Compressione dell'azoto per la pulizia e la prova di pressione delle condotte
Lo spurgo è un problema di spostamento del gas; la prova di pressione è un problema di energia immagazzinata. Definiscili separatamente prima di scegliere l'apparecchiatura di compressione temporanea o permanente.
L'azoto viene utilizzato nelle condotte per il supporto all'essiccazione, lo spostamento, l'inertizzazione, il controllo delle perdite e alcune attività di prova di pressione, ma il carico del compressore cambia drasticamente a seconda dell'applicazione. Una purga può richiedere un flusso costante a pressione differenziale moderata per spostare un'interfaccia attraverso una lunga condotta. Una prova di pressione pneumatica può richiedere un flusso relativamente modesto all'aumentare della pressione, ma immagazzina una grande quantità di energia nel gas compresso. Mescolare i due obiettivi porta a una selezione errata delle apparecchiature e a procedure non sicure. Iniziate considerando il volume geometrico della condotta, la quota e il percorso, il contenuto iniziale, il punto finale della purga, la pressione di prova target (se applicabile), la velocità di pressurizzazione consentita, la posizione degli sfiati e le caratteristiche di ogni tubo flessibile temporaneo, collettore, valvola e strumento. Quindi calcolate la quantità di gas e il tempo necessario, anziché scegliere un compressore basandovi solo sul diametro della condotta.
termini relativi all'azoto nelle condotte
- volume della condotta
- Il volume geometrico interno della sezione da spurgare o pressurizzare, calcolato a partire dal diametro interno e dalla lunghezza, includendo raccordi o volumi collegati, se necessario.
- velocità di spurgo
- La velocità del gas selezionata per ottenere lo spostamento o il comportamento di miscelazione richiesto, nel rispetto dei limiti di processo e delle tubazioni.
- prova di pressione
- Un test controllato di tenuta, di integrità o di prova, eseguito secondo uno standard o una procedura approvati, a una pressione e in condizioni di mantenimento definite.
- energia immagazzinata
- Energia contenuta nel gas compresso, che può essere rilasciata rapidamente in caso di cedimento di una barriera di pressione.
- posizione della ventola
- Punto di uscita del gas spostato o del flusso di depressurizzazione, selezionato per la dispersione sicura e il controllo di atmosfere pericolose o con carenza di ossigeno.
- tubo flessibile temporaneo
- Un raccordo flessibile utilizzato durante lavori temporanei con azoto, che deve avere una pressione nominale, un sistema di fissaggio, una compatibilità, la possibilità di ispezione e raccordi terminali adeguati.
1. Calcolare il volume della tubazione prima di scegliere la portata o la dimensione del compressore.
Per una linea circolare retta, il volume interno è dato dall'area della sezione trasversale moltiplicata per la lunghezza. Utilizzare il diametro interno effettivo, non la dimensione nominale del tubo. Aggiungere i serbatoi collegati, le diramazioni, i lanciatori, i ricevitori o i collettori che si trovano all'interno del perimetro di prova o di spurgo. Questo volume geometrico è la base per stimare la quantità di gas da spostare e la quantità di gas compresso che si crea all'aumentare della pressione.
Nel caso di condotte di lunga lunghezza, l'altitudine e la temperatura possono creare differenze di pressione lungo il percorso. Segmentare il calcolo dove necessario. Verificare con precisione il confine di isolamento sul campo, poiché una diramazione aperta può aggiungere un volume imprevisto o scaricare azoto in un'area non controllata.
2. Definire l'endpoint di spurgo e il metodo di flusso
A seconda del progetto, la procedura di spurgo può essere basata sullo spostamento del gas, sulla miscelazione o sull'utilizzo di pig o altri metodi. È necessario definire il gas di partenza, le condizioni finali desiderate, il punto di campionamento e il criterio di accettazione. La portata deve essere selezionata in modo da raggiungere la velocità o il volume di ritorno richiesti dal metodo, rimanendo entro i limiti imposti dalla connessione temporanea, dal rumore, dallo sfiato e dal processo. Una regola fissa basata su un determinato numero di volumi di linea non sostituisce una procedura di spurgo approvata.
Posizionare il punto di campionamento in modo che rappresenti il gas in uscita dalla sezione, piuttosto che vicino all'ingresso dell'azoto. Monitorare l'ossigeno, l'umidità, la concentrazione di idrocarburi o altri parametri richiesti dall'operazione. Se il punto finale non viene raggiunto come previsto, verificare la presenza di tratti morti, perdite nell'isolamento, flusso in cortocircuito o un volume errato prima di aumentare semplicemente la pressione del compressore.
