LNG लोडिंग आर्म्स के लिए ब्रेकअवे कपलिंग (तत्काल अलग होने वाला यंत्र): एक व्यावसायिक तकनीकी विश्लेषण

LNG लोडिंग आर्म्स के लिए समर्पित ब्रेकअवे कपलिंग (तत्काल अलग होने वाला यंत्र) के बारे में निम्नलिखित व्यावसायिक तकनीकी विश्लेषण प्रमुख मापदंडों, चयन बिंदुओं और उद्योग व्यवहारों को शामिल करता है, और संबंधित इंजीनियरिंग अनुप्रयोगों के लिए एक आधिकारिक संदर्भ प्रदान करता है।

LNG लोडिंग आर्म ब्रेकअवे कपलिंग कोर तकनीक मार्गदर्शिका

I. कोर फ़ंक्शनल आवश्यकताएँ

1. दोहरी सुरक्षा तंत्र

• यांत्रिक ट्रिगर: 2.5-7kN की कर्तन बल (शीयर फोर्स) पर तत्काल अलगाव, त्रुटि सख्ती से ±5% के भीतर नियंत्रित, यह सुनिश्चित करने के लिए कि बाहरी बल के मानक से अधिक होने पर तेजी से डिस्कनेक्ट हो।

• हाइड्रोलिक सहायता: अचानक प्रवाह असामान्यताएं (जैसे पाइपलाइन में तत्काल दबाव बढ़ना, माध्यम का झटका) होने पर समकालिक रूप से कट जाता है, प्रतिक्रिया समय <50ms, विलंब से उत्पन्न रिसाव के जोखिम से बचाव।

2. चरम परिचालन स्थितियों के अनुकूलन

• तापमान झटका: कमरे के तापमान (25°C) से -162°C (LNG का सामान्य तापमान) के 200 चक्र परीक्षण का सामना कर सकता है, ताप और ठंड के बदलाव के तहत संरचनात्मक स्थिरता सुनिश्चित करता है।

• कंपन सहनशीलता: EN 12079-3 मानक (समुद्री परिवहन-ग्रेड कंपन प्रतिरोध आवश्यकता) के अनुरूप, टैंकरों के आवागमन, लोडिंग और अनलोडिंग प्रक्रियाओं during झटकेदार परिदृश्यों के लिए उपयुक्त।

II. सैन्य-ग्रेड संरचनात्मक डिजाइन

III. चयन का स्वर्णिम नियम

1. मुख्य पैरामीटर मैट्रिक्स
चयन के लिए कोर गुणांक K की गणना करनी होती है, सूत्र निम्नलिखित है:

K = Qₘₐₓ × ΔP / Tₘᵢₙ

• Qₘₐₓ: अधिकतम प्रवाह दर (LNG लोडिंग आर्म विशिष्ट मान 150-300 m³/h, पाइपलाइन डिजाइन प्रवाह दर से मेल खाना चाहिए)

• ΔP: दबाव अंतर सीमा (वास्तविक परिचालन स्थितियों में आमतौर पर 0.2-1.6 MPa, चरम स्थितियों में दबाव उतार-चढ़ाव को कवर करना चाहिए)

• Tₘᵢₙ: न्यूनतम कार्य तापमान (-196°C को आधार के रूप में लिया जाता है, यदि क्रायोजेनिक भंडारण टैंक कनेक्शन के लिए उपयोग किया जाता है तो वास्तविक कम तापमान के अनुसार समायोजित करें)

2. इंटरफेस मिलान जाल से बचाव

• फ्लैंज मानक: एक साथ HG/T 20592 (राष्ट्रीय मानक) और ASME B16.5 (अमेरिकी मानक) दोनों से मेल खाना चाहिए, अलग-अलग मानकों के फ्लैंज कनेक्शन के कारण सील विफलता से बचें।

• सील सतह प्रकार: RF उभरी हुई सतह (Raised Face) को विशेष क्रायोजेनिक पीस उपचार की आवश्यकता होती है, सतह खुरदरापन Ra ≤ 0.8μm तक पहुंचना चाहिए, कम तापमान पर स्थिर सील प्रदर्शन सुनिश्चित करने के लिए।

IV. स्थापना के महत्वपूर्ण बिंदु

1. स्थिति सूत्र
आपातकालीन डिस्कनेक्शन के दौरान पाइपलाइन के खिंचाव के जोखिम से बचने के लिए स्थापना दूरी निम्नलिखित सूत्र का सख्ती से पालन करनी चाहिए:

स्थापना दूरी ≥ नली की लंबाई + सुरक्षा अंतर (मार्जिन)

2. प्री-कूलिंग ऑपरेटिंग प्रक्रिया
कम तापमान वाले माध्यम को डालने से पहले तापमान में अचानक बदलाव से वाल्व बॉडी को नुकसान से बचने के लिए चरणबद्ध शीतलन प्रक्रिया का पालन अनिवार्य रूप से करना चाहिए:

• पहला चरण: 25°C → -40°C, ≥30 मिनट के लिए समतापी (सोक)

• दूसरा चरण: -40°C → -80°C, ≥30 मिनट के लिए समतापी (सोक)

• तीसरा चरण: -80°C → -162°C, ≥30 मिनट के लिए समतापी (सोक)

