة، مما يسمح للغاز المتبخر بالوصول إلى المشغلين بسرعة في حالة حدوث تسرب. تعمل أغطية المحرك الممتدة على إنشاء فصل مادي، مما يحافظ على المقابض والمحركات على مسافة آمنة من المناطق الخطرة. حتى في حالة حدوث تسربات بسيطة، ينتشر الغاز ويخفف في الرقبة الممتدة، مما يؤدي إلى خفض مستويات الغاز القابل للاشتعال في موضع المشغل.
لأغراض الصيانة، غالبًا ما تكون صمامات الغاز الطبيعي المسال في أماكن ضيقة مثل الصناديق الباردة. تعمل الأغطية الممتدة على وضع أتباع التعبئة وتركيبات الشحم خارج العزل، مما يسمح بالصيانة الروتينية دون إزالة العزل-مما يقلل من صعوبة التشغيل والتكاليف. يلبي هذا التصميم أيضًا متطلبات الارتفاع التشغيلي BS 6364 لتشغيل الصمام بشكل آمن.
رابعا. الامتثال للمعايير ومواصفات التصميم
يجب أن يتبع طول غطاء المحرك الممتد معايير صارمة. وفقًا للمعيار BS 6364، يكون طول الرقبة أكبر من أو يساوي 250 مم للصمامات التي تقل عن أو تساوي DN100 وأكبر من أو يساوي 300 مم للصمامات الأكبر حجمًا. تم التحقق من صحة هذه الأبعاد حرارياً للحفاظ على صندوق التعبئة أعلى من 5 درجات عند -196 درجة. يتطلب سمك جدار الرقبة أيضًا فحوصات القوة المبردة لمنع تشققات الإجهاد الحراري.
يجب أن تتوافق المواد مع المتانة المبردة لجسم الصمام، مثل الفولاذ الكربوني ASTM A350 LF2 أو الفولاذ المقاوم للصدأ ASTM A182 F304، لتجنب الكسر الهش. تستخدم وصلات العنق - إلى - غطاء المحرك عملية تزوير متكاملة أو لحام اختراق كامل - للتخلص من الجسور الحرارية من الشفاه، مما يعزز أداء العزل.
تفرض معايير الصناعة استخدام الأغطية الموسعة للصمامات الكروية المبردة للغاز الطبيعي المسال. يتطلب API 624 اختبارات الختم المبردة -196 درجة. يحدد GB/T 24924-2020 أيضًا قواعد لطول الرقبة ودرجة حرارة صندوق التعبئة. وتضمن هذه المعايير الاتساق الفني والسلامة عبر سلسلة توريد الغاز الطبيعي المسال.
تعتبر الأغطية الممتدة على الصمامات الكروية المبردة حلاً منهجيًا لطبيعة الغاز الطبيعي المسال المبردة والقابلة للاشتعال والتبخر. فهي تضمن الختم عن طريق العزل الحراري، وتمكن العزل للاحتفاظ بالحرارة، وتعزز السلامة من خلال الفصل المادي-مع تلبية معايير الصناعة الصارمة. يعد هذا التصميم ضروريًا لوظيفة الصمام في الخدمة المبردة وهو ضروري للتشغيل الآمن لنظام الغاز الطبيعي المسال.
