שסתום ביטחון: "שומר הלחץ" של מערכות תעשייתיות, מחסום מרכזי להגנת ביטחון

בשורה המורכבת של הייצור התעשייתי, ציוד הלחץ דומה ל"לב" שפועל במהירות גבוהה, והשסתום הבטיחות משמש כ"שומר הלחץ" שמונע מה"לב" הזה לעבור את גבולות הלחץ או להיכשל. ממכלים ריאקטורים כימיים ועד לדודים במערכות חשמל, ממסילות אספקת נפט וגז ועד לציוד סטריליזציה בתעשיית התרופות, שסתומי ביטחון, הודות لقدرتם המדויקת להגיב ללחץ, מהווים את קו ההגנה האחרון והחשוב ביותר מפני תאונות ביטחוניות חמורות כמו פיצוצים של ציוד או דליפות של חומרים. חשיבותם משתקפת לא רק בהתאמתם לדרישות החמות של תקנים כמו GB/T 12243 ו API 526 , אלא גם קשורה ישירות לביטחון חיי האנשים, לערכה של רכוש הציוד וליציבות המתמשכת של תהליכי הייצור.

I. הערך המרכזי של שסתומי ביטחון: למה הם "חובה" לבטיחות תעשייתית

למעשה, שסתום ביטחון הוא מכשיר שחרור לחץ אוטומטי. כאשר הלחץ בציוד או במערכת המוגנת עולה על לחץ ההגדרה המוגדר מראש, הוא יכול להיפתח מיידית כדי להפחית את הלחץ על ידי שחרור חומר מיותר; כאשר הלחץ חוזר לטווח בטיחות, הוא יכול להיסגר אוטומטית ולשחזר החדרה. התהליך כולו אינו מצריך התערבות ידנית, ומאפשר 'הגנה על ביטחון ללא צורך בהשגחה'. מאפיין זה מעניק לו ערך ליבה בלתי ניתן להחלפה בסצנריות תעשייתיים, וזה מתבטא בשלושה מישורים:

1.1 שמירת ביטחון האנשים ובניית קו הגנה על החיים
ברגע שציוד לחץ תעשייתי מתפוצץ עקב לחץ יתר, ההשלכות הן בלתי נתפסות. אם ניקח לדוגמה את התעשייה הכימית, אם הלחץ בכור עולה בחדות עקב תגובות אקסותרמיות בלתי מבוקרות, אי הפחתת הלחץ בזמן עלול לגרום לקריעת המיכל, מה שמוביל לדליפה של חומרים רעילים, מזיקים, דליקים או נפיצים, וכתוצאה מכך להרעלת עובדים, שריפות או אפילו פיצוצים בשרשרת. ציוד העומד בדרישות איטום Class I, כגון... שסתום הבאלון TOWS-4C2-40-C , יכול להיפתח בדיוק בלחץ קבוע של 1.9MPa כדי להוריד במהירות את הלחץ, ולנתק בכך את שרשרת הסכנה במקור, ולרכוש זמן לاخلاء ולטיפול בידי הצוות באתר. זהו גם הסיבה המרכזית שבגינה חוקי בטיחות של מדינות שונות מחייבים התקנת שסתומי בטיחות על ציוד לחץ.

1.2 הגנה על נכסות הציוד וצמצום הפסדים כלכליים
ציוד לחץ כרוך בעלויות ייצור גבוהות וכרוך בסיכוני בלאי מטבעו, שכן הוא פועל במשך תקופות ארוכות תחת לחץ גבוה, טמפרטורה גבוהה או תנאי עבודה קורוזיביים. לחץ יתר יאיץ את עייפות הציוד והזדקנותו, ויגרום נזק קבוע כגון כשל אטם אוגן, עיוות מיכל וסדקים בצנרת. זה לא רק דורש עלויות תחזוקה עצומות, אלא גם מוביל לכיבויים ארוכי טווח. שסתומי בטיחות מונעים מציוד לפעול בתנאים קיצוניים על ידי שליטה מדויקת בלחץ, ובכך מאריך את חיי השירות שלו. לדוגמה, במערכת דודי הקיטור של תעשיית החשמל, פעולה אמינה של שסתומי בטיחות יכולה להגן ביעילות על רכיבים מרכזיים כגון תוף הדוד ומחמם-על, למנוע גריטה של ציוד הנגרמת מלחץ יתר ולהפחית הפסדים כלכליים.

1.3 הבטחת יציבות תהליך ושימור ייצור מתמשך
לרבות תהליכים תעשייתיים יש דרישות חמורות ביותר לפרמטרי לחץ. תנודות לחץ מוגזמות לא רק ישפיעו על איכות המוצר אלא עשויות גם לגרום להפסקת התהליך. תוך שחרור הלחץ, שסתומי ביטחון יכולים לשלוט על לחץ המערכת בתוך טווח מותר, ומספקים ערובה ליציבות התהליך. למשל, מיכל סטריליזציה בתעשיית התרופות, אשר צריך להשיג סטריליזציה בטמפרטורה גבוהה תחת לחץ מסוים. אם הלחץ עולה על הערך האפשרי, שסתום הבטיחות ייפתח כדי לשחרר את הלחץ, ולמנוע שינוי בטמפרטורת הסטריליזציה שיגרום לפגם במוצר; לאחר שהלחץ חוזר לקדמות ענו, הוא ייסגר במהירות כדי להבטיח המשך תהליך הסטריליזציה, ובכך יבטיח יעילות ייצור ושיעור תאימות של המוצר.

