சீல் தேர்வு குறித்த பரிசீலனைகள் – உயர் அழுத்த இரட்டை மெக்கானிக்கல் சீல்களை நிறுவுதல்

அமைப்பு 3 இயந்திர முத்திரைகள்இரட்டை முத்திரைகள்சீல்களுக்கு இடையேயான தடுப்பு திரவக் குழிவானது, சீல் அறை அழுத்தத்தை விட அதிக அழுத்தத்தில் பராமரிக்கப்படும் இடத்தில் இது நிகழ்கிறது. காலப்போக்கில், இந்த சீல்களுக்குத் தேவையான உயர் அழுத்தச் சூழலை உருவாக்குவதற்காக, இந்தத் தொழில் பல உத்திகளை உருவாக்கியுள்ளது. இந்த உத்திகள் இயந்திர சீலின் குழாய் அமைப்புத் திட்டங்களில் இடம்பெற்றுள்ளன. இந்தத் திட்டங்களில் பல ஒரே மாதிரியான செயல்பாடுகளைக் கொண்டிருந்தாலும், ஒவ்வொன்றின் இயக்கப் பண்புகளும் மிகவும் வேறுபட்டிருக்கலாம், மேலும் அவை சீலிங் அமைப்பின் அனைத்து அம்சங்களையும் பாதிக்கும்.

API 682-ஆல் வரையறுக்கப்பட்டுள்ள குழாய் அமைப்புத் திட்டம் 53B என்பது, நைட்ரஜன் நிரப்பப்பட்ட ஒரு சிறுபை சேமிப்பானைக் கொண்டு தடுப்புத் திரவத்தை அழுத்தப்படுத்தும் ஒரு குழாய் அமைப்புத் திட்டமாகும். அழுத்தப்பட்ட அந்தச் சிறுபை, தடுப்புத் திரவத்தின் மீது நேரடியாகச் செயல்பட்டு, முழு அடைப்பு அமைப்பையும் அழுத்தப்படுத்துகிறது. அந்தச் சிறுபை, அழுத்த வாயுவிற்கும் தடுப்புத் திரவத்திற்கும் இடையே நேரடித் தொடர்பைத் தடுத்து, திரவத்தினுள் வாயு உறிஞ்சப்படுவதை நீக்குகிறது. இது, குழாய் அமைப்புத் திட்டம் 53A-ஐ விட அதிக அழுத்தமுள்ள பயன்பாடுகளில் குழாய் அமைப்புத் திட்டம் 53B-ஐப் பயன்படுத்த அனுமதிக்கிறது. சேமிப்பானின் தன்னிறைவுத் தன்மையானது, தொடர்ச்சியான நைட்ரஜன் விநியோகத்தின் தேவையையும் நீக்குகிறது, இது இந்த அமைப்பைத் தொலைதூர நிறுவல்களுக்கு மிகவும் பொருத்தமானதாக ஆக்குகிறது.

இருப்பினும், பிளாடர் அக்குமுலேட்டரின் நன்மைகள், அமைப்பின் சில இயக்கப் பண்புகளால் ஈடுசெய்யப்படுகின்றன. ஒரு பைப்பிங் பிளான் 53B-இன் அழுத்தம், பிளாடரில் உள்ள வாயுவின் அழுத்தத்தால் நேரடியாகத் தீர்மானிக்கப்படுகிறது. இந்த அழுத்தம் பல்வேறு காரணிகளால் கணிசமாக மாறக்கூடும்.

அமைப்பில் தடுப்புத் திரவம் சேர்க்கப்படுவதற்கு முன்பு, சேமிப்பானில் உள்ள காற்றுப்பை முன்-நிரப்பப்பட வேண்டும். இது, அமைப்பின் செயல்பாட்டின் எதிர்காலக் கணக்கீடுகள் மற்றும் விளக்கங்கள் அனைத்திற்கும் அடிப்படையை உருவாக்குகிறது. உண்மையான முன்-நிரப்பு அழுத்தம், அமைப்பின் இயக்க அழுத்தம் மற்றும் சேமிப்பான்களில் உள்ள தடுப்புத் திரவத்தின் பாதுகாப்புக் கொள்ளளவைப் பொறுத்தது. முன்-நிரப்பு அழுத்தம், காற்றுப்பையில் உள்ள வாயுவின் வெப்பநிலையையும் சார்ந்துள்ளது. குறிப்பு: முன்-நிரப்பு அழுத்தம், அமைப்பின் ஆரம்பச் செயல்பாட்டின் போது மட்டுமே அமைக்கப்படுகிறது, மேலும் உண்மையான செயல்பாட்டின் போது அது சரிசெய்யப்படாது.

