Mihuri ya hewa ya pampu ya nyongeza mara mbili, iliyorekebishwa kutoka kwa teknolojia ya mihuri ya hewa ya compressor, ni ya kawaida zaidi katika tasnia ya mihuri ya shimoni. Mihuri hii haitoi kioevu kinachosukumwa hewani, hutoa upinzani mdogo wa msuguano kwenye shimoni ya pampu na hufanya kazi na mfumo rahisi wa usaidizi. Faida hizi hutoa gharama ya chini ya mzunguko wa maisha wa suluhisho kwa ujumla.
Mihuri hii hufanya kazi kwa kuingiza chanzo cha nje cha gesi yenye shinikizo kati ya nyuso za ndani na nje za kuziba. Topografia maalum ya uso wa kuziba huweka shinikizo la ziada kwenye gesi ya kizuizi, na kusababisha uso wa kuziba kutengana, na kusababisha uso wa kuziba kuelea kwenye filamu ya gesi. Hasara za msuguano ni ndogo kwani nyuso za kuziba hazigusani tena. Gesi ya kizuizi hupita kwenye utando kwa kiwango cha chini cha mtiririko, ikiteketeza gesi ya kizuizi kwa njia ya uvujaji, ambao mwingi huvuja hadi angani kupitia nyuso za nje za kuziba. Mabaki huingia kwenye chumba cha kuziba na hatimaye huchukuliwa na mkondo wa mchakato.
Mihuri yote miwili isiyopitisha hewa inahitaji umajimaji ulioshinikizwa (kimiminika au gesi) kati ya nyuso za ndani na nje za kusanyiko la muhuri wa mitambo. Mfumo wa usaidizi unahitajika ili kupeleka umajimaji huu kwenye muhuri. Kwa upande mwingine, katika muhuri wa shinikizo uliolainishwa wa kioevu, umajimaji wa kizuizi huzunguka kutoka kwenye hifadhi kupitia muhuri wa mitambo, ambapo hulainisha nyuso za muhuri, hunyonya joto, na kurudi kwenye hifadhi ambapo inahitaji kuondoa joto linalofyonzwa. Mifumo hii ya usaidizi wa muhuri wa shinikizo la maji ni ngumu. Mizigo ya joto huongezeka kadri shinikizo la mchakato na halijoto na inaweza kusababisha matatizo ya kutegemewa ikiwa haitahesabiwa na kuwekwa vizuri.
Mfumo wa usaidizi wa kuziba hewa mara mbili uliobanwa huchukua nafasi kidogo, hauhitaji maji ya kupoeza, na hauhitaji matengenezo mengi. Zaidi ya hayo, chanzo cha kuaminika cha gesi ya kinga kinapatikana, uaminifu wake hautegemei shinikizo la mchakato na halijoto.
Kutokana na kuongezeka kwa matumizi ya mihuri ya hewa ya pampu mbili za shinikizo sokoni, Taasisi ya Petroli ya Marekani (API) iliongeza Programu 74 kama sehemu ya uchapishaji wa toleo la pili la API 682.
74 Mfumo wa usaidizi wa programu kwa kawaida ni seti ya vipimo na vali zilizowekwa kwenye paneli ambazo husafisha gesi ya kizuizi, kudhibiti shinikizo la chini, na kupima shinikizo na mtiririko wa gesi hadi kwenye mihuri ya mitambo. Kufuatia njia ya gesi ya kizuizi kupitia paneli ya Mpango 74, kipengele cha kwanza ni vali ya kuangalia. Hii inaruhusu usambazaji wa gesi ya kizuizi kutenganishwa kutoka kwenye muhuri kwa ajili ya uingizwaji wa kipengele cha kichujio au matengenezo ya pampu. Gesi ya kizuizi kisha hupitia kichujio cha mikromita 2 hadi 3 (µm) kinachounganisha ambacho hunasa vimiminika na chembechembe ambazo zinaweza kuharibu sifa za topografia za uso wa muhuri, na kuunda filamu ya gesi kwenye uso wa uso wa muhuri. Hii inafuatwa na kidhibiti shinikizo na kipimo cha kupima shinikizo kwa ajili ya kuweka shinikizo la usambazaji wa gesi ya kizuizi kwenye muhuri wa mitambo.
