Zer egiten du presio balbula batek?

2024-09-20

2025-09-21ean eguneratua
William Leo
Presio-balbula

Presio-balbulak fluido-sistemetan presioa kontrolatu, erregulatu eta arintzen duten segurtasun-gailuak dira. Gida zabal honek presioa arintzeko balbulak, presioa murrizteko balbulak, presio erregulatzaileak eta presioa kontrolatzeko gailuak industria-aplikazioetan biltzen ditu.

Presioaren kontrola funtsezkoa da presiopean likidoak edo gasak maneiatzen dituen edozein sistematan. Lurrun-galdarekin, sistema hidraulikoekin edo ura banatzeko sareekin ari zaren ala ez, presio-balbulek segurtasun-mekanismo nagusi gisa balio dute akats katastrofikoak saihesteko eta sistemaren errendimendua optimizatzeko.

Zer da Presio Balbula bat? (Definizioa eta oinarrizko funtzioak)

Presio-balbula sistemaren presioa erregulatzeko diseinatutako fluxua kontrolatzeko gailu automatikoa da, irekiz gehiegizko presioa askatzeko edo itxiz funtzionamendu-baldintza egonkorrak mantentzeko. Presioa kontrolatzeko balbula hauek segurtasun gailu eta errendimendu optimizatzaile gisa funtzionatzen dute.

Funtzio nagusiak:

Presioaren erregulazioa:Sistemaren presioa aurrez zehaztutako mugen barruan mantentzen du
Gainpresioaren babesa:Ekipoen kalteak saihesten ditu gehiegizko presioa askatuz
Fluxuaren kontrola:Fluido-fluxua doitzen du sistemaren eraginkortasuna optimizatzeko
Segurtasun bermea:Presioarekin lotutako hutsegiteen aurkako azken defentsa-lerro gisa jokatzen du

Definizio teknikoa:

ASME BPVC I. atalaren arabera, presioa arintzeko gailu bat "sarrerako presio estatikoz aktibatzen den gailua da eta larrialdietan edo baldintza anormaletan irekitzeko diseinatuta dago, barne fluidoaren presioa balio zehatz bat baino gehiago igotzea saihesteko".

Presioa kontrolatzeko balbulek nola funtzionatzen duten: printzipio teknikoak

Oinarrizko Eragiketa Mekanismoa

Presioa arintzeko balbulek indar-oreka printzipioaren arabera funtzionatzen dute:

Indar balantzearen ekuazioa:F₁(sarrerako presioaren indarra) = F₂(malgukiaren indarra) + F₃(atzera-presioaren indarra)

Non:

F₁ = P₁×A (sarrera-presioa×diskoaren eremu eraginkorra)
F₂ = Malguki-konstantea×konpresioaren distantzia
F₃ = P₂×A (atzera-presioa × diskoaren azalera)

Eragiketa-sekuentzia:

Ezarri presioa:Balbula itxita geratzen da sistemaren presioa < presioa ezarrita dagoenean
Krakatze-presioa:Hasierako irekiera ezarritako presioaren % 95-100ean gertatzen da
Igogailu osoa:Irekitze osoa ezarritako presioaren % 103-110ean (API 526 arabera)
Berrezarri presioa:Balbula ezarritako presioaren % 85-95ean ixten da (apurketa arrunta)

Parametro tekniko nagusiak:

Parametroa	Definizioa	Barruti tipikoa
Ezarri Presioa	Balbula irekitzen hasten den presioa	10-6000 psig
Gainpresioa	Ezarritako presioaren gainetik dagoen presioa isurtzean	Ezarritako presioaren % 3-10
Leherketa	Ezarri eta berrezartzeko presioaren arteko aldea	Ezarritako presioaren % 5-15
Atzeko presioa	Uretan beherako presioa balbulen errendimenduari eragiten dio	Ezarritako presioaren % 10 (ohikoa)
Emaria-koefizientea (Cv)	Balbulen ahalmen-faktorea	Tamaina/diseinuaren arabera aldatzen da

Presioa Kontrolatzeko Gailu motak: Zehaztapen Teknikoak

1. Presio-Segurtasun-balbulak (PSV) eta Segurtasun-balbulak (SRV)

Arau teknikoak:ASME BPVC Sortzailea I eta VIII, API 520/526

Malguki-kargatutako Segurtasun-balbulak

Eragiketa-tartea:15 psig eta 6.000 psig
Tenperatura tartea:-320 °F eta 1.200 °F artean
Edukiera sorta:1etik 100.000 SCFM baino gehiago
Materialak:Karbono altzairua, altzairu herdoilgaitza 316/304, Inconel, Hastelloy

Edukiera kalkulatzea (Gas Zerbitzua):W = CKdP₁KshKv√(M/T)

Non:

W = Beharrezko edukiera (lb/h)
C = Deskarga-koefizientea
Kd = Deskarga-koefizientearen zuzenketa-faktorea
P₁ = Ezarri presioa + gainpresioa (psia)
Ksh = Superberoaren zuzenketa-faktorea
Kv = Biskositatearen zuzenketa-faktorea
M = Pisu molekularra
T = Tenperatura absolutua (°R)

Segurtasun-balbulak pilotuak (POSRV)

Abantailak:Itzaltze estua, edukiera handia, berriketa murriztua
Presio-tartea:25 psig eta 6.000 psig
Zehaztasuna:Ezarritako presioaren % ±1
Aplikazioak:Ahalmen handiko gas zerbitzua, prozesu kritikoen aplikazioak

2. Presioa murrizteko balbulak (Presio erregulatzaileak)

Arau teknikoak:ANSI/ISA 75.01, IEC 60534

Ekintza zuzeneko presio erreguladoreak

Presioa murrizteko ratioa:Gehienez 10:1
Zehaztasuna:Ezarritako presioaren % 5-10
Fluxuaren barrutia:0,1 eta 10.000 GPM baino gehiago
Erantzun denbora:1-5 segundo

Tamainaren formula:Cv = Q√(G/(ΔP))

Non:

Cv = Emaria-koefizientea
Q = Emaria (GPM)
G = grabitate espezifikoa
ΔP = Presio-jaitsiera (psi)

Presioa murrizteko balbulak pilotuekin

Presioa murrizteko ratioa:100:1 arte
Zehaztasuna:Ezarritako presioaren % 1-2
Eremua:100:1 tipikoa
Aplikazioak:Emari handiko eta presio handiko murrizteko aplikazioak

3. Atzeko presioaren erregulatzaileak eta kontrol-balbulak

Funtzioa:Mantendu ibaian gorako presioa konstantea, ibaian beherako emaria kontrolatuz

Zehaztapen teknikoak:

Presio-tartea:5 psig eta 6.000 psig
Emaria-koefizientea:0,1etik 500+ Cv
Zehaztasuna:Ezarritako presioaren % ±2
Materialak:316 SS, Hastelloy C-276, Inconel 625

Aplikazio industrialak eta kasu praktikoak

Energia Sorkuntzako Industria

Lurrun-galdararen segurtasun-balbulak (ASME I. atala)

Beharrezko edukiera:Sortutako lurrun guztia deskargatu behar du ezarritako presioaren gainetik %6 gainditu gabe
Gutxieneko baldintzak:Segurtasun-balbula bat galdara bakoitzeko; > 500 metro karratuko berogailurako bi balbula
Probak:Eskuzko altxatze-proba 6 hilabetez behin (presio altua) edo hiru hilean behin (presio baxua)

Kasu praktikoa: 600 MW-ko Zentrala

Lurrun-presio nagusia: 2.400 psig
Segurtasun-balbularen presioa: 2.465 psig (funtzio-presioaren % 103)
Beharrezko edukiera: 4,2 milioi lb/h lurrun
Konfigurazioa: 8" x 10" malgukidun segurtasun-balbula anitz

Petrolioaren eta gasaren industria

Hodietako Presioko Segurtasun Sistemak (API 521)

Diseinuaren presioa:1.1 × Eragiketa-presio onargarria (MAOP)
Segurtasun balbularen tamaina:Aurreikusitako gehienezko emaria eta presio agertokietan oinarrituta
Materialak:Gas garratza zerbitzuak NACE MR0175 betetzea eskatzen du

Kasu praktikoa: Gas Naturalaren kanalizazioa

Funtzionamendu-presioa: 1.000 psig
Segurtasun-balbularen presioa: 1.100 psig
Edukiera eskakizuna: 50 MMSCFD
Instalazioa: 6" x 8" pilotu bidezko segurtasun-erliebe balbula

Uraren Tratamendua eta Banaketa

Presioa Murrizteko Balbula Estazioak

Sarrerako presioa:150-300 psig (udal hornidura)
Irteera-presioa:60-80 psig (banaketa sarea)
Fluxuaren barrutia:500-5.000 GPM
Kontrolaren zehaztasuna:± 2 psi

Kalkulu hidraulikoaren adibidea:

6" ur-PRV baterako 200 psig-ra 75 psig-ra murrizten duen 2.000 GPM-tan:

Beharrezko Cv = 2.000√(1,0/125) = 179
Hautatu 6" balbula Cv = 185-rekin

Prozesamendu kimikoa eta petrokimikoa

Erreaktoreen Babes Sistemak

Funtzionamendu baldintzak:500 °F, 600 psig
Erliebe eszenatokiak:Hedapen termikoa, ihes-erreakzioak, hozte-hutsegitea
Materialak:Hastelloy C-276 zerbitzu korrosiboetarako
Tamaina:API 521 kasurik txarreneko analisian oinarrituta

Hautaketa-irizpideak eta ingeniaritza-kalkuluak

Errendimendu-parametroak

Presio-balorazioa (ASME B16.5):

Klasea	Presioaren balorazioa @ 100 °F
150 klasea	285 psig
300 klasea	740 psig
600 klasea	1.480 psig
900 klasea	2.220 psig
1500 klasea	3.705 psig

Tenperatura jaitsiera:

Presio-kalifikazioak tenperatura altuetarako ASME B16.5 tenperatura-presio taulen arabera murriztu behar dira.

