ما هي الأسباب الرئيسية للتباطؤ في قياسات قياس ضغط الحجاب الحاجز PP للبتروكيماويات

في قياسات السوائل المعقدة للصناعات البترولية والكيميائية، تعد دقة واستقرار أجهزة الضغط أمرًا بالغ الأهمية. تتميز مقاييس ضغط الغشاء المصنوعة من مادة البولي بروبيلين (PP) بمقاومتها الممتازة للتآكل، مما يجعلها مثالية للتعامل مع الوسائط المسببة للتآكل الحمضية والقلوية. ومع ذلك، يركز المستخدمون المحترفون في كثير من الأحيان على مؤشر الأداء الرئيسي: التباطؤ.

يشير التباطؤ إلى الظاهرة التي تختلف فيها القيمة المشار إليها لمقياس الضغط عند الوصول إلى نقطة محددة من حالة الضغط المنخفض (الضغط الصاعد) مقابل الوصول إلى نفس النقطة من حالة الضغط العالي (الضغط التنازلي). هذا التناقض ليس خطأً عشوائيًا ولكنه انحراف منهجي ناتج عن الخصائص الفيزيائية الداخلية للجهاز والقيود الهيكلية. للتحكم عالي الدقة في العمليات البتروكيماوية، يعد فهم التباطؤ وتقليله أمرًا ضروريًا لضمان جودة المنتج والسلامة التشغيلية.

I. التباطؤ الميكانيكي للعناصر المرنة: الخواص الجوهرية للمادة

المكونات الأساسية ل مقياس ضغط الحجاب الحاجز PP هي الحجاب الحاجز وآلية الحركة الداخلية. المصدر الرئيسي للتباطؤ ينبع من العيوب الميكانيكية لهذه العناصر المرنة.

1. التباطؤ المرن لمادة الحجاب الحاجز

على الرغم من أن أغشية PP غالبًا ما يتم تعزيزها بطبقات PTFE أو استخدامها كجزء من هيكل مركب، كعنصر مرن، فإن مسار استعادة الإجهاد ليس متطابقًا تمامًا عند تطبيق الضغط ثم إطلاقه لاحقًا.

• مع زيادة الضغط، يتشوه الحجاب الحاجز.

• مع انخفاض الضغط، يؤدي الاحتكاك الداخلي للبنية الدقيقة وإعادة ترتيب السلسلة الجزيئية داخل الحجاب الحاجز إلى تأخير عودته الكاملة إلى حالته الأولية.

• يؤدي تبديد الطاقة هذا إلى اختلاف الانفعال (أو الإزاحة) أثناء عملية الضغط الصاعد عن ذلك أثناء عملية الهبوط عند نفس قيمة الضغط، والذي يظهر مباشرة على شكل تباطؤ المؤشر.

• خاصة بالنسبة للمواد البوليمرية PP، فإن خصائصها اللزجة المرنة تكون أكثر وضوحًا. في ظل تطبيق الضغط طويل الأمد أو الدوري، غالبًا ما يكون تأثير التباطؤ الميكانيكي أكثر أهمية منه في الأغشية المعدنية.

2. الاحتكاك البسيط في آلية الحركة

يجب أن يتم نقل إزاحة الحجاب الحاجز إلى المؤشر عبر مكونات ميكانيكية دقيقة مثل قضبان الربط، والتروس القطاعية، والتروس المركزية. تشكل قوى الاحتكاك الدقيقة بين هذه الأزواج المتحركة المصدر الرئيسي الثاني للتباطؤ.

• أثناء عملية الضغط الصاعد، تعمل قوة الاحتكاك على عكس اتجاه الحركة.

• أثناء عملية الضغط التنازلي، ينعكس اتجاه قوة الاحتكاك.

• وفي اللحظة التي ينعكس فيها الضغط، يجب أن تتغلب الآلية على الاحتكاك الساكن قبل استئناف الحركة، مما يتسبب في تأخير بين تغير الضغط واستجابة المؤشر.

• حتى الاحتكاك على مستوى الميكرون يكفي لإحداث انحراف ملحوظ في مؤشر الضغط.

ثانيا. تأثيرات اللزوجة والانضغاط في نظام نقل السوائل

تستخدم مقاييس ضغط الحجاب الحاجز PP عادةً نظام ختم الحجاب الحاجز مع سائل تعبئة لعزل الوسائط المسببة للتآكل. تعتبر الخصائص الفيزيائية لنظام نقل السوائل هذا من العوامل المساهمة بشكل كبير في التباطؤ.

1. لزوجة سائل التعبئة

يمتلك سائل التعبئة (مثل زيت السيليكون أو زيت الفلوروكربون) درجة معينة من اللزوجة. عندما يتشوه الحجاب الحاجز تحت الضغط ويزيح السائل:

• يجب أن يتدفق السائل عبر القنوات الداخلية والشعيرات الدموية.

• يعيق الاحتكاك الداخلي للسائل (السحب اللزج) النقل الفوري للطاقة.

• وهذا مهم بشكل خاص أثناء تغيرات الضغط السريعة أو عندما تؤدي درجات الحرارة المحيطة المنخفضة إلى زيادة اللزوجة، مما يؤدي إلى إبطاء حركة السائل وتأخير انتقال الضغط، مما يؤدي إلى تفاقم ظاهرة التباطؤ.

2. ذوبان الغاز والفقاعات الدقيقة المتبقية

إذا كانت عملية تفريغ الغاز غير مكتملة أثناء ملء السائل، فإن الفقاعات الدقيقة المتبقية أو الغازات الذائبة في السائل تؤدي إلى الانضغاط عند تغيرات الضغط.

• يؤدي هذا إلى الإزاحة الأولية للحجاب الحاجز لضغط فقاعات الغاز أولاً بدلاً من نقل الضغط على الفور إلى أنبوب بوردون أو المستشعر الداخلي.

• تعتبر عملية ضغط الغاز وإطلاقه غير خطية ومتأخرة زمنيًا، مما يؤدي إلى إنشاء تأثير "مخزن مؤقت مرن" يقدم تباطؤ القياس.

ثالثا. التخلص من التوتر والاسترخاء في المكونات الهيكلية

يمكن أن يؤدي التشغيل طويل الأمد أو التدوير الحراري إلى تخفيف الضغط في غلاف PP ونظام الاتصال، وهو عامل غير مباشر آخر يساهم في التباطؤ.

• يمكن أن يتعرض اتصال التحميل المسبق (على سبيل المثال، التجميع المثبت بمسامير) عند حواف مبيت PP والحجاب الحاجز لاسترخاء الزحف مع مرور الوقت ومع تغيرات درجات الحرارة.

• يؤدي استرخاء التحميل المسبق إلى تغيير شروط الحدود الثابتة للحجاب الحاجز، مما يعني أن حالة البداية والمسار لكل دورة ضغط قد لا تكون متسقة تمامًا.

• عند تطبيق الضغط بشكل متكرر، تتسبب الحركات الصغيرة وإعادة توزيع الضغط في واجهة الاتصال في انحراف طفيف في نقطة الصفر للعنصر المرن، مما يؤدي إلى فصل مسارات الضغط الصاعدة والهابطة.