Mihuri ya gesi ya pampu ya shinikizo mbili inahitaji shinikizo la usambazaji wa gesi ya kizuizi ili kufikia au kuzidi shinikizo la chini kabisa la tofauti juu ya shinikizo la juu kabisa katika chumba cha muhuri. Kushuka huku kwa shinikizo la chini kabisa hutofautiana kulingana na mtengenezaji na aina ya muhuri, lakini kwa kawaida ni karibu pauni 30 kwa inchi ya mraba (psi). Swichi ya shinikizo hutumika kugundua matatizo yoyote na shinikizo la usambazaji wa gesi ya kizuizi na kutoa kengele ikiwa shinikizo litashuka chini ya thamani ya chini kabisa.
Uendeshaji wa muhuri unadhibitiwa na mtiririko wa gesi ya kizuizi kwa kutumia mita ya mtiririko. Mipotoko kutoka kwa viwango vya mtiririko wa gesi ya muhuri vilivyoripotiwa na watengenezaji wa muhuri wa mitambo inaonyesha kupungua kwa utendaji wa muhuri. Mtiririko mdogo wa gesi ya kizuizi unaweza kuwa kutokana na mzunguko wa pampu au uhamiaji wa umajimaji hadi kwenye uso wa muhuri (kutoka kwa gesi ya kizuizi iliyochafuliwa au umajimaji wa mchakato).
Mara nyingi, baada ya matukio kama hayo, uharibifu wa nyuso za kuziba hutokea, na kisha mtiririko wa gesi ya kizuizi huongezeka. Shinikizo huongezeka kwenye pampu au upotevu wa sehemu ya shinikizo la gesi ya kizuizi pia unaweza kuharibu uso wa kuziba. Kengele za mtiririko mkubwa zinaweza kutumika kubaini wakati uingiliaji kati unahitajika ili kurekebisha mtiririko mkubwa wa gesi. Sehemu ya kengele ya mtiririko mkubwa kwa kawaida huwa katika kiwango cha mara 10 hadi 100 ya mtiririko wa kawaida wa gesi ya kizuizi, kwa kawaida haiamuliwi na mtengenezaji wa muhuri wa mitambo, lakini inategemea ni kiasi gani cha uvujaji wa gesi ambacho pampu inaweza kuvumilia.
Kijadi, mita za mtiririko wa kipimo cha kutofautiana zimetumika na si jambo la kawaida kwa mita za mtiririko wa kiwango cha chini na cha juu kuunganishwa mfululizo. Swichi ya mtiririko wa juu inaweza kusakinishwa kwenye mita ya mtiririko wa kiwango cha juu ili kutoa kengele ya mtiririko wa juu. Mita za mtiririko wa eneo linalobadilika zinaweza tu kurekebishwa kwa gesi fulani katika halijoto na shinikizo fulani. Wakati wa kufanya kazi chini ya hali zingine, kama vile kushuka kwa joto kati ya majira ya joto na baridi, kiwango cha mtiririko kinachoonyeshwa hakiwezi kuchukuliwa kuwa thamani sahihi, lakini iko karibu na thamani halisi.
Kwa kutolewa kwa toleo la 4 la API 682, vipimo vya mtiririko na shinikizo vimehama kutoka analogi hadi dijitali kwa kutumia usomaji wa ndani. Vipima mtiririko vya dijitali vinaweza kutumika kama vipima mtiririko wa eneo linalobadilika, ambavyo hubadilisha nafasi ya kuelea kuwa ishara za dijitali, au vipima mtiririko wa wingi, ambavyo hubadilisha kiotomatiki mtiririko wa wingi kuwa mtiririko wa ujazo. Kipengele tofauti cha vipitishi vya mtiririko wa wingi ni kwamba hutoa matokeo yanayofidia shinikizo na halijoto ili kutoa mtiririko halisi chini ya hali ya kawaida ya angahewa. Ubaya ni kwamba vifaa hivi ni ghali zaidi kuliko vipima mtiririko wa eneo linalobadilika.
Tatizo la kutumia kipitishi cha mtiririko ni kupata kipitishi chenye uwezo wa kupima mtiririko wa gesi kizuizi wakati wa operesheni ya kawaida na katika sehemu za kengele ya mtiririko wa juu. Vipima mtiririko vina thamani za juu na za chini kabisa ambazo zinaweza kusomwa kwa usahihi. Kati ya mtiririko wa sifuri na thamani ya chini kabisa, mtiririko wa matokeo unaweza usiwe sahihi. Tatizo ni kwamba kadri kiwango cha juu cha mtiririko kwa modeli fulani ya kipitishi cha mtiririko kinavyoongezeka, kiwango cha chini cha mtiririko pia huongezeka.