Materiala aukeratzeko gida

Zerbitzua	Gorputzaren Materiala	Moztu materiala	Udaberriko materiala
Ura	Karbonozko altzairua, Brontzea	316 SS	Musika haria
Lurruna	Karbonozko altzairua, 316 SS	316 SS, Stellite	Inconel X-750
Gas garratza	316 SS, Duplex SS	Stellite, Inconel	Inconel X-750
Kriogenikoa	316 SS, 304 SS	316 SS	316 SS
Tenperatura altua	Karbono altzairua, aleazio altzairua	Stellite, Inconel	Inconel X-750

Tamainaren kalkuluak

Zerbitzu likidorako (API 520):

Beharrezko eremua:A = (GPM × √G) / (38,0 × Kd × Kw × Kc × √ΔP)

Non:

A = Beharrezko isurketa-eremu eraginkorra (in²)
GPM = Beharrezko emaria
G = grabitate espezifikoa
Kd = Deskarga-koefizientea (0,62 likidoetarako)
Kw = Atzera-presioaren zuzenketa-faktorea
Kc = Konbinazio zuzenketa-faktorea
ΔP = Ezarri presioa + gainpresioa - atzera presioa

Gas/Lurrun Zerbitzurako (API 520):

Fluxu kritikoa:A = W/(CKdP₁Kb)
Fluxu azpikritikoa:A = 17,9W√(TZ/MKdP₁(P₁-P₂)Kb)

Instalazio eta Mantentze-arauak

Instalazio-baldintzak (ASME BPVC)

Segurtasun balbularen instalazioa:

Sarrerako hoditeria:Motza eta zuzena, saihestu ukondoak 5 hodiaren diametroan
Irteera hoditeria:Gehienez % 10eko atzeko presiorako neurria
Muntaketa:Bertikala hobetsi, horizontala euskarriarekin onargarria
Isolatze:Bloke-balbulak sarreran debekatuta daude; Onargarria entxufean irekita itxita badago

Presioa murrizteko balbularen instalazioa:

Uran gorako iragazkia:20 sareko gutxieneko zerbitzu garbirako
Saihesbide-lerroa:Mantentze-lanetarako eta larrialdietarako funtzionamendurako
Presio-neurgailuak:Gora eta beherako jarraipena
Erliebe balbula:Behean gainpresioaren aurkako babesa

Mantentze-lanak eta prozedurak

API 510 Ikuskapen-baldintzak:

Ikusizko ikuskapena:6 hilabetero
Proba operatiboa:Urtero
Edukiera proba:5 urtean behin
Berrikuntza osoa:10 urtean behin edo fabrikatzaileen gomendioen arabera

Proba egiteko prozedurak:

Ezarri presioaren proba:Egiaztatu irekitze-presioa ezarpenaren % ±3an
Eserlekuaren ihesaren proba:API 527 IV klasea (5.000 cc/h gehienez)
Edukiera proba:Egiaztatu fluxuaren errendimenduak diseinu-eskakizunak betetzen dituela
Atzeko presioaren proba:Ebaluatu errendimendua sistemaren baldintzetan

Mantentze aurreikuspeneko teknologiak

Igorpen akustikoen proba:

Detekzioa:Barne isuriak, eserlekuaren higadura, udaberriko nekea
Maiztasun-tartea:20 kHz-tik 1 MHz-ra
Sentikortasuna:Ihesak detekta ditzake <0,1 GPM

Bibrazioen analisia:

Aplikazioak:Balbula pilotua txantxeta, udaberriaren erresonantzia
Parametroak:Anplitudea, maiztasuna, fasearen analisia
Joera:Porrotak iragartzeko datu historikoak

Betetze-arauak eta ziurtagiriak

ASME Galdara eta Presio Ontzien Kodea

I. atala (Potentzia-galdarak):

Edukiera-baldintzak:Segurtasun balbulek ezarritako presioaren gainetik %6ko presioaren igoera saihestu behar dute
Gutxieneko segurtasun-balbulak:Galdarako bat, bi berotzeko azalera > 500 sq ft bada
Probak:Eskuzko altxaketa 6 hilabetez behin (presio altua) edo hiru hilean behin (presio baxua)

