In che modo le valvole cilindri di gas incorporano meccanismi di scarico della pressione per prevenire la pericolosa sovra-pressione del cilindro?

Valvole di sollievo a pressione (PRV)

Le valvole di scarico della pressione (PRV) sono una caratteristica di sicurezza critica in valvola del cilindro a gas sistemi. Il loro scopo principale è proteggere il cilindro dalla sovra-pressurizzazione, che potrebbe portare a rotture o altri guasti pericolosi. Queste valvole sono progettate per rilasciare la pressione in eccesso in modo controllato quando la pressione interna supera una soglia predefinita. Ecco uno sguardo approfondito alla loro operazione:

• Impostazione della soglia : Un PRV è calibrato con un'impostazione di pressione precisa, che in genere è appena sopra la pressione di lavoro del cilindro. Il valore preimpostato è determinato in base al tipo di gas nel cilindro, ai suoi requisiti di pressione specifici e all'integrità strutturale del cilindro. Il valore preimpostato viene selezionato per garantire che qualsiasi pressione in eccesso sia alleviata in modo sicuro prima di raggiungere un livello che potrebbe causare un fallimento catastrofico.

• Apertura automatica : Una volta che la pressione all'interno del cilindro raggiunge il valore pre-set, il PRV si attiva, aprendo il meccanismo della valvola e consentendo al gas di sfuggire in modo controllato. Il processo di apertura è avviato da un dispositivo caricato a molla o da un diaframma flessibile che reagisce alla pressione.

• Reimpostare il meccanismo : Molti PRV moderni sono progettati per chiudere automaticamente una volta che la pressione è stata sollevata a un livello di sicurezza. Ciò è particolarmente importante nei sistemi in cui è necessario un funzionamento costante, in quanto consente alla valvola di tornare alla sua posizione chiusa dopo che l'evento di sovra-pressurizzazione è stato mitigato.

Applicazioni : I PRV sono utilizzati attraverso una vasta gamma di applicazioni, dalla conservazione dei gas industriali ai cilindri di ossigeno medico. Queste valvole forniscono una protezione essenziale in ambienti sia ad alto rischio che ad alto valore, in cui le perdite di gas o la sovra-pressurizzazione potrebbero avere gravi conseguenze.

Dischi scoppiati

I dischi di scoppio (o dischi di rottura) sono un altro meccanismo di sicurezza utilizzato nei cilindri di gas, progettato specificamente per rottura a una certa pressione per prevenire la pericolosa sovra-pressione. Questi dischi sono una funzionalità di sicurezza per uso una tantum che fornisce un fallimento quando altri metodi di controllo della pressione (come PRV) non funzionano. Ecco un tuffo più profondo nella loro funzionalità:

• Punto di pressione predeterminato : Il disco di scoppio è costruito da un materiale sottile e ingegnerizzato progettato per rompersi quando la pressione interna del cilindro supera un certo punto. Questa rottura si verifica ad una pressione specifica che è predeterminata in base alla massima pressione operativa sicura del cilindro del gas, garantendo che la pressione interna non superi il punto di rottura del cilindro stesso.

• Processo di attivazione : Il disco funziona utilizzando le sue proprietà del materiale, che sono selezionate per resistere ai livelli di pressione tipici ma falliranno se sottoposti a pressione in eccesso. Una volta che la pressione interna sale verso il punto di rottura, il disco di scoppio fallisce, permettendo al gas di sfuggire in modo sicuro. Ciò impedisce al cilindro di raggiungere una pressione pericolosamente elevata.

• Componente monouso : A differenza dei PRV, i dischi di burst non sono progettati per più usi. Una volta attivati, devono essere sostituiti. Pertanto, i dischi di scoppio devono essere ispezionati regolarmente e sostituiti come parte della manutenzione di routine.

Applicazioni : I dischi di scoppio sono comunemente usati nei sistemi di gas ad alta pressione, come i cilindri di ossigeno o gas compresso, in cui il rischio di sovra-pressurizzazione è maggiore a causa di fluttuazioni di pressione o fallimento meccanico della valvola di soccorso.

Aiuto della pressione termica

I meccanismi di scarico della pressione termica vengono utilizzati per affrontare gli aumenti della pressione causati dalle variazioni di temperatura. Questo meccanismo è particolarmente critico in ambienti esterni o luoghi ad alte temperature ambiente, poiché il calore può causare l'espansione del gas all'interno del cilindro, aumentando così la pressione interna.

