كيف يتم حساب كمية التسرب في خطوط أنابيب ضاغط الهواء؟

الفكرة الأساسية لحساب كمية التسرب

يُقصد بكمية التسرب في خطوط أنابيب ضاغط الهواء عادةً حجم الغاز الذي يتسرب من نظام الهواء المضغوط خلال وحدة زمنية. عند إجراء الحساب، يُنصح اعتبار الخطوط وأنظمة خزانات التخزين وفروع استهلاك الهواء ذات الصلة كحاجز مغلق؛ وبعد إيقاف الاستهلاك أو عزل نقطة الاستهلاك، يتم رصد سرعة انخفاض الضغط، ثم تُحوَّل هذه السرعة إلى كمية التسرب بالاعتماد على حجم النظام.

طرق الحساب الشائعة

• طريقة انخفاض الضغط:تُستخدم سعة النظام وقيمة انخفاض الضغط لتقدير كمية التسرب، وهي مناسبة للقيام بتشخيص سريع في الموقع.
• طريقة الحجم:في ظل معرفة سعة الحاوية، يتم حساب كمية الهواء الحر المتسرب في وحدة الزمن استنادًا إلى تغيرات فرق الضغط.
• طريقة مقياس التدفق:في حالة إعادة تزويد الهواء إلى ضاغط الهواء أو أثناء التشغيل بدون حمل، يتم قراءة التدفق اللازم للحفاظ على الضغط باستخدام مقياس التدفق، ويُستخدم هذا التدفق كمرجع لتحديد التسرب.

صيغة تقدير طريقة انخفاض الضغط

إذا لم يُلاحظ استهلاك ملحوظ للغاز خلال فترة الاختبار، فيمكن استخدام النهج التالي للتقدير:

• أولاً، حدد الحجم الكلي للنظام المشارك في الاختبار. V ، بما في ذلك خزان الغاز والأنابيب الرئيسية والفرعية وحجم التخزين المؤقت المتصل بها.
• سجل ضغط البداية P1 وضغط النهاية P2، وسجّل الزمن t المستغرق لانخفاض الضغط.
• بحساب مكافئ حجم الهواء الحر: يُقدَّر معدل التسرب بضرب سعة النظام في فرق الضغط، ثم قسمة الناتج على الزمن وضغط الغلاف الجوي.

تبسيط التعبير إلى:س≈ V ×(P1-P2)÷t÷P0حيث يمكن اعتبار Q ككمية التسرب المُعادل إلى حالة الغلاف الجوي، وP0 هو ضغط الغلاف الجوي المحلي. يُنصح باعتماد الضغط المطلق بشكل موحد؛ أما إذا تم استخدام الضغط النسبي، فيجوز إجراء مقارنة تقريبية فقط بين الأجهزة ذات القطر نفسه.

خطوات الاختبار الميداني

• يُرجى إغلاق أجهزة استهلاك الغاز قدر الإمكان، أو عزل الخط المراد اختباره عن جهة الإنتاج.
• قم بضغط النظام حتى يصل إلى نطاق ضغط التشغيل الطبيعي، ثم ابدأ قياس الوقت بعد استقرار الضغط.
• سجل قيم انخفاض الضغط على مدى فترة زمنية، مع تسجيل الوقت بشكل متزامن.
• أُجري اختبار متكرر مرتين أو أكثر لاستبعاد تقلبات الأجهزة وتأثير التسرب الداخلي في الصمامات.
• يُحدَّد مدى خطورة التسرب من خلال سرعة انخفاض الضغط، ثم يُستكمل ذلك بفحص الصوت أو استخدام محلول الصابون أو الكشف بالموجات فوق الصوتية لتحديد موقع التسرب.

العوامل المؤثرة في دقة الحسابات

• إن عدم دقة تقدير حجم النظام يؤثر بشكل مباشر على نتائج قياس تسرب الغاز.
• استخدام وحدات ضغط مختلطة، مثل الضغط الجوي، والضغط المطلق، bar ، MPa الخلط في الاستخدام قد يؤدي إلى انحراف.
• خلال فترة الاختبار، توجد حالات استهلاك خفي للغاز، أو تصريف عبر صمامات التصريف، أو تسرب داخل الصمامات.
• يمكن أن تؤدي التغيرات في درجة الحرارة إلى تقلبات في الضغط، لذا ينبغي تجنّب إجراء التقييمات أثناء حدوث تقلبات حادة في درجة الحرارة.
• قد يؤدي نقص دقة مقياس الضغط أو المستشعر إلى تضخيم التسربات الصغيرة أو إخفائها.

كيف نحدد ما إذا كانت هناك حاجة إلى المعالجة أم لا؟

إذا كان معدل انخفاض الضغط أسرع بكثير من البيانات التاريخية الطبيعية، أو استمر في الانخفاض خلال مرحلة إيقاف التشغيل مع الحفاظ على الضغط، فإن ذلك يشير عادةً إلى وجود تسرب ملحوظ. وينبغي إعطاء الأولوية لفحص الوصلات والفلانشات والموصلات السريعة والخراطيم وصمامات التصريف وكذلك الأقسام القديمة من الأنابيب. فالتسرب لا يؤدي فقط إلى زيادة زمن تحميل ضاغط الهواء، بل قد يتسبب أيضًا في تقلبات في الضغط، مما يؤثر على التشغيل المستقر للمعدات التي تعتمد على الهواء المضغوط.