VIII. Atala (Presio-ontziak):

Erliebe gailuen baldintzak:Presio-ontzi guztiek gainpresioaren babesa behar dute
Ezarri presioa:Babestutako ekipoen MAWP ez gainditzea
Edukiera:API 521 kasurik txarrenean oinarrituta

API Arauen Ezarpena

API 520 (erliebe-gailuaren tamaina):

Eremua:Erliebe balbula konbentzionalak, orekatuak eta pilotu-lanak estaltzen ditu
Tamaina metodoak:Fluido mota guztietarako kalkulu-prozedurak eskaintzen ditu
Instalazioa:Hoditeria-eskakizunak eta sistemaren integrazioa zehazten ditu

API 526 (Flanged Steel Relief Balbul):

Diseinu-arauak:Dimentsio-eskakizunak, presio-tenperatura balorazioak
Materialak:Karbono altzairua, altzairu herdoilgaitza zehaztapenak
Probak:Fabrikaren onarpen-probaren baldintzak

API 527 (eserleku komertzialen estutasuna):

I. klasea:Ez dago isuririk ikusten
II klasea:40 cc/h eserlekuaren diametroko hazbeteko
III Klasea:300 cc/h eserlekuaren diametroko hazbeteko
IV klasea:1.400 cc/h eserlekuaren diametroko hazbeteko

Nazioarteko Arauak

IEC 61511 (Segurtasun Tresnatutako Sistemak):

SIL balorazioa:Presioa babesteko segurtasun osotasun-mailaren baldintzak
Froga probak:Aldizkako probak segurtasun-funtzioa mantentzeko
Porrot-tasa:Segurtasun sistemen gehienezko hutsegite-tasa

Arazoak eta hutsegiteen analisia

Ohiko hutsegite moduak

Aurrez aurreko irekiera (simmer):

Arrazoiak:

Sarrerako hodien galerek ezarritako presioaren %3 gainditzen dute
Bibrazioa edo pultsazioa sisteman
Hondakinak balbula-eserlekuan
Ezarri presioa funtzionamendu-presiotik gertuegi

Irtenbideak:

Handitu sarrerako hodien tamaina (abiadura <30 oin/seg likidoetarako, <100 oin/seg gasetarako)
Instalatu pultsazio motelgailua
Garbitu balbula-eserlekua eta diskoa
Handitu marjina funtzionamenduaren eta ezarritako presioaren artean (>% 10)

Ireki ez izana:

Arrazoiak:

Udaberriaren korrosioa edo lotzea
Gehiegizko atzeko presioa (ezarritako presioaren % 10)
Entxufea edo aireztapena
Ezkata edo korrosioa piezen higigarrietan

Irtenbideak:

Ordeztu malgukia, eguneratu materialak
Murriztu atzeko presioa edo erabili balbula orekatuaren diseinua
Garbitu oztopoak, handitu irteerako hodien tamaina
Garbitu eta lubrifikatu, kontuan hartu material desberdinak

Gehiegizko isuria:

Arrazoiak:

Hondakinen edo korrosioaren ondorioz eserlekuaren kalteak
Zirkulazio termikoko disko deformatua
Eserlekuaren karga desegokia (udaberriko nekea)
Eraso kimikoa zigilatzeko gainazaletan

Irtenbideak:

Itzuliko eserlekua eta diskoen gainazalak
Ordezkatu diskoa, hobetu diseinu termikoa
Ordeztu malgukia, egiaztatu ezarritako presioa
Berritu materialak bateragarritasun kimikorako

Diagnostiko Teknikak

Fluxuaren proba:

Helburua:Egiaztatu benetako eta diseinuaren ahalmena
Metodoa:Neurtu isurketa-emaria ezarritako presioaren %110ean
Onarpena:Diseinu-ahalmenaren % ±10 API 527

Azterketa metalurgikoa:

Aplikazioak:Porrotaren ikerketa, materiala hautatzea
Teknikak:SEM azterketa, gogortasun probak, korrosioaren ebaluazioa
Emaitzak:Erro kausa zehaztea, gomendio materialak

Eragin ekonomikoa eta kostuak

Jabetzaren kostu osoa

Hasierako inbertsioa:

Erliebe balbula estandarra:$ 500- $ 5.000 tamaina/materialen arabera
Pilotu-balbula:$ 2,000-$ 25,000 aplikazio konplexuetarako
Instalazio kostuak:Ekipoen kostuaren % 25-50

Funtzionamendu kostuak:

Energia-galerak:Ihesak dauden balbulek sistemaren energiaren % 1-5 xahutzen dute
Mantentzea:$ 200- $ 2.000 urtero balbula bakoitzeko
Probak eta Ziurtagiria:$ 500- $ 1.500 balbula bakoitzeko 5 urtean behin