Suluhisho moja ni kutumia vipitishi viwili (moja ya masafa ya chini na nyingine ya masafa ya juu), lakini hii ni chaguo ghali. Njia ya pili ni kutumia kitambuzi cha mtiririko kwa kiwango cha kawaida cha mtiririko wa uendeshaji na kutumia swichi ya mtiririko wa juu yenye mita ya mtiririko wa analogi ya masafa ya juu. Sehemu ya mwisho ambayo gesi ya kizuizi hupitia ni vali ya kuangalia kabla ya gesi ya kizuizi kuondoka kwenye paneli na kuunganishwa na muhuri wa mitambo. Hii ni muhimu ili kuzuia mtiririko wa kioevu kilichosukumwa ndani ya paneli na uharibifu wa kifaa iwapo kutatokea usumbufu usio wa kawaida wa mchakato.
Vali ya ukaguzi lazima iwe na shinikizo la chini la ufunguzi. Ikiwa uteuzi si sahihi, au ikiwa muhuri wa hewa wa pampu ya shinikizo mbili una mtiririko mdogo wa gesi ya kizuizi, inaweza kuonekana kuwa mdundo wa mtiririko wa gesi ya kizuizi husababishwa na ufunguzi na nafasi ya valve ya ukaguzi.
Kwa ujumla, nitrojeni ya mimea hutumika kama gesi ya kizuizi kwa sababu inapatikana kwa urahisi, haina maji na haisababishi athari mbaya za kemikali kwenye kioevu kilichosukumwa. Gesi zisizo na maji ambazo hazipatikani, kama vile argon, zinaweza pia kutumika. Katika hali ambapo shinikizo la gesi ya kinga linalohitajika ni kubwa kuliko shinikizo la nitrojeni ya mimea, kiongeza shinikizo kinaweza kuongeza shinikizo na kuhifadhi gesi yenye shinikizo kubwa katika kipokezi kilichounganishwa na mlango wa paneli ya Mpango 74. Chupa za nitrojeni za chupa kwa ujumla hazipendekezwi kwani zinahitaji kubadilisha silinda tupu mara kwa mara na zile zilizojaa. Ikiwa ubora wa muhuri utaharibika, chupa inaweza kumwagwa haraka, na kusababisha pampu kusimama ili kuzuia uharibifu zaidi na kushindwa kwa muhuri wa mitambo.
Tofauti na mifumo ya kizuizi cha kioevu, mifumo ya usaidizi ya Mpango 74 haihitaji ukaribu wa karibu na mihuri ya mitambo. Tahadhari pekee hapa ni sehemu ndefu ya bomba dogo la kipenyo. Kushuka kwa shinikizo kati ya paneli ya Mpango 74 na muhuri kunaweza kutokea kwenye bomba wakati wa mtiririko mkubwa (uharibifu wa muhuri), ambayo hupunguza shinikizo la kizuizi linalopatikana kwa muhuri. Kuongeza ukubwa wa bomba kunaweza kutatua tatizo hili. Kama sheria, paneli za Mpango 74 huwekwa kwenye stendi kwa urefu unaofaa kwa kudhibiti vali na usomaji wa vifaa vya kusoma. Mabano yanaweza kuwekwa kwenye bamba la msingi wa pampu au karibu na pampu bila kuingilia ukaguzi na matengenezo ya pampu. Epuka hatari za kukwaa kwenye mabomba/mabomba yanayounganisha paneli za Mpango 74 na mihuri ya mitambo.
Kwa pampu zinazobeba pamoja zenye mihuri miwili ya mitambo, moja kila mwisho wa pampu, haipendekezwi kutumia paneli moja na kutenganisha sehemu ya gesi ya kizuizi kwa kila muhuri wa mitambo. Suluhisho linalopendekezwa ni kutumia paneli tofauti ya Mpango 74 kwa kila muhuri, au paneli ya Mpango 74 yenye matokeo mawili, kila moja ikiwa na seti yake ya mita za mtiririko na swichi za mtiririko. Katika maeneo yenye majira ya baridi kali, inaweza kuwa muhimu kutumia paneli za Mpango 74 kwa majira ya baridi kali. Hii inafanywa hasa ili kulinda vifaa vya umeme vya paneli, kwa kawaida kwa kuifunika paneli kwenye kabati na kuongeza vipengele vya kupasha joto.
