قابلیت اطمینان شیر ایمنی نیروگاه: تأیید میدانی در سیستم‌های بخار دمای بالا

شیرهای ایمنی اجزای بحرانی در نیروگاه‌ها هستند و نقش خط دفاعی آخر را در برابر فشار بیش از حد در بویلرها، توربین‌ها و سیستم‌های لوله‌کشی بخار که در دماهای بسیار بالا (مثلاً 530 درجه سانتی‌گراد) و فشارهای بالا کار می‌کنند، ایفا می‌کنند. عملکرد قابل اعتماد آن‌ها برای حفظ تولید مداوم انرژی و همچنین حفاظت از افراد و زیرساخت‌ها ضروری است.

تخریب مواد و انبساط حرارتی

در محیط‌های بخار با دمای بالا، تخریب مواد و انبساط حرارتی اصلی‌ترین مشکلات هستند. شیرهای ایمنی باید از آلیاژهایی ساخته شوند که می‌توانند در برابر قرار گرفتن طولانی‌مدت در معرض گرما و خوردگی مقاومت کنند.

نصب مناسب نیز به همان اندازه حیاتی است. شیرها باید به گونه‌ای قرار گیرند که تنش لوله‌کشی را به حداقل برسانند و جریان بدون محدودیت در هنگام وقوع شرایط تخلیه را تضمین کنند.

چالش‌های محیط‌های دمای بالا

تخریب مواد: قرار گرفتن طولانی‌مدت در معرض بخار در دمای 530 درجه سانتی‌گراد می‌تواند باعث رسوب کاربید در فولادهای زنگ‌نزن شود و انعطاف‌پذیری آن‌ها را کاهش دهد. برای شناسایی تغییرات ریزساختاری از اندازه‌گیری‌های ضخامت فراصوتی و آنالیز متالوژیکی به طور منظم استفاده می‌شود.

انبساط حرارتی: انبساط متفاوت بین اجزای شیر و لوله‌کشی می‌تواند منجر به عدم هم‌محوری شود. برای جذب تنش‌های حرارتی از المان‌های انعطاف‌پذیر (بلوز) و عای‌بندی حرارتی استفاده می‌شود.

استانداردهای صنعتی و رعایت مقررات

شیرهای ایمنی در سیستم‌های بخار دمای بالا باید مطابق با استانداردهای دقیق عمل کنند:

بخش ASME BPVC Section VIII Division 1 الزامات آزمون فشار (به عنوان مثال، 1.5 برابر فشار طراحی) و گواهی‌نامه مواد برای اجزای مقاوم در برابر فشار را تعیین می‌کند.

قسمت API 520 Part 1 روش‌های تعیین ظرفیت تخلیه را مشخص می‌کند تا اطمینان حاصل شود که شیرها قادر به مدیریت سناریوهای اضطراری (مانند افزایش فشار ناشی از خاموشی توربین) هستند.

API 521 خطوط‌العمل طراحی سیستم‌های تخلیه فشار را ارائه می‌دهد و بر روی طراحی با قابلیت اطمینان دوباره (رداندانسی) و پیکربندی‌های بدون خطر تأکید دارد.

نتیجه گیری

عملکرد مطمئن شیرهای ایمنی در سیستم‌های بخار دمای بالا، یکی از ارکان اصلی ایمنی و بهره‌وری نیروگاه‌ها می‌باشد. با تلفیق علم مواد، فناوری‌های آزمایش آنلاین و استراتژی‌های نگهداری مبتنی بر ریسک، بهره‌برداران می‌توانند خاموشی‌های غیر برنامه‌ریزی شده را کاهش دهند، هزینه‌ها را پایین بیاورند و از رعایت مقررات اطمینان حاصل کنند.