வாயுப் பையில் உள்ள வாயுவின் அழுத்தம், அந்த வாயுவின் வெப்பநிலையைப் பொறுத்து மாறுபடும். பெரும்பாலான சந்தர்ப்பங்களில், வாயுவின் வெப்பநிலையானது, அது நிறுவப்படும் இடத்தின் சுற்றுப்புற வெப்பநிலையைப் போலவே இருக்கும். தினசரி மற்றும் பருவகாலங்களில் வெப்பநிலையில் பெரிய மாற்றங்கள் ஏற்படும் பகுதிகளில் உள்ள பயன்பாடுகளில், அமைப்பின் அழுத்தத்தில் பெரிய ஏற்ற இறக்கங்கள் காணப்படும்.

தடுப்பு திரவ நுகர்வுசெயல்பாட்டின் போது, ​​இயந்திர முத்திரைகள் இயல்பான முத்திரைக் கசிவின் மூலம் தடுப்புத் திரவத்தைப் பயன்படுத்தும். இந்தத் தடுப்புத் திரவமானது, சேமிப்பானில் உள்ள திரவத்தால் மீண்டும் நிரப்பப்படுகிறது. இதன் விளைவாக, காற்றுப் பையில் உள்ள வாயு விரிவடைந்து, அமைப்பின் அழுத்தம் குறைகிறது. இந்த மாற்றங்கள் சேமிப்பானின் அளவு, முத்திரைக் கசிவு விகிதங்கள் மற்றும் அமைப்புக்கான விரும்பப்படும் பராமரிப்பு இடைவெளி (எ.கா., 28 நாட்கள்) ஆகியவற்றைப் பொறுத்து அமைகின்றன.

அமைப்பின் அழுத்தத்தில் ஏற்படும் மாற்றமே, இறுதிப் பயனர் சீல்களின் செயல்திறனைக் கண்காணிக்கும் முதன்மை வழியாகும். பராமரிப்பு எச்சரிக்கைகளை உருவாக்கவும், சீல் செயலிழப்புகளைக் கண்டறியவும் அழுத்தம் பயன்படுத்தப்படுகிறது. இருப்பினும், அமைப்பு செயல்பாட்டில் இருக்கும்போது அழுத்தங்கள் தொடர்ந்து மாறிக்கொண்டே இருக்கும். பிளான் 53B அமைப்பில் பயனர் அழுத்தங்களை எவ்வாறு அமைக்க வேண்டும்? தடுப்புத் திரவத்தை எப்போது சேர்க்க வேண்டும்? எவ்வளவு திரவம் சேர்க்கப்பட வேண்டும்?

பிளான் 53B அமைப்புகளுக்கான பொறியியல் கணக்கீடுகளின் முதல் பரவலாக வெளியிடப்பட்ட தொகுப்பு, API 682 நான்காம் பதிப்பில் வெளிவந்தது. இந்த குழாய் அமைப்பிற்கான அழுத்தங்கள் மற்றும் கன அளவுகளை எவ்வாறு கண்டறிவது என்பது குறித்த படிப்படியான வழிமுறைகளை இணைப்பு F வழங்குகிறது. API 682-இன் மிகவும் பயனுள்ள தேவைகளில் ஒன்று, பிளாடர் அக்குமுலேட்டர்களுக்கான ஒரு தரநிலை பெயர்ப்பலகையை உருவாக்குவதாகும் (API 682 நான்காம் பதிப்பு, அட்டவணை 10). இந்த பெயர்ப்பலகை, பயன்பாட்டுத் தளத்தில் உள்ள சுற்றுப்புற வெப்பநிலை நிலைகளின் வரம்பில், அந்த அமைப்பிற்கான முன்-சார்ஜ், மறுநிரப்பு மற்றும் எச்சரிக்கை அழுத்தங்களைப் பதிவுசெய்யும் ஒரு அட்டவணையைக் கொண்டுள்ளது. குறிப்பு: தரநிலையில் உள்ள அட்டவணை ஒரு எடுத்துக்காட்டு மட்டுமே, மேலும் ஒரு குறிப்பிட்ட களப் பயன்பாட்டிற்குப் பயன்படுத்தும்போது உண்மையான மதிப்புகள் கணிசமாக மாறும்.

