Nén khí nitơ để làm sạch đường ống và kiểm tra áp suất.
Xả khí là một vấn đề về sự dịch chuyển khí; kiểm tra áp suất là một vấn đề về năng lượng tích trữ. Hãy định nghĩa chúng một cách riêng biệt trước khi lựa chọn thiết bị nén tạm thời hoặc vĩnh viễn.
Nitơ được sử dụng trong đường ống để hỗ trợ làm khô, dịch chuyển, làm trơ, kiểm tra rò rỉ và một số hoạt động thử áp suất nhất định, nhưng nhiệm vụ của máy nén thay đổi đáng kể giữa các công việc này. Việc làm sạch có thể yêu cầu lưu lượng duy trì ở áp suất chênh lệch vừa phải để di chuyển một lớp giao diện qua một đường ống dài. Thử nghiệm áp suất khí nén có thể yêu cầu lưu lượng tương đối khiêm tốn khi áp suất tăng lên, nhưng lại tích trữ một lượng lớn năng lượng trong khí nén. Việc trộn lẫn hai mục tiêu này dẫn đến việc lựa chọn thiết bị không phù hợp và các quy trình không an toàn. Hãy bắt đầu bằng cách xem xét thể tích hình học của đường ống, độ cao và tuyến đường, lượng khí ban đầu, điểm cuối của quá trình làm sạch, áp suất thử nghiệm mục tiêu (nếu có), tốc độ tăng áp cho phép, vị trí thông hơi và định mức của mọi ống mềm tạm thời, ống góp, van và thiết bị đo. Sau đó, tính toán lượng khí cần thiết và thời gian thay vì chỉ chọn máy nén dựa trên đường kính đường ống.
Điều khoản nitơ trong đường ống
- khối lượng đường ống
- Thể tích hình học bên trong của phần được làm sạch hoặc nén áp suất, được tính toán từ đường kính trong và chiều dài, có tính đến các phụ kiện hoặc thể tích kết nối khi cần thiết.
- tốc độ xả
- Tốc độ dòng khí được lựa chọn để đạt được sự dịch chuyển hoặc trộn lẫn cần thiết, đồng thời tuân thủ các giới hạn của quy trình và đường ống.
- kiểm tra áp suất
- Một thử nghiệm kiểm tra độ kín, rò rỉ hoặc tính toàn vẹn được thực hiện theo tiêu chuẩn hoặc quy trình đã được phê duyệt ở điều kiện áp suất và giữ áp suất xác định.
- năng lượng được lưu trữ
- Năng lượng chứa trong khí nén có thể được giải phóng nhanh chóng nếu ranh giới áp suất bị phá vỡ.
- vị trí lỗ thông hơi
- Điểm thoát ra của dòng khí bị dịch chuyển hoặc dòng khí giảm áp, được lựa chọn để phân tán an toàn và kiểm soát các môi trường nguy hiểm hoặc thiếu oxy.
- ống tạm thời
- Một khớp nối linh hoạt được sử dụng trong các công việc tạm thời liên quan đến nitơ, phải có định mức áp suất, độ chắc chắn, khả năng tương thích, kiểm tra và phụ kiện đầu cuối phù hợp.
1. Tính toán thể tích đường ống trước khi chọn lưu lượng hoặc kích thước máy nén.
Đối với đường tròn thẳng, thể tích bên trong bằng diện tích mặt cắt ngang nhân với chiều dài. Sử dụng đường kính trong thực tế, không phải kích thước danh nghĩa của ống. Thêm các bình chứa, nhánh, thiết bị phóng, bình thu hoặc ống góp được kết nối nằm bên trong phạm vi thử nghiệm hoặc làm sạch. Thể tích hình học này là cơ sở để ước tính lượng khí cần được dịch chuyển và lượng khí nén được tạo ra khi áp suất tăng lên.