• Valvole di sollievo termico : Queste valvole in genere contengono un file Plug fusibile o a Materiale sensibile alla temperatura Ciò cambierà forma o fusione una volta raggiunta una certa soglia di temperatura. Man mano che il gas si espande a causa del calore, il materiale sensibile alla temperatura si attiva, aprendo la valvola e consentendo alla fuga del gas, riducendo così la pressione.

• Tecnologia fusibile a spina : Una spina fusibile è progettata per sciogliersi a una temperatura specifica. Il processo di fusione provoca il collasso della spina o la deformazione, aprendo la valvola e consentendo al gas di sfogare in modo sicuro. Ciò è particolarmente importante in caso di incendio o in ambienti estremamente ad alta temperatura.

• Protezione dalla sovra-pressurizzazione indotta dal calore : Questo tipo di sollievo alla pressione termica è essenziale per prevenire la pericolosa sovra-pressione che può verificarsi quando i cilindri di gas sono esposti al calore. Poiché il gas si espande quando riscaldato e questa espansione può aumentare rapidamente la pressione interna, le valvole di sicurezza termiche forniscono una misura di sicurezza automatica contro i guasti indotti dal calore.

Applicazioni : I meccanismi di scarico della pressione termica sono spesso utilizzati in settori come petrolio e gas, trasporto e produzione, in cui i cilindri di gas sono esposti a temperature fluttuanti e il rischio di sovra-pressurizzazione termica è prevalente.

Regolatori di pressione

I regolatori di pressione svolgono un ruolo essenziale nel controllo del flusso di gas dal cilindro e garantendo che la pressione rimanga entro limiti operativi sicuri. Sebbene i regolatori stessi non agiscano direttamente come un meccanismo di scarico della pressione, contribuiscono al funzionamento sicuro del sistema del gas garantendo che il gas venga rilasciato a una pressione controllata.

• Controllo della pressione : La funzione primaria di un regolatore di pressione è ridurre l'alta pressione del gas all'interno del cilindro a una pressione inferiore e stabile adatta per l'uso nelle applicazioni a valle. Ciò garantisce che l'attrezzatura o i processi che si basano sul gas non ricevano una pressione eccessiva, il che potrebbe causare malfunzionamenti o danni.

• Protezione da sovrapressione integrata : Molti regolatori di pressione avanzati incorporano meccanismi di protezione da sovrapressione integrati. Questi meccanismi chiuderanno il flusso di gas se la pressione interna supera un determinato limite. Questa funzione è particolarmente utile per prevenire pericolosi accumuli di pressione nelle apparecchiature a valle, garantendo sia la sicurezza del sistema a gas che i suoi utenti.

Applicazioni : I regolatori di pressione sono fondamentali nelle applicazioni in cui è necessario un flusso di gas controllato, come nei sistemi di fornitura di gas medico, la saldatura e gli strumenti pneumatici.

Combinazione di caratteristiche di sicurezza

In applicazioni ad alto rischio, i cilindri di gas possono presentare una combinazione di meccanismi di allevamento per fornire una protezione completa. Questa ridondanza garantisce che anche se una caratteristica di sicurezza fallisce, un altro meccanismo prenderà il posto per prevenire la sovra-pressurizzazione. Alcune combinazioni comuni includono:

• PRV e dischi di scoppio : Alcuni cilindri di gas usano sia un PRV che un disco di scoppio per garantire che la pressione venga rilasciata in modo sicuro indipendentemente dal tipo di accumulo di pressione. Il PRV gestirà un aumento lento o costante della pressione, mentre il disco di scoppio funge da meccanismo di rilascio di emergenza per picchi a pressione rapida.

• Sollievo termico con PRVS : In alcuni cilindri di gas, in particolare quelli utilizzati in ambienti difficili, sono incorporate sia le valvole di sicurezza termiche che i PRV. Ciò garantisce che il cilindro sia protetto da entrambe le pressioni aumentano a causa del calore e della graduale sovra-pressione causata da altri fattori.

Applicazioni : I sistemi di funzionalità multi-sicurezza sono comunemente utilizzati nei settori di gas medico e industriale, in cui la sicurezza e l'affidabilità sono di fondamentale importanza a causa della natura critica del gas e delle potenziali conseguenze del fallimento.