படம் 2-இன் அடிப்படை அனுமானங்களில் ஒன்று, குழாய் அமைப்புத் திட்டம் 53B ஆனது ஆரம்ப முன்-அழுத்தத்தை மாற்றாமல், தொடர்ச்சியாக இயங்கும் என்று எதிர்பார்க்கப்படுவதாகும். மேலும், இந்த அமைப்பு ஒரு குறுகிய காலத்திற்குள் முழு சுற்றுப்புற வெப்பநிலை வரம்பிற்கும் உட்படுத்தப்படலாம் என்ற அனுமானமும் உள்ளது. இவை அமைப்பு வடிவமைப்பில் குறிப்பிடத்தக்க தாக்கங்களைக் கொண்டிருப்பதோடு, மற்ற இரட்டை முத்திரைக் குழாய் அமைப்புத் திட்டங்களை விட அதிக அழுத்தத்தில் இந்த அமைப்பு இயக்கப்பட வேண்டும் என்பதையும் அவசியமாக்குகின்றன.

படம் 2-ஐ ஓர் ஆதாரமாகக் கொண்டு, இந்த எடுத்துக்காட்டுச் செயலியானது, சுற்றுப்புற வெப்பநிலை -17°C (1°F) முதல் 70°C (158°F) வரை உள்ள ஓர் இடத்தில் நிறுவப்பட்டுள்ளது. இந்த வரம்பின் மேல் எல்லை நம்பமுடியாத அளவிற்கு அதிகமாகத் தோன்றினாலும், அது நேரடி சூரிய ஒளியில் வெளிப்படும் ஒரு மின்கலத்தின் மீது ஏற்படும் சூரிய வெப்பமாக்கலின் விளைவுகளையும் உள்ளடக்கியுள்ளது. அட்டவணையில் உள்ள வரிசைகள், மிக உயர்ந்த மற்றும் மிகக் குறைந்த மதிப்புகளுக்கு இடையிலான வெப்பநிலை இடைவெளிகளைக் குறிக்கின்றன.

இறுதிப் பயனர் அமைப்பை இயக்கும்போது, ​​தற்போதைய சுற்றுப்புற வெப்பநிலையில் நிரப்பு அழுத்தம் எட்டப்படும் வரை தடுப்புத் திரவ அழுத்தத்தைச் சேர்ப்பார்கள். எச்சரிக்கை அழுத்தம் என்பது, இறுதிப் பயனர் கூடுதல் தடுப்புத் திரவத்தைச் சேர்க்க வேண்டும் என்பதைக் குறிக்கும் அழுத்தமாகும். 25°C (77°F) வெப்பநிலையில், இயக்குபவர் அக்குமுலேட்டரை 30.3 பார் (440 PSIG) அளவுக்கு முன்கூட்டியே நிரப்புவார், எச்சரிக்கை 30.7 பார் (445 PSIG) ஆக அமைக்கப்படும், மேலும் அழுத்தம் 37.9 பார் (550 PSIG) அடையும் வரை இயக்குபவர் தடுப்புத் திரவத்தைச் சேர்ப்பார். சுற்றுப்புற வெப்பநிலை 0°C (32°F) ஆகக் குறைந்தால், எச்சரிக்கை அழுத்தம் 28.1 பார் (408 PSIG) ஆகவும், நிரப்பு அழுத்தம் 34.7 பார் (504 PSIG) ஆகவும் குறையும்.