Đối với các đường ống dài, độ cao và nhiệt độ có thể tạo ra sự chênh lệch áp suất dọc theo tuyến đường. Phân đoạn tính toán khi cần thiết. Xác nhận ranh giới cách ly chính xác tại hiện trường vì một nhánh hở có thể làm tăng thể tích không mong muốn hoặc thải nitơ vào khu vực không được kiểm soát.
2. Xác định điểm kết thúc quá trình xả và phương pháp dòng chảy
Quá trình làm sạch có thể chủ yếu dựa trên sự dịch chuyển, chủ yếu dựa trên sự trộn lẫn, hoặc sử dụng các thiết bị làm sạch dạng ống (pig) hoặc các phương pháp khác tùy thuộc vào dự án. Xác định khí ban đầu, điều kiện cuối cùng mong muốn, điểm lấy mẫu và tiêu chí chấp nhận. Tốc độ dòng chảy nên được lựa chọn để đạt được vận tốc hoặc tốc độ luân chuyển yêu cầu của phương pháp trong khi vẫn tuân thủ các hạn chế về kết nối tạm thời, tiếng ồn, thông hơi và quy trình. Quy tắc cố định về một số lượng thể tích đường ống nhất định không thể thay thế cho một quy trình làm sạch đã được phê duyệt.
Đặt điểm lấy mẫu ở vị trí đại diện cho khí thoát ra khỏi khu vực đó, thay vì gần cửa nạp nitơ. Theo dõi nồng độ oxy, độ ẩm, hydrocarbon hoặc các thông số khác cần thiết cho công việc. Nếu điểm cuối không đạt được như mong đợi, hãy kiểm tra các đoạn chết, rò rỉ ở lớp cách ly, dòng chảy ngắn mạch hoặc thể tích không chính xác trước khi chỉ đơn giản là tăng áp suất máy nén.
Sau khi xác nhận tình trạng thực địa, hãy xem xét lại trang web. máy nén khí nitơ dùng để làm sạch đường ống Tìm nguồn lực phù hợp với yêu cầu bằng cách chọn một dòng máy nén khí thực tế. Việc kiểm tra chéo ở đây liên quan đến việc kiểm tra áp suất làm sạch đường ống của máy nén khí nitơ.
3. Coi việc kiểm tra áp suất khí nén là một hoạt động tiêu hao năng lượng cao.
Khí nén lưu trữ năng lượng có thể thu hồi được nhiều hơn đáng kể so với chất lỏng không nén được ở áp suất thử nghiệm tương đương. Do đó, thử nghiệm khí nén đòi hỏi phải có đánh giá rủi ro chuyên biệt, vùng cách ly, tăng áp suất theo từng giai đoạn, dụng cụ đo đã được hiệu chuẩn và quy chuẩn hoặc quy trình dự án áp dụng. Quyết định sử dụng nitơ thay vì phương pháp thủy tĩnh phải được cơ quan kỹ thuật có trách nhiệm chứng minh là đúng đắn.
Tăng áp suất theo các bước đã lên kế hoạch và dừng lại ở các điểm giữ áp để kiểm tra diễn biến áp suất và tình trạng hệ thống từ một vị trí an toàn. Tuyệt đối không được đến gần khu vực nghi ngờ rò rỉ áp suất cao để sờ khí. Phải sử dụng phương pháp giám sát từ xa và các phương pháp phát hiện rò rỉ đã được phê duyệt. Máy nén phải có khả năng hoạt động ở lưu lượng thấp được kiểm soát gần áp suất cuối cùng mà không gây ra hiện tượng quá áp.
4. Tính toán lượng khí dự trữ và thời gian nạp khí dựa trên áp suất tuyệt đối.
Ước tính ban đầu về lượng khí lý tưởng trong đường ống được thực hiện bằng cách nhân thể tích đường ống với tỷ lệ giữa áp suất tuyệt đối cuối cùng và áp suất tham chiếu đã chọn, có điều chỉnh nhiệt độ khi cần thiết. Lượng khí tiêu chuẩn bổ sung cần thiết từ đường ống được nén áp suất ban đầu dựa trên sự khác biệt giữa lượng khí tuyệt đối cuối cùng và ban đầu. Giữ nguyên đơn vị áp suất tuyệt đối trong phép tính và nêu rõ nhiệt độ và áp suất tham chiếu.