Dopo aver confermato le condizioni del campo, rivedere il sito compressore di azoto per la pulizia delle condotte risorsa per abbinare il requisito a una famiglia di compressori realistica. Il controllo incrociato qui è legato al test di pressione di spurgo della tubazione dei compressori di azoto.
3. Considerare le prove di pressione pneumatica come un'attività ad alta energia
Il gas compresso immagazzina molta più energia recuperabile rispetto a un liquido incomprimibile a parità di pressione di prova. Un test pneumatico richiede pertanto una valutazione del rischio specifica, una zona di esclusione, una pressurizzazione graduale, strumenti calibrati e una normativa o procedura di progetto applicabile. La decisione di utilizzare l'azoto anziché un metodo idrostatico deve essere giustificata dall'autorità ingegneristica responsabile.
Pressurizzare gradualmente e in corrispondenza dei punti di mantenimento per ispezionare l'andamento della pressione e le condizioni del sistema da una posizione sicura. Non avvicinarsi mai a una sospetta perdita ad alta pressione per verificare la presenza di gas. Utilizzare il monitoraggio remoto e metodi di rilevamento perdite approvati. Il compressore deve essere in grado di funzionare a bassa portata controllata in prossimità della pressione finale senza causare sovrapressioni.
4. Dimensionare le scorte di gas e i tempi di riempimento in base alla pressione assoluta.
Una prima stima dell'inventario di gas ideale moltiplica il volume della condotta per il rapporto tra la pressione assoluta finale e la pressione di riferimento scelta, con correzione della temperatura se necessario. Il gas standard aggiuntivo richiesto da una condotta inizialmente pressurizzata si basa sulla differenza tra l'inventario assoluto finale e quello iniziale. Mantenere le unità di pressione assolute nel calcolo e indicare la temperatura e la pressione di riferimento.
Il tempo di riempimento dipende dalla massa erogata dal compressore o dalla portata di riferimento, poiché la pressione di aspirazione e di mandata variano. Un booster ad alta pressione può erogare una portata diversa verso la fine del test rispetto all'inizio. Se la previsione della tempistica è importante, utilizzare la mappa delle prestazioni del fornitore per l'intero intervallo di pressione anziché dividere l'inventario totale per un singolo valore di portata nominale.
5. Progettare tubi flessibili, collettori, sfiati e dispositivi di fissaggio temporanei.
Le apparecchiature temporanee diventano parte del perimetro di pressione. Verificare i valori nominali di pressione e temperatura per tubi flessibili, raccordi, collettori, regolatori, valvole di ritegno e manometri nelle condizioni di prova massime. Prevedere dispositivi di contenimento o di controllo delle vibrazioni dove necessario e proteggere le linee flessibili da veicoli, spigoli vivi, calore e movimenti incontrollati. Utilizzare raccordi progettati per la classe di pressione anziché adattare componenti per aria compressa a bassa pressione.
Pianificare lo sfiato prima della pressurizzazione. La depressurizzazione può generare rumore elevato, basse temperature, problemi di elettricità statica in alcuni impianti e dense nubi di azoto. Scegliere una posizione per lo sfiato che protegga il personale ed eviti spazi chiusi occupati o aree di processo sensibili all'accensione, ove applicabile. Controllare la velocità di depressurizzazione per proteggere le apparecchiature e prevenire il congelamento o il movimento di detriti.
Per un benchmark delle apparecchiature correlate, consultare il sito compressore industriale di azoto opzioni durante la verifica delle ipotesi operative in questa sezione. Il controllo incrociato qui è legato al test della pressione di spurgo della tubazione dei compressori di azoto.
6. Utilizzare con cautela i dati di decadimento della pressione dopo la stabilizzazione
Una diminuzione della pressione non è automaticamente indice di una perdita. Le variazioni di temperatura del gas dopo la compressione, le variazioni ambientali e la temperatura della parete della tubazione possono influenzare la pressione durante una fase di mantenimento. Registrare la temperatura in punti rappresentativi e attendere il periodo di stabilizzazione richiesto dalla procedura di prova. Quindi confrontare l'andamento della pressione con i valori consentiti.
Se il deterioramento suggerisce una perdita, suddividere il sistema in sezioni più piccole, ove possibile, e utilizzare metodi di rilevamento locali approvati. Controllare prima i collegamenti temporanei, poiché sono spesso soggetti a manomissioni. Al termine dell'intervento, depressurizzare attraverso lo sfiato previsto, verificare la pressione nulla in più punti, se necessario, e rimuovere le apparecchiature temporanee seguendo una checklist di ripristino controllata.
