مطالعه آزمايشگاهي مشخصه‌هاي موثر بر اختلاف فشار تنظيمي عملگرهاي ربع‌گرد خطوط لوله انتقال گاز

The Experimental Study of Effective Characteristics on Differential Pressure Value Setting of Quarter-turn Actuator in Gas Transportation Pipelines

عملگرهاي داراي سيستم تشخيص شكست خط لوله در مناطقي با عدم دسترسي به شبكه سراسري برق، داراي شرايط صعب العبور و يا با هدف نياز به ايجاد شرايط پدافند غير عامل و يا حفاظت از اكوسيستم‌هايي همچون رودخانه و جنگل روي شيرهاي خطوط انتقال نفت و گاز نصب مي‌گردند. در اين مقاله، اثر مشخصه‌هاي قطر اوريفيس موجود در سيستم تشخيص شكست خط لوله، فشار اوليه خط لوله و نرخ افت فشار ناشي از شكست يا نشتي در خط بر اختلاف فشار تنظيمي عملگر از طريق 81 آزمايش با گاز نيتروژن بررسي شد. اختلاف فشار تنظيمي عملگر با افزايش نرخ افت فشار يا كاهش قطر اوريفيس و يا كاهش فشار اوليه خط لوله، افزايش مي يابد. مقدار زمان دست يابي به اختلاف فشار معين شده عملگر، تنها به اندازه قطر اوريفيس بستگي دارد و مستقل از فشار اوليه خط لوله و نرخ افت فشار است. اين زمان با افزايش قطر اوريفيس، كاهش مي يابد. دياگرام اختلاف فشار بر حسب نرخ افت فشار براي مقادير مختلف فشار اوليه خط لوله و قطر اوريفيس در سيستم تشخيص شكست خط، ارائه شده است. با افزودن ضريب اطمينان 10 درصدي مي‌توان از مقادير اين دياگرام به عنوان مبناي تنظيم اين نوع عملگرها در سرتاسر خطوط انتقال گاز استفاده نمود.

Actuators with line-break detection system can be used in the zones with no access to national electricity network, hazardous or impassable area enclosure, for passive defense conditions or to protect different ecosystems such as rivers and ground water, forests and fertile land and etc. In this paper, the effects of orifice diameter, pipeline initial pressure and pipeline pressure drop rate on the setting differential pressure in a quarter turn Scotch-Yoke actuator have been studied by 81 tests. The nitrogen gas was used in this experimental study. The actuator differential pressure is increased by the growth of pipeline pressure drop rate or reduction of orifice diameter or pipeline initial pressure. The occurrence time of maximum differential pressure of diaphragm valve depends just on orifice diameter. This time is independent of pipeline pressure drop rate or pipeline initial pressure. It increases with the decrease of orifice diameter. The curves of actuator differential pressure which is generated by different pipeline pressure drop rates are proposed for different pipeline initial pressures and orifice diameters. The values of curves in this diagram with 10 percent safety factor can be used in differential pressure value setting of quarter-turn actuator installed on gas transportation pipelines.