இந்தச் சூழ்நிலையில், சுற்றுப்புற வெப்பநிலைகளுக்கு ஏற்ப எச்சரிக்கை மற்றும் மறுநிரப்பு அழுத்தங்கள் இரண்டும் மாறுகின்றன, அல்லது மிதக்கின்றன. இந்த அணுகுமுறை பெரும்பாலும் மிதக்கும்-மிதக்கும் உத்தி என்று குறிப்பிடப்படுகிறது. எச்சரிக்கை மற்றும் மறுநிரப்பு ஆகிய இரண்டும் "மிதக்கின்றன". இது சீலிங் அமைப்புக்கான மிகக் குறைந்த இயக்க அழுத்தங்களுக்கு வழிவகுக்கிறது. இருப்பினும், இது இறுதிப் பயனருக்கு இரண்டு குறிப்பிட்ட தேவைகளை விதிக்கிறது; சரியான எச்சரிக்கை அழுத்தம் மற்றும் மறுநிரப்பு அழுத்தத்தைத் தீர்மானிப்பது. அமைப்புக்கான எச்சரிக்கை அழுத்தம் வெப்பநிலையைச் சார்ந்தது, மேலும் இந்தத் தொடர்பு இறுதிப் பயனரின் DCS அமைப்பில் நிரல்படுத்தப்பட வேண்டும். மறுநிரப்பு அழுத்தமும் சுற்றுப்புற வெப்பநிலையைச் சார்ந்திருக்கும், எனவே தற்போதைய நிலைமைகளுக்கான சரியான அழுத்தத்தைக் கண்டறிய இயக்குபவர் பெயர்ப்பலகையைப் பார்க்க வேண்டும்.

சில இறுதிப் பயனர்கள் ஒரு எளிமையான அணுகுமுறையை விரும்புகிறார்கள், மேலும் எச்சரிக்கை அழுத்தம் மற்றும் மறுநிரப்பு அழுத்தங்கள் இரண்டும் சுற்றுப்புற வெப்பநிலையைச் சாராமல் நிலையானதாக (அல்லது நிலையானதாக) இருக்கும் ஒரு உத்தியை விரும்புகிறார்கள். இந்த நிலையான-நிலையான உத்தியானது, அமைப்பை மறுநிரப்புவதற்கு ஒரே ஒரு அழுத்தத்தையும், அமைப்பை எச்சரிக்கை செய்வதற்கு ஒரே ஒரு மதிப்பையும் மட்டுமே இறுதிப் பயனருக்கு வழங்குகிறது. துரதிர்ஷ்டவசமாக, இந்த நிபந்தனையானது வெப்பநிலை அதன் அதிகபட்ச மதிப்பில் இருப்பதாகக் கருதுகிறது, ஏனெனில் கணக்கீடுகள் சுற்றுப்புற வெப்பநிலை அதிகபட்சத்திலிருந்து குறைந்தபட்ச வெப்பநிலைக்குக் குறைவதை ஈடுசெய்கின்றன. இதன் விளைவாக, அமைப்பு அதிக அழுத்தங்களில் இயங்குகிறது. சில பயன்பாடுகளில், நிலையான-நிலையான உத்தியைப் பயன்படுத்துவது, அதிகரித்த அழுத்தங்களைக் கையாள்வதற்காக சீல் வடிவமைப்பிலோ அல்லது மற்ற அமைப்புக் கூறுகளுக்கான MAWP மதிப்பீடுகளிலோ மாற்றங்களுக்கு வழிவகுக்கலாம்.

மற்ற இறுதிப் பயனர்கள், நிலையான எச்சரிக்கை அழுத்தம் மற்றும் மாறும் மறுநிரப்பு அழுத்தம் கொண்ட ஒரு கலப்பின அணுகுமுறையைப் பயன்படுத்துவார்கள். இது இயக்க அழுத்தத்தைக் குறைப்பதோடு, எச்சரிக்கை அமைப்புகளையும் எளிதாக்கும். பயன்பாட்டு நிலை, சுற்றுப்புற வெப்பநிலை வரம்பு மற்றும் இறுதிப் பயனரின் தேவைகளைக் கருத்தில் கொண்ட பின்னரே, சரியான எச்சரிக்கை உத்தியைத் தீர்மானிக்க வேண்டும்.