प्री-कूलिंग समाप्त होने के बाद, फ्लैंज बोल्टों को फिर से कसना आवश्यक है, और टॉर्क को कमरे के तापमान की स्थिति की तुलना में 15-20% बढ़ाना आवश्यक है, ताकि कम तापमान पर सामग्री के सिकुड़ने के कारण होने वाले अंतराल की भरपाई की जा सके।

V. स्मार्ट मॉनिटरिंग समाधान

1. IoT उन्नयन पैकेज

• स्ट्रेन गेज रीयल-टाइम मॉनिटरिंग: कतरनी पिन और वाल्व बॉडी के महत्वपूर्ण हिस्सों में स्ट्रेन सेंसर लगाएं, बल डेटा को रीयल-टाइम में अपलोड करें, थकान क्षति की पहचान पहले से करें।

• तापमान हीट मैप चेतावनी: इन्फ्रारेड तापमान जांच के माध्यम से वाल्व बॉडी की सतह के तापमान को स्कैन करें, जब स्थानीय तापमान अंतर >5°C हो तो स्वचालित रूप से अलार्म सक्रिय करें, तापमान असमानता के कारण उत्पन्न तनाव दरारें से बचाव।

2. डिजिटल ट्विन सिस्टम
5000+ सिम्युलेटेड फ्रैक्चर डेटा के आधार पर निर्मित एल्गोरिदम मॉडल, निम्नलिखित को प्राप्त कर सकता है:

• शेष जीवन भविष्यवाणी (त्रुटि <10%)

• चरम परिचालन स्थितियों के तहत वाल्व बॉडी की प्रतिक्रिया का अनुकरण, साइट ऑपरेशन पैरामीटर का अनुकूलन

VI. उद्योग के अनुभवजन्य मामले

1. दुर्घटना का मामला (2023 में एक LNG रिसीविंग टर्मिनल)

• समस्या: गैर-विशिष्ट क्रायोजेनिक ब्रेकअवे कपलिंग का उपयोग, क्रायोजेनिक उपचार के बिना।

• परिणाम: कम तापमान पर वाल्व बॉडी के भंगुर फ्रैक्चर के कारण LNG रिसाव, 36 घंटे की आपातकालीन उत्पादन रुकावट, ¥800 मिलियन (8 करोड़ युआन) का प्रत्यक्ष आर्थिक नुकसान।

• सबक: LNG लोडिंग परिदृश्यों में विशेष क्रायोजेनिक ब्रेकअवे कपलिंग का चयन अनिवार्य रूप से करना चाहिए, कमरे के तापमान वाले वाल्व को संशोधित करके替代 (बदलने) से मना है।

2. सफलता का मामला (आर्कटिक सर्कल LNG परिवहन परियोजना)

• समाधान: थर्मल कम्पेंसेशन प्रकार के क्रायोजेनिक ब्रेकअवे कपलिंग + स्मार्ट मॉनिटरिंग सिस्टम को अपनाया।

• प्रभाव: 3 वर्षों तक लगातार शून्य दोष संचालन, लोडिंग दक्षता में 15% की वृद्धि, बीमा लागत में 40% की कमी।

• अनुभव: अत्यधिक ठंडे क्षेत्रों में वाल्व बॉडी हीटिंग मॉड्यूल के अतिरिक्त विन्यास की आवश्यकता होती है, ताकि बर्फ और स्नो के जमाव से ट्रिगर मैकेनिज्म प्रभावित न हो।

VII. नवीनतम तकनीकी रुझान

1. सेल्फ-हीलिंग सील तकनीक
माइक्रो-एनकैप्सुलेटेड फेज-चेंज मटेरियल का उपयोग करती है, जब सील सतह पर माइक्रो-क्रैक दिखाई देते हैं, तो सामग्री -160°C के कम तापमान पर स्वचालित रूप से जारी होती है, दरारें भरती है और एक सील परत बनाती है, सील का जीवन 3 गुना से अधिक बढ़ा देती है।

2. सुपरकंडक्टिंग ट्रिगर सिस्टम
यट्रियम-आधारित सुपरकंडक्टिंग मटेरियल (क्रांतिक तापमान -180°C) का उपयोग करता है, शून्य विलंब के साथ ट्रिगर सिग्नल ट्रांसमिशन प्राप्त करता है, डिस्कनेक्शन प्रतिक्रिया समय को <20ms तक संकुचित करता है, रिसाव के जोखिम को और कम करता है।

अंतिम सुझाव

LNG लोडिंग आर्म ब्रेकअवे कपलिंग को निम्नलिखित तीन "मृत्यु परीक्षणों" को पास करना अनिवार्य है, अन्यथा उपयोग के लिए प्रतिबंधित है:

• -196°C बर्स्ट टेस्ट: लिक्विड नाइट्रोजन वातावरण में 1 घंटे तक रखने पर, 1.5 गुना डिजाइन दबाव का सामना करना, बिना किसी रिसाव के।

• 500 चक्र थकान परीक्षण: 10 वर्षों की लोडिंग आवृत्ति के अनुरूप बार-बार डिस्कनेक्शन-रीसेट का अनुकरण, प्रदर्शन पैरामीटर क्षीणता <5%।

• 45° कोण पुल-ऑफ सत्यापन: गैर-अक्षीय बल (जैसे टैंकर पार्श्व गति) के परिचालन की नकल करना, यह सुनिश्चित करना कि यह विश्वसनीय रूप से डिस्कनेक्ट और सील हो सके।