أنواع أوعية الضغط التي تمثل حلاً للمطرقة المائية
أنواع أوعية الضغط التي تمثل الحل الأمثل للمطرقة المائية ومخاطرها متعددة. ذكرنا منها في مقال سابق وعاء الضغط المضغوط compressed surge vessel. خصصنا هذا المقال لتوضيح نوعين آخرين من أنواع أوعية الضغط لما لهما من أهمية في الحماية من مخاطر المطرقة المائية.
اقرء المزيد عن مخاطر المطرقة المائية على خطوط الأنابيب في محطات معالجة المياه
فيديو يوضح بصورة مبسطة سبب حدوث المطرقة المائية
خيارات أنواع أوعية الضغط
الغرض من خزان التحكم في الصدمات أو أوعية الضغط هو توفير كمية محددة مسبقًا من الغاز (غالبًا الهواء) والسائل (غالبًا الماء) في لحظة حدوث حدث صدمة. يتم اختيار أحجام الهواء والماء، التي يتم حسابها عادةً بواسطة دراسة هيدروليكية تفحص الهيدروليكا للنظام الأنبوبي بأكمله، للتخفيف من الضغوط العابرة أثناء حدوث الصدمة. عند حدوث ضغوط منخفضة في الأنابيب المتصلة، يتمدد الهواء في الخزان ويدفع الماء إلى النظام للتخفيف من الضغوط المنخفضة، وعند حدوث ضغوط عالية، ينضغط الهواء في الخزان ويعمل كممتص صدمات لتقليل حجم الضغوط العالية.
إذا لم تكن أحجام الهواء والماء في الخزان صحيحة في وقت حدوث الصدمة، فستحدث ضغوط مرتفعة ومنخفضة مفرطة مما يمكن أن يؤدي إلى انفجار الأنابيب أو انهيارها.
لضمان أن تكون أحجام الهواء والماء صحيحة، غالبًا ما يتم تزويد خزانات الصدمات بنظام تحكم يحافظ على كميات الهواء والماء في المستويات المطلوبة داخل الخزان في جميع الأوقات عند تشغيل النظام. هناك العديد من الطرق المختلفة لتوفير مثل هذا النظام.
أوعية الضغط المضغوط compressed surge vessel
في هذا النوع، يتفاعل الهواء المضغوط مباشرة مع الماء داخل الوعاء، مما يلغي الحاجة إلى الحجاب الحاجز أو المثانة. يسمح هذا الاتصال المباشر بالاستجابة الفورية لتغيرات الضغط، مما يعزز قدرة النظام على إدارة الارتفاعات المفاجئة. بمجرد تنشيطه، يعمل وعاء الارتفاع تلقائيًا، ويستجيب لتقلبات الضغط عن طريق إزالة الضغط حسب الحاجة وإعادة التعبئة مع استقرار النظام. يضمن البناء القوي للوعاء، المصنوع عادةً من مواد عالية الجودة، المتانة وطول العمر، حتى في ظل ظروف الضغط العالي.
إن وعاء الضغط هذا مثالي للتطبيقات التي تتطلب حماية موثوقة وفعالة ضد المطرقة المائية. يضمن التصميم الحد الأدنى من الصيانة مع توفير أقصى قدر من الحماية، مما يجعله حلاً فعالاً من حيث التكلفة للاستخدام طويل الأمد.
وقد تحدثنا عنه باستفاضة في هذا المقال.
أوعية الضغط نوع المثانة Bladder Type Surge Vessel
تم تصميم وعاء الضغط الهيدروليكي أو خزان التمدد أو نوع Blaader لإدارة ارتفاعات الضغط باستخدام مثانة مطاطية داخلية. يضمن هذا النهج المبتكر أن مرونة الوعاء تدفع الماء بفعالية إلى النظام بعد رحلة المضخة. أحد الجوانب المهمة لكفاءة هذا النظام هو الحساب الدقيق لضغط الشحن المسبق، وهو أمر حيوي للأداء الأمثل.
من خلال منع الاتصال بين الهواء المضغوط والماء، يزيل الوعاء خطر ذوبان الهواء في الماء. تلغي ميزة التصميم هذه الحاجة إلى نظام تنظيم دائم، مثل الضواغط، وبالتالي تبسيط النظام وتقليل متطلبات الصيانة.
بمجرد شحن الوعاء مسبقًا وتحفيزه بشكل صحيح، فإنه يعمل تلقائيًا. يتم خفض ضغط الوعاء حسب الحاجة وإعادة ملئه بالموجات العائدة حتى يصل بشكل طبيعي إلى توازن الحالة المستقرة. تضمن هذه العملية التلقائية الأداء الثابت والموثوقية في التحكم في الارتفاعات.
تُصنع المثانة الداخلية عادةً من المطاط عالي الشد، والذي قد يشمل تعزيزات ويتوفر بمواد مختلفة مثل النيوبرين أو النتريل (Buna-N) أو المطاط الهيبالون. تم تصميم المثانة للتمدد لتناسب الوعاء بالكامل ويتم تثبيتها بشكل آمن بشفة في الأعلى، مصممة خصيصًا لتفاصيل الوعاء المحددة التي يوفرها العميل.
لا يضمن هذا التصميم المتقدم التحكم الفعال في زيادة التيار فحسب، بل يطيل أيضًا عمر الوعاء ومكونات النظام المرتبطة به.