Tavolo di spurgo e prova di pressione
| Articolo | Domanda di ingegneria | Segnale di verifica o di decisione |
|---|---|---|
| Dazio di epurazione | Quali condizioni del gas devono essere soddisfatte e dove viene misurata l'accettazione? | Il flusso e il campionamento seguono il metodo di spurgo approvato. |
| compito di prova | È autorizzata l'esecuzione di prove pneumatiche per questo limite di pressione? | La valutazione del rischio, la procedura prevista dal codice, la zona di esclusione e la pressurizzazione graduale sono state approvate. |
| Inventario del gas | Quale volume standard è necessario tra la pressione assoluta iniziale e quella finale? | Il calcolo include la geometria della tubazione, la pressione e la temperatura. |
| attrezzature temporanee | I tubi flessibili, i collettori, gli strumenti e gli sfiati sono adatti a sopportare la pressione massima? | Valutazioni, dispositivi di ritenuta, ispezioni e percorso di ventilazione sono documentati. |
| Annotare la motivazione finale nella richiesta di offerta, nel fascicolo di collaudo o nel registro di manutenzione, in modo che un altro ingegnere possa riprodurre la decisione. | ||
Foglio di lavoro per la verifica del progetto
Completa il ciclo di "Calcolo del volume esatto della condotta isolata a partire dalle dimensioni interne e dalle apparecchiature collegate" documentando causa, risposta e accettazione. Inizia con "obiettivi di spurgo e test separati", identifica il comportamento previsto del volume della condotta e scegli una seconda osservazione che preveda una prova di pressione in grado di confermare la stessa conclusione in modo indipendente. Esegui il controllo senza bypassare i dispositivi di protezione o superare l'intervallo operativo approvato. Se i due segnali non concordano, verifica l'accuratezza dello strumento, lo stato della valvola, la perdita di pressione, la contaminazione, le perdite o la logica di controllo prima di decidere quale componente necessita di intervento. Una conferma indipendente è preziosa quando l'arresto o la sostituzione sarebbero costosi.
Trasformare la voce di revisione "calcolo dell'inventario del gas" in una fase di accettazione registrata. Identificare il punto in cui viene osservata la velocità di spurgo, lo stato operativo in quel momento e quale condizione a monte o a valle potrebbe modificare l'energia immagazzinata. Registrare lo strumento, il disegno, la scheda tecnica o l'ispezione fisica utilizzati per stabilire la base. Quindi eseguire l'azione "Definizione dell'obiettivo di spurgo, del metodo di flusso, del punto di campionamento e del punto finale di accettazione" in condizioni ripetibili. Se il risultato è in contrasto con il comportamento previsto, sospendere la successiva decisione di progettazione o manutenzione fino a quando la discrepanza non viene spiegata. Ciò fornisce a un altro ingegnere un contesto sufficiente per riprodurre il controllo senza dover fare affidamento sulla memoria o su un'ipotesi non documentata.
Utilizzare la prova di pressione come punto di controllo sul campo, corredato dalla condizione "In caso di prova di pressione, ottenere la procedura di prova pneumatica approvata e i relativi controlli di rischio". Annotare il punto di misurazione o di ispezione, lo stato del gas, il carico del compressore, le posizioni delle valvole pertinenti e il documento che definisce l'accettazione. Verificare contemporaneamente anche la posizione dello sfiato, in modo che un sintomo locale non venga scambiato per un problema dell'intero sistema. Il concetto di "pianificazione della pressurizzazione sicura" è completo solo quando l'osservazione porta a una decisione chiara: accettare, correggere o inoltrare la segnalazione al fornitore. Ripetere il controllo dopo ogni correzione e conservare i valori prima e dopo insieme alla documentazione di messa in servizio o manutenzione.
Verificare il "controllo delle connessioni temporanee" creando una condizione controllata in cui l'energia immagazzinata e il tubo flessibile temporaneo possano essere interpretati congiuntamente. Stabilizzare il sistema, annotare pressione, temperatura, portata o stato della macchina, a seconda dei casi, e utilizzare strumenti calibrati o ispezioni dirette nei punti indicati. Eseguire il "Calcolo dell'inventario del gas utilizzando la pressione assoluta e una condizione di riferimento specificata" e registrare sia la risposta prevista che quella osservata. Se è richiesto un limite specifico per il modello, ricavarlo dalla documentazione del compressore, del serbatoio, della tubazione, del generatore o del processo selezionato, anziché inserire un valore generico. La documentazione deve dimostrare perché la decisione finale è tecnicamente giustificabile.
Utilizzare il sito compressore di azoto risorsa come secondo controllo durante la traduzione di questo requisito in una specifica del compressore. Il controllo incrociato in questo caso è legato al test della pressione di spurgo della tubazione dei compressori di azoto.