Jambo la kuvutia ni kwamba kiwango cha mtiririko wa gesi ya kizuizi huongezeka kadri halijoto ya usambazaji wa gesi ya kizuizi inavyopungua. Hii kwa kawaida haionekani, lakini inaweza kuonekana katika maeneo yenye majira ya baridi kali au tofauti kubwa ya halijoto kati ya kiangazi na majira ya baridi kali. Katika baadhi ya matukio, inaweza kuwa muhimu kurekebisha sehemu ya kuweka kengele ya mtiririko wa juu ili kuzuia kengele za uongo. Mifereji ya hewa ya paneli na mabomba/mabomba ya kuunganisha lazima yasafishwe kabla ya kuweka paneli za Mpango 74 katika huduma. Hii inafanikiwa kwa urahisi zaidi kwa kuongeza vali ya matundu kwenye au karibu na muunganisho wa muhuri wa mitambo. Ikiwa vali ya damu haipatikani, mfumo unaweza kusafishwa kwa kutenganisha mirija/mrija kutoka kwa muhuri wa mitambo na kisha kuiunganisha tena baada ya kuisafisha.
Baada ya kuunganisha paneli za Mpango 74 kwenye mihuri na kuangalia miunganisho yote ya uvujaji, kidhibiti shinikizo sasa kinaweza kurekebishwa kulingana na shinikizo lililowekwa katika programu. Paneli lazima itoe gesi ya kizuizi yenye shinikizo kwenye muhuri wa mitambo kabla ya kujaza pampu na majimaji ya mchakato. Mihuri na paneli za Mpango 74 ziko tayari kuanza wakati taratibu za kuwasha na kutoa hewa kwenye pampu zimekamilika.
Kipengele cha kichujio lazima kikaguliwe baada ya mwezi mmoja wa kufanya kazi au kila baada ya miezi sita ikiwa hakuna uchafuzi unaopatikana. Muda wa uingizwaji wa kichujio utategemea usafi wa gesi inayotolewa, lakini haupaswi kuzidi miaka mitatu.
Viwango vya gesi ya kizuizi vinapaswa kuchunguzwa na kurekodiwa wakati wa ukaguzi wa kawaida. Ikiwa mdundo wa hewa ya kizuizi unaosababishwa na ufunguzi na kufunga kwa vali ya ukaguzi ni mkubwa wa kutosha kusababisha kengele ya mtiririko wa juu, thamani hizi za kengele zinaweza kuhitaji kuongezwa ili kuepuka kengele za uongo.
Hatua muhimu katika kuondoa mfumo ni kwamba kutengwa na kupunguzwa shinikizo la gesi ya kinga kunapaswa kuwa hatua ya mwisho. Kwanza, tenga na kupunguza shinikizo la kizimba cha pampu. Mara tu pampu ikiwa katika hali salama, shinikizo la usambazaji wa gesi ya kinga linaweza kuzimwa na shinikizo la gesi kuondolewa kutoka kwa bomba linalounganisha paneli ya Mpango 74 kwenye muhuri wa mitambo. Ondoa maji yote kutoka kwa mfumo kabla ya kuanza kazi yoyote ya matengenezo.
Mihuri ya hewa ya pampu ya shinikizo mbili pamoja na mifumo ya usaidizi ya Mpango 74 huwapa waendeshaji suluhisho la muhuri wa shimoni lisilotoa chafu, uwekezaji mdogo wa mtaji (ikilinganishwa na mihuri yenye mifumo ya kizuizi cha kioevu), gharama iliyopunguzwa ya mzunguko wa maisha, alama ndogo ya mfumo wa usaidizi na mahitaji ya chini ya huduma.
Inapowekwa na kuendeshwa kwa mujibu wa mbinu bora, suluhisho hili la kuzuia linaweza kutoa uaminifu wa muda mrefu na kuongeza upatikanaji wa vifaa vinavyozunguka.
We welcome your suggestions on article topics and sealing issues so that we can better respond to the needs of the industry. Please send your suggestions and questions to sealsensequestions@fluidsealing.com.
Mark Savage ni meneja wa kikundi cha bidhaa huko John Crane. Savage ana Shahada ya Sayansi katika Uhandisi kutoka Chuo Kikuu cha Sydney, Australia. Kwa maelezo zaidi tembelea johncrane.com.
Muda wa chapisho: Septemba-08-2022