குழாய் அமைப்புத் திட்டம் 53B-இன் வடிவமைப்பில் உள்ள சில மாற்றங்கள், இந்தச் சவால்களில் சிலவற்றைக் குறைக்க உதவும். சூரியக் கதிர்வீச்சினால் ஏற்படும் வெப்பம், வடிவமைப்பு கணக்கீடுகளுக்காக மின்கலத்தின் அதிகபட்ச வெப்பநிலையை வெகுவாக அதிகரிக்கக்கூடும். மின்கலத்தை நிழலில் வைப்பதன் மூலமோ அல்லது அதற்கு ஒரு சூரியக் கவசத்தை அமைப்பதன் மூலமோ சூரிய வெப்பத்தை நீக்கி, கணக்கீடுகளில் அதிகபட்ச வெப்பநிலையைக் குறைக்கலாம்.

மேற்கண்ட விளக்கங்களில், சுற்றுப்புற வெப்பநிலை என்ற சொல், வாயுப் பையில் உள்ள வாயுவின் வெப்பநிலையைக் குறிக்கப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. நிலையான அல்லது மெதுவாக மாறும் சுற்றுப்புற வெப்பநிலை நிலைகளின் கீழ், இது ஒரு நியாயமான அனுமானமாகும். பகல் மற்றும் இரவு நேரங்களுக்கு இடையில் சுற்றுப்புற வெப்பநிலை நிலைகளில் பெரிய ஏற்ற இறக்கங்கள் இருந்தால், வாயு சேமிப்பானைக் காப்பிடுவதன் மூலம், வாயுப் பையின் செயல்திறன் மிக்க வெப்பநிலை ஏற்ற இறக்கங்களைக் கட்டுப்படுத்தி, மேலும் நிலையான இயக்க வெப்பநிலைகளை அடைய முடியும்.

இந்த அணுகுமுறையை, மின்கலத்தில் வெப்பத் தடமறிதல் மற்றும் காப்புப் பொருளைப் பயன்படுத்துவதற்கும் விரிவுபடுத்தலாம். இதைச் சரியாகப் பயன்படுத்தும்போது, ​​சுற்றுப்புற வெப்பநிலையில் ஏற்படும் தினசரி அல்லது பருவகால மாற்றங்களைப் பொருட்படுத்தாமல், மின்கலம் ஒரே வெப்பநிலையில் இயங்கும். அதிக வெப்பநிலை மாறுபாடுகள் உள்ள பகுதிகளில் கருத்தில் கொள்ள வேண்டிய மிக முக்கியமான ஒற்றை வடிவமைப்புத் தேர்வு இதுவாக இருக்கலாம். இந்த அணுகுமுறை களத்தில் பரவலாக நிறுவப்பட்டுள்ளதுடன், வெப்பத் தடமறிதல் மூலம் சாத்தியமில்லாத இடங்களில் திட்டம் 53B-ஐப் பயன்படுத்தவும் வழிவகுத்துள்ளது.

பைப்பிங் பிளான் 53B-ஐப் பயன்படுத்தக் கருதும் இறுதிப் பயனர்கள், இந்த பைப்பிங் பிளான் என்பது வெறுமனே ஒரு அக்குமுலேட்டருடன் கூடிய பைப்பிங் பிளான் 53A அல்ல என்பதை அறிந்திருக்க வேண்டும். பிளான் 53B-இன் சிஸ்டம் வடிவமைப்பு, ஆணையிடுதல், இயக்கம் மற்றும் பராமரிப்பு ஆகியவற்றின் ஏறக்குறைய ஒவ்வொரு அம்சமும் இந்த பைப்பிங் பிளானுக்கே உரிய தனித்துவமானதாகும். இறுதிப் பயனர்கள் அனுபவிக்கும் பெரும்பாலான மன உளைச்சல்கள், இந்த சிஸ்டம் குறித்த புரிதல் இல்லாததாலேயே ஏற்படுகின்றன. சீல் OEM-கள் ஒரு குறிப்பிட்ட பயன்பாட்டிற்காக மிகவும் விரிவான பகுப்பாய்வைத் தயாரிக்க முடியும், மேலும் இறுதிப் பயனர் இந்த சிஸ்டத்தை முறையாகக் குறிப்பிடவும் இயக்கவும் உதவுவதற்குத் தேவையான பின்னணித் தகவல்களையும் வழங்க முடியும்.