II. תרחישי יישום מרובי תעשיות: תחום "ההגנה הכוללת" של שסתומי ביטחון

תרחישי השימוש בשסתומי ביטחון כוללים כמעט את כל התחומים התעשייתיים הכוללים פעולות לחץ. מאפייני העבודה של תעשיות שונות קובעים דרישות שונות לסוג, חומר וביצועים של שסתומי ביטחון, אך הלוגיקה הבסיסית של ההגנה נשארת זהה. להלן ניתוח מפורט של מספר תרחישי יישום טיפוסיים:

2.1 תעשייה נפט וכימיקלים: אתגרים כפולים של עמידות בתשחית ובטמפרטורות גבוהות
תעשיית הנפט והכימיה היא אחד התחומים עם היישום הנרחב ביותר והדרישות המחמירות ביותר לשסתומי בטיחות. החל ממכשירי ראש בארות להפקת נפט גולמי ועד מגדלי זיקוק ויחידות פיצוח קטליטי בבתי זיקוק, ולאחר מכן למיכלי אחסון חומרי גלם כימיים, המדיום לרוב דליק, נפיץ וקורוזיבי ביותר, כגון נפט גולמי, בנזין, מתנול ותמיסות חומצה-בסיס. יתר על כן, תנאי העבודה הם לעתים קרובות בסביבות טמפרטורה גבוהות (למשל, מעל 300 ℃) ולחץ גבוה. לכן, מוצרים כגון... שסתום ביטחון DN250*300 עם בליז משמשים באופן נפוץ בתחום זה. גוף השסתום עשוי מפלדת פחמן WCB כדי לעמוד בלחץ גבוה, בעוד שמאגרות והחלקים הפנימיים עשויים מפלדת אל חלד 316L כדי להתנגד לאכילה. מוצרים אלו עומדים בדרישות של התקן API 526, ומבטיחים عدم דליפה או כשל בתנאי עבודה קיצוניים. לדוגמה, בציוד ייצור אתילן, שסתום הבטיחות חייב להיפתח מיידית כאשר הלחץ עולה על הערך המוגדר, כדי לשחרר גז אתילן בטמפרטורה ובלחץ גבוה, ולמנוע תגובות שרשרת הנגרמות מתפוצצות צינורות.

2.2 אנרגיה חשמלית: הבטחת תפעול יעיל ובטוח של היחידות
במערכת הכוח, שסתומי ביטחון הם אספקט חיוני להגנה על דוודי כוח תרמיים, יחידות טורבינה של גנרטורים, מولدות קיטור לכוח גרעיני ותאי לחץ לאחסון אנרגיה בתחום האנרגיה החדשה. למשל, בדוודים תרמיים, יש צורך לייצר קיטור בטמפרטורה ובלחץ גבוהים כדי להניע טורبينים לשם ייצור חשמל במהלך פעילות. אם לחץ הקיטור עולה על סף הסיבולת של הדוד, עלול להתרחש פיצוץ של הדוד, מה שעלול לגרום לעצירת היחידה ואף נזק לבית המנוע. שסתומי הביטחון בתחום זה חייבים להיות בעלי דיוק גבוה ביותר בבקרת הלחץ, כאשר סטיית הלחץ הנדרש נשלטת בתוך ±3% (ככל שנדרש בהגדרה GB/T 12243), כדי להבטיח תגובה מהירה במקרה של עליית לחץ קיטור חריגה. באותו זמן, יש סצנות הדורשות גם פונקציית איזון לחץ אחורי, כדי למנוע את ההשפעה של תנודות בלחץ יציאה על יעילות שחרור הלחץ, וכך להבטיח ייצור חשמל מתמיד ויציב של יחידת הכוח.

2.3 תעשיית התרופות והמזון: אחריות כפולה על סניטציה ובטיחות
ציוד לחץ בתעשיית התרופות והמזון, כגון מיכלי סטריליזציה של תרופות, מערכות סטריליזציה של מזון ומערכות מילוי משקאות, דורשים לא רק שסתומי ביטחון יוכלו להגן בצורה אמינה מפני לחץ יתר, אלא גם לעמוד בדרישות סניטריות כדי למנוע זיהום של החומר. שסתומי ביטחון בשימוש במקרים אלו מיוצרים ברובם מפלדת אל חלד, עם משטחים מחורטים ומפולishes כדי להימנע מקצוות סניטריים מתים, וכמו כן קל לפרק אותם, לנקות ולאפשר סטריליזציה. לדוגמה, בתהליך ייצור החיסונים, יש צורך בסטריליזציה של המיכל בטמפרטורה של 121° צלזיוס ובלחץ של 0.12MPa. שסתום הביטחון חייב לשלוט בדיוק בלחץ כדי להבטיח את אפקט הסטריליזציה, תוך מניעה של לחץ מוגבה מדי שעשוי לנטרל את החיסון, וכך להבטיח את בטיחות התרופה.