Thời gian nạp phụ thuộc vào khối lượng khí do máy nén cung cấp hoặc lưu lượng tham chiếu khi áp suất hút và xả thay đổi. Bộ tăng áp cao áp có thể cung cấp lưu lượng khác nhau gần cuối thử nghiệm so với lúc bắt đầu. Sử dụng biểu đồ hiệu suất của nhà cung cấp trên toàn dải áp suất thay vì chia tổng lượng tồn kho cho một giá trị lưu lượng danh nghĩa nếu việc dự đoán tiến độ là quan trọng.
5. Thiết kế các ống dẫn tạm thời, ống góp, lỗ thông hơi và các bộ phận cố định.
Thiết bị tạm thời trở thành một phần của giới hạn áp suất. Kiểm tra định mức áp suất và nhiệt độ của ống mềm, khớp nối, ống góp, bộ điều chỉnh, van một chiều và đồng hồ đo ở điều kiện thử nghiệm tối đa. Cung cấp bộ phận giữ hoặc kiểm soát độ rung khi cần thiết và bảo vệ các đường ống mềm khỏi xe cộ, các cạnh sắc nhọn, nhiệt độ cao và chuyển động không kiểm soát. Sử dụng các phụ kiện được thiết kế cho cấp áp suất phù hợp thay vì sử dụng các thiết bị khí nén áp suất thấp trong xưởng.
Lên kế hoạch xả khí trước khi tăng áp. Việc giảm áp có thể tạo ra tiếng ồn lớn, nhiệt độ thấp, các vấn đề về tĩnh điện trong một số ứng dụng và các đám mây nitơ lớn. Chọn vị trí xả khí bảo vệ nhân viên và tránh các không gian kín có người hoặc các khu vực xử lý dễ bắt lửa (nếu có). Kiểm soát tốc độ giảm áp để bảo vệ thiết bị và ngăn ngừa đóng băng hoặc sự di chuyển của các mảnh vụn.
Để tham khảo thông tin về các thiết bị tương tự, vui lòng xem trang web này. máy nén khí nitơ công nghiệp các tùy chọn trong khi kiểm tra các giả định vận hành trong phần này. Việc kiểm tra chéo ở đây liên quan đến việc kiểm tra áp suất làm sạch đường ống của máy nén nitơ.
6. Sử dụng dữ liệu suy giảm áp suất một cách cẩn thận sau khi ổn định.
Áp suất giảm không tự động có nghĩa là rò rỉ. Sự thay đổi nhiệt độ khí sau khi nén, sự thay đổi môi trường xung quanh và nhiệt độ thành ống có thể ảnh hưởng đến áp suất trong quá trình giữ ổn định. Ghi lại nhiệt độ tại các vị trí đại diện và cho phép thời gian ổn định theo yêu cầu của quy trình thử nghiệm. Sau đó so sánh diễn biến áp suất với tiêu chuẩn cho phép.
Nếu dấu hiệu hư hỏng cho thấy có rò rỉ, hãy chia hệ thống thành các phần nhỏ hơn nếu có thể và sử dụng các phương pháp phát hiện rò rỉ tại chỗ đã được phê duyệt. Kiểm tra các kết nối tạm thời trước vì chúng thường xuyên bị tác động. Sau khi hoàn thành công việc, hãy xả áp suất qua lỗ thông hơi đã được lên kế hoạch, xác minh áp suất bằng không tại nhiều điểm nếu cần thiết và tháo dỡ thiết bị tạm thời theo danh sách kiểm tra phục hồi được kiểm soát.
