موثوقية صمامات الأمان في محطات توليد الطاقة: التحقق الميداني في أنظمة البخار ذات درجة الحرارة العالية

تُعتبر صمامات الأمان مكونات حيوية في محطات توليد الطاقة، حيث تعمل كخط الدفاع الأخير ضد زيادة الضغط في المرجلات والمحركات التوربينية وأنظمة أنابيب البخار التي تعمل بدرجات حرارة قصوى (على سبيل المثال، 530°م) وضغوط عالية. ويُعد الأداء الموثوق لصمامات الأمان ضروريًا للحفاظ على استمرارية إنتاج الطاقة في حين حماية الأفراد والبنية التحتية.

التحلل المادي والتمدد الحراري

في بيئات البخار ذات درجات الحرارة العالية، يُعد التحلل المادي والتمدد الحراري من القضايا الرئيسية. يجب تصنيع صمامات الأمان من سبائك قادرة على تحمل التعرض الطويل للحرارة والتآكل.

يعد التركيب السليم أمرًا بالغ الأهمية بنفس القدر. يجب تثبيت الصمامات بحيث يتم تقليل إجهاد المواسير إلى الحد الأدنى والحفاظ على تدفق غير مقيد أثناء حدوث عمليات التفريغ.

التحديات في البيئات ذات الحرارة العالية

تدهور المواد: يمكن أن يؤدي التعرض الطويل للبخار عند درجة حرارة 530 درجة مئوية إلى ترسب الكاربيدات في الفولاذ المقاوم للصدأ، مما يقلل من القابلية للتشكل. تُستخدم قياسات السُمك بالموجات فوق الصوتية بشكل منتظم والتحليل المعدني لكشف التغيرات المجهرية.

التمدد الحراري: قد يؤدي التمدد الحراري المتباين بين مكونات الصمام والأنابيب إلى سوء المحاذاة. ويتم استخدام أجزاء مرنة (خراطيم) والعزل الحراري لامتصاص الإجهادات الحرارية.

معايير الصناعة والامتثال

يجب أن تلتزم صمامات الأمان في الأنظمة البخارية ذات الحرارة العالية بمعايير صارمة:

تفرض القسم الثامن من القسم الأول من مدونة ASME BPVC اختبار الضغط (على سبيل المثال، 1.5× ضغط التصميم) وإثبات جودة المواد للمكونات التي تحمل الضغط.

يحدد الجزء 1 من مواصفة API 520 منهجيات حساب الأحجام الخاصة بسعة التفريغ، مما يضمن قدرة الصمامات على التعامل مع أسوأ السيناريوهات (على سبيل المثال لا الحصر، الضغط الزائد الناتج عن توقف التوربين).

توفر مواصفة API 521 إرشادات لتصميم أنظمة التفريغ، مع التركيز على التكرارية (Redundancy) والتكوينات الآمنة ضد الفشل (Fail-Safe).

الاستنتاج

إن الأداء الموثوق للصمامات الأمنية في أنظمة البخار ذات درجات الحرارة العالية هو حجر أساس في السلامة والكفاءة داخل محطات توليد الطاقة. من خلال دمج علوم المواد مع تقنيات الفحص عبر الإنترنت واستراتيجيات الصيانة المعتمدة على التقييم المخاطر، يمكن للمشغلين تقليل وقت التوقف، وتقليل التكاليف، والتأكد من الامتثال للوائح.