تعزيز أنظمة خطة API 31: أفضل الممارسات للموثوقية

خطة API Plan 31 هي تكوين يستخدم لترتيبات منع التسرب في المضخات وغيرها من المعدات الدوارة التي تعالج السوائل التي تحتوي على جسيمات عالقة ومواد صلبة.

في معايير المعهد الأمريكي للبترول (API)، تحدد مجموعة معينة من مكونات مانع التسرب والأنظمة المساعدة التي تهدف إلى منع التسرب من المضخة. تشتمل المكونات الأساسية لخطة API Plan 31 عادةً على مانع تسرب ميكانيكي واحد، وفاصل حلزوني ونظام أنابيب لغسل واجهات مانع التسرب بسائل نظيف.

_{تتضمن مكونات خطة API 31 عادةً ما يلي:}

ختم ميكانيكي:

هذا هو مانع التسرب الأساسي الذي يمنع التسرب حول عمود المضخة. يتكون من وجهين مسطحين مضغوطين معاً بقوة ميكانيكية لإنشاء مانع تسرب. يدور أحد الوجهين مع العمود، بينما يكون الوجه الآخر ثابتًا.

سائل التنظيف السائل:

يتم إعادة تدوير السائل المتدفق في نظام الخطة 31 من تفريغ المضخة، من خلال فاصل الإعصار الحلزوني إلى مانع التسرب الميكانيكي. يساعد فاصل الإعصار الحلزوني على فصل المواد الصلبة في السائل وتوجيه السائل النظيف إلى حد كبير إلى مانع التسرب الميكانيكي، مع توجيه المواد الصلبة مرة أخرى إلى شفط المضخة. الغرض من سائل التدفق هو توفير التبريد والتشحيم لواجهات مانع التسرب.

على عكس الخطة 11 من API، يلزم وجود نظام الخطة 31 عندما تقوم المضخة بمعالجة السوائل القذرة التي تحتوي على مواد صلبة وجسيمات عالقة.

في حين أن خطة API Plan 31 مصممة للتخفيف من التسرب والحفاظ على سلامة مانع التسرب الميكانيكي، إلا أنها لا تخلو من المشاكل. وتشمل بعض المشاكل المرتبطة بخطة API Plan 31 ما يلي:

الموثوقية:

تتناسب كفاءة فاصل الإعصار الحلزوني مع قطر الإعصار. ويؤدي قطر الإعصار الكبير إلى فصل أقل كفاءة، في حين أن قطر الإعصار الأصغر يوفر فصلًا أكثر كفاءة. من الواضح أن أقطار الأعاصير الأصغر يمكن أن تسد بشكل أسرع من أقطار الأعاصير الكبيرة، لذلك من المهم اختيار الحجم الصحيح لفاصل الأعاصير للتطبيق.

المشكلات:

سيكون من الواضح للقارئ المتمرس أنه بغض النظر عن مدى كفاءة الفاصل الحلزوني، فإنه لن يفصل جميع الجسيمات العالقة من السائل المعالج. ولذلك، سيتم توجيه بعض الجسيمات والمواد الصلبة إلى واجهات مانع التسرب في مانع التسرب الميكانيكي. إذا كانت فتحة التدفق فوق واجهات مانع التسرب مباشرة، فإن الجسيمات العالقة ستعمل على "تفجير" واجهات مانع التسرب مما قد يؤدي إلى تلف وتسرب سابق لأوانه. لذلك، يجب ألا يتم تصميم مانع التسرب الميكانيكي للخطة 31 بحيث تكون فتحة التدفق مباشرة فوق واجهة الختم، وعلى وجه التحديد يجب أن يتم وضعها بعيدًا عن وجه مانع التسرب الثابت، حيث أن وجه مانع التسرب الثابت ثابت ولا يدور للمساعدة في تخفيف أي نقاط مستهدفة للتفجير بالطلقات.

من المهم أن يتم استخدام أنظمة الخطة 31 للتطبيقات التي تحتوي على مواد صلبة ذات ثقل نوعي بضعف (أو أكثر) من سائل المعالجة. لن تعمل فواصل الأعاصير الحلزونية بشكل صحيح وتفصل الجسيمات الصغيرة جدًا/الخفيفة جدًا.

بشكل عام، في حين أن الخطة 31 من API يمكن أن تكون فعالة في بعض التطبيقات التي تحتوي على جسيمات/مواد صلبة معلقة، فمن المهم النظر بعناية في عيوبها وضمان التصميم والتركيب والصيانة المناسبة لمانع التسرب الميكانيكي والنظام والمضخة من أجل تقليل المشاكل وتحسين أداء المعدات الدوارة وموثوقيتها. تذكر أيضًا أنه ليست كل أنظمة الخطة 31 متشابهة. تُحدث تحسينات تصميم الختم وتقنيات أفضل الممارسات فرقًا كبيرًا في مدى نجاح نظام الخطة 31. نناقش أدناه بعضًا من تقنيات الخطة 31 ذات أفضل الممارسات.

أفضل الممارسات:

يجب استخدام نظام API Plan 31 مع استخدام جلبة حلق في الجزء السفلي من حجرة منع التسرب في المضخة. يساعد ذلك على عزل الجسيمات الصلبة في طرف شفط المضخة، ويساعد على منع دخولها إلى حجرة منع التسرب.

يجب أن يكون حجم فتحة التدفق 6 مم (1/4 بوصة) كحد أدنى نظرًا لأن الجسيمات العالقة يمكن أن تسد في النهاية فتحات صغيرة جدًا مثل 3 مم (1/8 بوصة) أو أقل.

يجب أن تشتمل لوحة غدة مانع التسرب الميكانيكي على قواطع دوامة. يساعد قاطع الدوامة على منع تآكل مانع التسرب الميكانيكي والمضخة. إن المواد الكاشطة التي تدور في حركة طرد مركزي سوف تتآكل المكونات بسرعة وتؤدي إلى فشل مانع التسرب قبل الأوان.

سوف تتآكل الأسطح الداخلية للفاصل الحلزوني أثناء التشغيل. وستعتمد سرعة التآكل على كشط وسط السائل المعالج ومقاومة/صلابة مادة الفاصل للتآكل.

إذا لم تتم مراقبة تآكل الفاصل، ووصل سمك جدار الفاصل إلى مستوى حرج، فقد يؤدي ذلك إلى فشل كارثي للفاصل والنظام. الفحص المنتظم لفاصل الأعاصير إلزامي في تطبيق الخطة 31.

يُنصح بأخذ عينات دورية من وسائط المعالجة التي تدخل إلى مانع التسرب الميكانيكي. إذا تآكل الفاصل، ستكون الجسيمات المعدنية موجودة في وعاء تجميع العينات. إذا كان حجم الفاصل غير صحيح، ستكون نسبة المواد الصلبة عالية في وعاء تجميع العينات. هناك العديد من العلامات التحذيرية الدالة على الفشل في أي نظام، وبالتالي فإن أفضل الممارسات الهندسية تنص على جمع عينات من وسائط المعالجة في أنظمة الخطة 31.