Bảng kiểm tra áp suất và làm sạch
| Mục | Câu hỏi kỹ thuật | Tín hiệu xác minh hoặc quyết định |
|---|---|---|
| Nhiệm vụ thanh lọc | Cần phải thay thế loại khí có điều kiện như thế nào và việc chấp nhận được thực hiện ở đâu? | Quy trình đo lưu lượng và lấy mẫu tuân theo phương pháp làm sạch đã được phê duyệt. |
| Nhiệm vụ thử nghiệm | Việc kiểm tra bằng khí nén có được phép thực hiện đối với giới hạn áp suất này không? | Đánh giá rủi ro, quy trình mã hóa, vùng cấm và việc tăng áp suất theo từng giai đoạn đã được phê duyệt. |
| Lượng khí tồn kho | Cần thể tích tiêu chuẩn bao nhiêu giữa áp suất tuyệt đối ban đầu và áp suất tuyệt đối cuối cùng? | Việc tính toán bao gồm hình dạng đường ống, cơ sở áp suất và cơ sở nhiệt độ. |
| Thiết bị tạm thời | Ống dẫn, cụm ống, thiết bị đo và lỗ thông hơi có chịu được áp suất tối đa không? | Các thông số như xếp hạng, hạn chế, kiểm tra và đường thông gió đều được ghi chép lại. |
| Ghi lại căn cứ cuối cùng vào yêu cầu báo giá, hồ sơ nghiệm thu hoặc hồ sơ bảo trì để kỹ sư khác có thể tái tạo lại quyết định đó. | ||
Bảng tính xác minh dự án
Hoàn thiện quy trình “Tính toán chính xác thể tích đường ống bị cô lập từ kích thước bên trong và thiết bị kết nối” bằng cách ghi lại nguyên nhân, phản ứng và sự chấp nhận. Bắt đầu với “các mục tiêu xả và kiểm tra riêng biệt”, xác định hành vi dự kiến của thể tích đường ống và chọn một quan sát thứ hai liên quan đến thử nghiệm áp suất có thể xác nhận cùng một kết luận một cách độc lập. Thực hiện kiểm tra mà không bỏ qua các thiết bị bảo vệ hoặc vượt quá phạm vi hoạt động được phê duyệt. Nếu hai tín hiệu không khớp, hãy điều tra độ chính xác của thiết bị, trạng thái van, tổn thất áp suất, ô nhiễm, rò rỉ hoặc logic điều khiển trước khi quyết định bộ phận nào cần sửa chữa. Việc xác nhận độc lập rất có giá trị khi việc ngừng hoạt động hoặc thay thế sẽ tốn kém.
Biến mục đánh giá “tính toán lượng khí tồn kho” thành một bước nghiệm thu được. Xác định vị trí quan sát vận tốc xả, trạng thái hoạt động tại thời điểm đó và điều kiện thượng nguồn hoặc hạ nguồn nào có thể làm thay đổi năng lượng tích trữ. Ghi lại thiết bị, bản vẽ, bảng dữ liệu hoặc kiểm tra thực tế được sử dụng để thiết lập cơ sở. Sau đó thực hiện thao tác “Xác định mục tiêu xả, phương pháp dòng chảy, điểm lấy mẫu và điểm kết thúc nghiệm thu” trong điều kiện có thể lặp lại. Nếu kết quả mâu thuẫn với hành vi dự kiến, hãy tạm dừng quyết định thiết kế hoặc bảo trì tiếp theo cho đến khi sự khác biệt được giải thích. Điều này cung cấp cho kỹ sư khác đủ ngữ cảnh để tái tạo lại quá trình kiểm tra mà không cần dựa vào trí nhớ hoặc giả định không được ghi chép.