Prima di chiudere l'ordine di lavoro, assicurarsi che la procedura "Verifica di ogni tubo flessibile temporaneo, collettore, raccordo, manometro, dispositivo di fissaggio e percorso di sfiato" sia tracciabile e documentabile. Per la posizione dello sfiato, registrare il punto di riferimento e l'unità o la condizione fisica; per il volume della tubazione, registrare il punto di confronto che conferma il corretto funzionamento del sistema. Correlare entrambe le osservazioni al "decadimento della pressione di monitoraggio" e al carico effettivo o alla modalità operativa. Un valore senza indicazione di posizione e stato è difficile da riutilizzare in seguito. Qualora il controllo riveli una discrepanza, correggere la restrizione, lo stato di controllo, la condizione del componente o l'ipotesi di progettazione che l'ha causata, quindi ripetere la stessa osservazione in modo che la riparazione sia dimostrata e non ipotizzata.
Considerate la "gestione dello sfiato controllato" come un piccolo esperimento di collaudo. Definite lo stato iniziale, osservate il tubo flessibile temporaneo, modificate solo la variabile necessaria per il test approvato e monitorate la risposta della velocità di spurgo. L'azione "Pianificazione della pressurizzazione controllata, stabilizzazione, valutazione delle perdite e depressurizzazione" dovrebbe registrare le condizioni iniziali, l'intervento, le condizioni finali e qualsiasi allarme o risposta di controllo. Questo è utile quando diversi componenti possono generare lo stesso sintomo. Modificando un fattore alla volta e mantenendo il compressore entro i limiti approvati, il team può distinguere la causa dalla coincidenza ed evitare di sostituire componenti non responsabili.
confine di sicurezza e verifica
Le prove di pressione pneumatica possono essere estremamente pericolose a causa dell'energia immagazzinata nel gas compresso. È necessario attenersi alle normative vigenti, utilizzare un kit di prova specifico per il progetto, effettuare una valutazione dei rischi, definire una zona di esclusione e ottenere l'approvazione di un ingegnere responsabile. Non utilizzare mai una pressione di prova generica ricavata da un articolo. L'azoto può inoltre creare un'atmosfera povera di ossigeno; il percorso di sfiato e il monitoraggio dell'area devono tenere conto della quantità di rilascio e delle condizioni del sito.
Lista di controllo per i lavori di azoto nelle condotte
- Calcolare il volume esatto della condotta isolata a partire dalle dimensioni interne e dalle apparecchiature collegate.
- Definire l'obiettivo di spurgo, il metodo di flusso, il punto di campionamento e il punto finale di accettazione.
- In caso di prove di pressione, procurarsi la procedura di prova pneumatica approvata e i relativi controlli dei rischi.
- Calcolare l'inventario del gas utilizzando la pressione assoluta e una condizione di riferimento specificata.
- Verificare ogni tubo flessibile temporaneo, collettore, raccordo, manometro, dispositivo di fissaggio e percorso di sfiato.
- Pianificare la pressurizzazione controllata, la stabilizzazione, la valutazione delle perdite e la depressurizzazione.
Questioni relative all'azoto nelle condotte
Posso stimare il fabbisogno di azoto moltiplicando il volume della tubazione per la pressione manometrica?
No. I calcoli relativi all'inventario dei gas compressi richiedono la pressione assoluta e una condizione di riferimento costante; a pressioni più elevate potrebbero essere necessarie anche correzioni di temperatura e compressibilità.
Perché la pressione diminuisce durante una sosta anche quando non si rileva alcuna perdita?
Il raffreddamento del gas dopo la compressione o le variazioni di temperatura ambiente e della parete del tubo possono ridurre la pressione. Utilizzare il metodo di stabilizzazione e correzione della temperatura richiesto dalla procedura di prova approvata.
Un compressore più grande è sempre la scelta migliore per testare le condotte?
No. In prossimità della pressione finale è necessaria una pressurizzazione controllata senza sovrapressioni. La macchina e la configurazione del regolatore devono essere compatibili con l'intero intervallo di pressione e la sequenza di prova, non solo con la minimizzazione del tempo di riempimento.
Principio di funzionamento della conduttura
Per i lavori sulle condotte, separare il flusso di spurgo dalla pressurizzazione di prova. Calcolare il volume effettivo e l'inventario del gas, selezionare le apparecchiature di compressione per l'intera gamma di pressione, progettare i collegamenti temporanei e lo sfiato e applicare i controlli di sicurezza formali richiesti per l'energia pneumatica immagazzinata.