أوعية الضغط من نوع أنبوب الغمس Dip-Tube
هو حل متطور مصمم للعمل دون الحاجة إلى ضاغط هواء أو مثانة داخلية، مما يوفر نهجًا أكثر انسيابية وموثوقية لإدارة ارتفاعات الضغط. يتميز هذا الوعاء المبتكر بصمام دخول الهواء وأنبوب غمس داخلي، مما يضمن التحكم الدقيق في شحنة الهواء للحصول على أداء مثالي في تطبيقات مختلفة.
أثناء التشغيل العادي، يظل مستوى السائل أعلى من قاع أنبوب الغمس. يتكيف هذا المستوى ديناميكيًا لاستيعاب أحداث الارتفاع، ويمتص ويبدد تقلبات الضغط بشكل فعال. في حالة امتصاص الهواء أو فقده من النظام، يفتح صمام دخول الهواء تلقائيًا لتجديد شحنة الهواء، والحفاظ على الوظائف الثابتة واستقرار النظام.
تتمثل إحدى المزايا الرئيسية لوعاء الضغط من نوع Dip-Tube في تصميمه الصغير والاقتصادي. من خلال القضاء على الحاجة إلى مكونات إضافية مثل ضواغط الهواء، يقلل الوعاء من متطلبات الحجم الإجمالي والتكاليف المرتبطة به. لا تؤثر هذه الكفاءة على الأداء، حيث تم تصميم الوعاء للحفاظ على ضغط النظام وتعزيز موثوقية النظام بأكمله.
لضمان التشغيل السليم، من الضروري أن يكون لديك هندسة أنابيب دقيقة وأداء خالٍ من العيوب لجميع المعدات المرتبطة. يضمن هذا الاهتمام بالتفاصيل أن يعمل وعاء الطفرة بأقصى قدر من الكفاءة، مما يوفر حماية قوية ضد ارتفاعات الضغط ويطيل عمر مكونات النظام.
الميزات:
- تصميم خالٍ من المثانة: لا توجد مشاكل في المثانة، مما يضمن الموثوقية.
- اقتصادي: لا حاجة لضاغط هواء.
- تحكم متقدم في الهواء: يستخدم صمام دخول الهواء.
- استجابة ديناميكية: يدير مستوى السائل بكفاءة أثناء الطفرات.
- آلية أمان ضد الفشل: يجدد شحن الهواء تلقائيًا.
- يعد وعاء الضغط من نوع أنبوب الغمس مثاليًا لمجموعة واسعة من التطبيقات.
كيفية اختيار نوع وعاء الضغط المناسب
بما أن وضحنا الدور الذي تقوم به أوعية الضغط في احتواء وإدارة مواد مختلفة تحت ظروف ضغط ودرجة حرارة مختلفة. فإن اختيار وعاء الضغط المناسب أمر بالغ الأهمية لنجاح وسلامة عملياتك.
- فهم متطلبات العملية: يتضمن هذا تحديد الاحتياجات والتحديات الفريدة التي يفرضها عملك.
- الامتثال للوائح: إن ضمان الامتثال لمعايير الصناعة واللوائح أمر غير قابل للتفاوض عندما يتعلق الأمر بأوعية الضغط. كما يجب فهم الالتزامات القانونية والمتطلبات.
- اختيار المواد: يعد اختيار المادة المناسبة لوعاء الضغط قرارًا بالغ الأهمية، لأنه يؤثر بشكل مباشر على أدائه ومتانته وطول عمره. تشمل العوامل المؤثرة في اختيار المواد ما يلي:
- ضع في اعتبارك المواد التي سيتلامس معها الوعاء وإمكانية تآكلها أو تفاعلها مع مادة الوعاء. يوفر الفولاذ المقاوم للصدأ والفولاذ الكربوني والسبائك المتخصصة درجات متفاوتة من مقاومة التآكل.
- التصميم والبناء: يجب أن يتوافق تصميم وبناء وعاء الضغط الخاص بك مع متطلبات العملية الخاصة بك واعتبارات السلامة:
- الشكل والحجم: يجب تحسين شكل وحجم الوعاء لتطبيقك المحدد، مع مراعاة عوامل مثل قيود المساحة وديناميكيات السوائل.
- حسابات السُمك: تعد حسابات السُمك المناسبة ضرورية لضمان قدرة الوعاء على تحمل نطاقات الضغط ودرجات الحرارة المطلوبة.
- التعزيزات والدعامات: اعتمادًا على حجم الوعاء وشكلها، قد تكون التعزيزات الإضافية وهياكل الدعم ضرورية للاستقرار والسلامة.
- ميزات السلامة والاختبار: يجب أن تكون السلامة أولوية قصوى في اختيار وعاء الضغط. إن دمج ميزات السلامة والاختبارات الدقيقة أمر حيوي لمنع الحوادث وضمان الموثوقية.
- أنظمة الإغلاق في حالات الطوارئ: يمكن أن يؤدي تنفيذ أنظمة الإغلاق في حالات الطوارئ إلى عزل المشكلة بسرعة في حالة الطوارئ.
- الصيانة والمتانة على المدى الطويل: يعتمد طول عمر وعاء الضغط الخاص بك على الصيانة والعناية المناسبتين.
- تحليل التكلفة: يعد تحليل التكلفة الشامل أمرًا بالغ الأهمية لفهم الآثار المالية لاختيارك.