Sử dụng thử nghiệm áp suất như một điểm kiểm tra tại hiện trường, gắn liền với quy trình “Nếu thử nghiệm áp suất, hãy có quy trình thử nghiệm khí nén đã được phê duyệt và các biện pháp kiểm soát rủi ro”. Ghi lại vị trí đo hoặc kiểm tra, trạng thái khí, tải trọng máy nén, vị trí van liên quan và tài liệu xác định sự chấp nhận. Kiểm tra chéo vị trí van xả cùng lúc để tránh nhầm lẫn triệu chứng cục bộ với vấn đề toàn hệ thống. Khái niệm “lập kế hoạch tăng áp an toàn” chỉ hoàn chỉnh khi quan sát dẫn đến một quyết định rõ ràng: chấp nhận, sửa chữa hoặc chuyển cho nhà cung cấp xem xét. Lặp lại việc kiểm tra sau bất kỳ sự sửa chữa nào và lưu giữ các giá trị trước và sau cùng với hồ sơ vận hành hoặc bảo trì.
Xác minh “các kết nối tạm thời có kiểm soát” bằng cách tạo ra một điều kiện được kiểm soát trong đó năng lượng dự trữ và ống dẫn tạm thời có thể được hiểu cùng nhau. Ổn định hệ thống, ghi lại áp suất, nhiệt độ, lưu lượng hoặc trạng thái máy móc nếu có liên quan, và sử dụng các dụng cụ đã hiệu chuẩn hoặc kiểm tra trực tiếp tại các vị trí được chỉ định. Thực hiện “Tính toán lượng khí tồn kho bằng cách sử dụng áp suất tuyệt đối và điều kiện tham chiếu đã nêu” và ghi lại cả phản hồi dự kiến và quan sát được. Nếu cần giới hạn cụ thể cho từng mô hình, hãy lấy giới hạn đó từ máy nén, bình chứa, đường ống, máy phát điện hoặc tài liệu quy trình đã chọn thay vì nhập một giá trị chung chung. Bản ghi phải thể hiện lý do tại sao quyết định cuối cùng là hợp lý về mặt kỹ thuật.
Hãy sử dụng trang web này. máy nén khí nitơ Nguồn lực này được sử dụng như một bước kiểm tra thứ hai khi chuyển đổi yêu cầu này thành thông số kỹ thuật máy nén. Việc kiểm tra chéo ở đây liên quan đến việc kiểm tra áp suất làm sạch đường ống của máy nén nitơ.
Trước khi đóng lệnh công việc, hãy đảm bảo việc “Kiểm tra mọi ống mềm tạm thời, ống góp, khớp nối, đồng hồ đo, bộ phận giữ và đường thông hơi” có thể truy xuất bằng chứng. Đối với vị trí thông hơi, hãy ghi lại điểm tham chiếu và đơn vị hoặc điều kiện vật lý; đối với thể tích đường ống, hãy ghi lại điểm so sánh xác nhận hệ thống hoạt động nhất quán. Liên hệ cả hai quan sát với “giám sát sự suy giảm áp suất” và với tải trọng thực tế hoặc chế độ hoạt động. Một giá trị không có vị trí và trạng thái sẽ khó sử dụng lại sau này. Nếu kiểm tra cho thấy sự không khớp, hãy khắc phục sự hạn chế, trạng thái điều khiển, điều kiện linh kiện hoặc giả định thiết kế gây ra nó, sau đó lặp lại quan sát tương tự để chứng minh việc sửa chữa chứ không phải chỉ là giả định.
Hãy coi thao tác “quản lý việc xả khí có kiểm soát” như một thí nghiệm vận hành thử nhỏ. Xác định trạng thái ban đầu, quan sát ống dẫn tạm thời, chỉ thay đổi biến số cần thiết cho thử nghiệm đã được phê duyệt và quan sát phản ứng về tốc độ xả khí. Thao tác “Lập kế hoạch tăng áp suất có kiểm soát, ổn định, đánh giá rò rỉ và giảm áp suất” cần ghi lại tình trạng ban đầu, sự can thiệp, tình trạng cuối cùng và bất kỳ cảnh báo hoặc phản hồi điều khiển nào. Điều này hữu ích khi nhiều bộ phận có thể tạo ra cùng một triệu chứng. Bằng cách thay đổi từng yếu tố một và giữ cho máy nén nằm trong phạm vi cho phép, nhóm có thể phân biệt nguyên nhân với sự trùng hợp ngẫu nhiên và tránh thay thế phần cứng không phải là nguyên nhân gây ra vấn đề.