2.4 יישומים עירוניים ואזרחיים: השומר הסמוי על הבטיחות בחיי היום-יום
מעבר לתחום התעשייתי, שסתומי בטיחות ממלאים תפקיד חשוב גם בתרחישים עירוניים ואזרחיים. עבור מיכלי לחץ אספקת מים במפעלי מים, לחץ מופרז עלול לגרום לפיצוץ רשת צינורות אספקת המים, דבר המשפיע על צריכת המים של התושבים; עבור ציוד אזרחי כגון מחממי מים גז ביתיים ודודי קיר, אם הלחץ שנוצר משריפת גז אינו תקין, שסתום הבטיחות ישחרר את הלחץ בזמן כדי למנוע פיצוץ של הציוד. למרות ששסתומי בטיחות בתרחישים אזרחיים כאלה הם קטנים בגודלם (למשל, DN15, DN20), הם צריכים גם לעבור אישורי בטיחות מחמירים כדי להבטיח את בטיחותם של משתמשים רגילים, ומשמשים כ"מחסומי הגנה בלתי נראים" הנסתרים בחיי היומיום.

2.5 ציוד מיוחד: "ה האחרائية האחרונה" עבור מעלים וכלי לחץ
ציוד מיוחד כגון מערכות הידראוליות של מעלים וכלי לחץ (למשל, גזי נוזלים, בקבוקי חמצן) הם גם כן תרחישי יישום מרכזיים לשסתומים בטיחותיים. לדוגמה, בקבוקי גז נוזלי, אם הלחץ הפנימי עולה עקב חשיפה לשמש או התנגשות במהלך אחסון והובלה, שסתום הבטיחות ייפתח אוטומטית ויפיל גז נוזלי, וכך יונע פיצוץ הבקבוק; שסתום הבטיחות במערכת ההידראוליקה של המעלית יכול למנוע עלייה לא תקינה של הקרון בשל לחץ שמן הידראולי מוגבר, ומבטיח את בטיחות הנוסעים. בשימושים אלו, שסתומי הבטיחות חייבים להיות קטנים בגדלם ובעלי תגובה מהירה, וכן חייבים לעבור כיול קבוע כדי להבטיח ביצועים אמינים.

III. בחירה ושימור של שסתומי בטיחות: הבטחת פעילות אמינה של "שומר הלחץ"

כדי להעניק את התפקיד המלא של שסתומי בקרה, יש צורך בביצוע בחירה מדעית ובהשגחה מתמדת בהתאם לתנאי העבודה הספציפיים. במהלך הבחירה, יש להבהיר את תכונות החומר (קורוזיביות, דליקות וסיכון להתפוצצות), פרמטרי תנאי העבודה (טמפרטורה, טווח לחץ), דרישות נפח שחרור הלחץ וכו'. למשל, מועדף שסתום בטיחות מסוג בלון עשוי חומר 316L עבור חומרים קורוזיביים, וכן יש לקחת בחשבון את עמידות השסתום בפני חום גבוה בתנאי עבודה של טמפרטורות גבוהות. בהקשר של שיגוח, יש לבצע כיול מחודש של לחץ ההפעלה באופן קבוע לפי התקן GB/T 12243 (למשל שיטת הבדיקה החוזרת של שלושה מחזורים שנזכרה קודם), לבדוק את האיטום של משטח החיבור ואת קורוזיה בגוף השסתום, ולחלף רכיבים שנותנים תופעות זיקנה בצורה מזמנית כדי למנוע "פעילות עם תקלות".

IV. מסקנה: בטיחות היא עניין לא זניח, הגנה תלויה ב"שומר"

מציוד מרכזי בייצור תעשייתי ועד ציוד אזרחי לשימוש יום יומי, שסתומים ביטחוניים, בזכות תכונותיהם של "תגובה מדויקת והגנה אוטומטית", הפכו למחסום מרכזי להגנת הבטיחות. חשיבותם משתקפת לא רק בה cumplment של הדרישות הקשיחות של התקנות התעשייתיות, אלא גם בהגנה על שלמות החיים, נכסות הציוד והיציבות הייצורית מאחורי כל שחרור לחץ מדויק. עם התפתחות הטכנולוגיה התעשייתית, ביצועי שסתומים ביטחוניים מתפתחים באופן מתמיד – מהסוג המסורתי בעל הקפיץ, לסוג קמטים מאוזנים, ובקרה מכנית לניטור חכם. עם זאת, המשימה הליבתית שלהם של "בטיחות ראשונה" נשארת ללא שינוי. התייחסות רצינית לבחירה, כיול ותחזוקה של שסתומים ביטחוניים שקולה לבניית קו הבטיחות החזק ביותר לייצור תעשייתי ולחיים יומיומיים.

מילות מפתח: שסתום בטיחות, חשיבות, תרחישי יישום, שסתום בטיחות בלוואים, TOWS-4C2-40-C, GB/T 12243, API 526, בטיחות תעשייתית