Ranh giới an toàn và xác minh
Thử nghiệm áp suất khí nén có thể cực kỳ nguy hiểm do năng lượng tích trữ trong khí nén. Hãy sử dụng quy định hiện hành, bộ dụng cụ thử nghiệm chuyên dụng cho dự án, đánh giá rủi ro, vùng cấm và sự chấp thuận của kỹ sư có trách nhiệm. Tuyệt đối không được cung cấp hoặc sử dụng áp suất thử nghiệm chung chung từ bất kỳ thiết bị nào. Nitơ cũng có thể tạo ra môi trường thiếu oxy; việc dẫn hướng ống thông hơi và giám sát khu vực phải phản ánh lượng khí thải và điều kiện tại hiện trường.
Danh sách kiểm tra công việc đường ống nitơ
- Tính toán chính xác thể tích đường ống riêng biệt dựa trên kích thước bên trong và thiết bị kết nối.
- Xác định mục tiêu làm sạch, phương pháp dòng chảy, điểm lấy mẫu và điểm kết thúc chấp nhận.
- Nếu tiến hành kiểm tra áp suất, hãy thu thập quy trình kiểm tra khí nén đã được phê duyệt và các biện pháp kiểm soát rủi ro.
- Tính toán lượng khí tồn kho bằng cách sử dụng áp suất tuyệt đối và điều kiện tham chiếu đã cho.
- Kiểm tra kỹ lưỡng mọi ống dẫn tạm thời, cụm ống, khớp nối, đồng hồ đo, bộ phận giữ và đường thông hơi.
- Lập kế hoạch kiểm soát quá trình tăng áp, ổn định, đánh giá rò rỉ và giảm áp.
Câu hỏi về nitơ trong đường ống
Tôi có thể ước tính lượng nitơ cần thiết bằng cách nhân thể tích đường ống với áp suất đo được không?
Không. Việc tính toán lượng khí nén cần có áp suất tuyệt đối và điều kiện tham chiếu nhất quán; các hiệu chỉnh về nhiệt độ và độ nén cũng có thể cần thiết ở áp suất cao hơn.
Tại sao áp suất lại giảm trong quá trình giữ trạng thái ngay cả khi không phát hiện rò rỉ?
Việc làm nguội khí sau khi nén hoặc thay đổi nhiệt độ môi trường và thành ống có thể làm giảm áp suất. Hãy sử dụng phương pháp ổn định và hiệu chỉnh nhiệt độ theo yêu cầu của quy trình thử nghiệm đã được phê duyệt.
Liệu máy nén khí lớn hơn luôn tốt hơn cho việc kiểm tra đường ống?
Không. Gần áp suất cuối cùng, bạn cần kiểm soát quá trình tăng áp mà không bị vượt quá mức. Máy và bộ điều chỉnh áp suất phải phù hợp với toàn bộ dải áp suất và trình tự thử nghiệm, chứ không chỉ đơn thuần là giảm thiểu thời gian nạp.
Nguyên tắc hoạt động đường ống
Đối với công tác đường ống, cần tách biệt dòng khí xả khỏi dòng khí nén dùng để kiểm tra áp suất. Tính toán thể tích thực tế và lượng khí tồn kho, lựa chọn thiết bị nén khí phù hợp với toàn bộ dải áp suất, thiết kế các kết nối tạm thời và hệ thống xả khí, đồng thời áp dụng các biện pháp kiểm soát an toàn cần thiết cho năng lượng dự trữ bằng khí nén.
