في سلسلة صناعة الغاز الطبيعي المسال - التي تمتد من الإنتاج والتخزين والنقل والاستخدام النهائي - تعمل الأنظمة في ظل ظروف قاسية:-162 درجة مئوية درجات الحرارة المبردة، والضغط المتوسط إلى العالي، والبيئات القابلة للاشتعال/الانفجار. تفشل الأختام التقليدية هنا بشكل كارثي، مما يُعرّضها لخطر التسريبات.الأختام الخاصة بالغاز الطبيعي المسالصُممت هذه الأختام لحماية البنية التحتية الحيوية. تُحلل هذه المقالة مزاياها الهيكلية، ووظائفها الأساسية، وتفوقها في الأداء على الأختام التقليدية، وتطبيقاتها الرئيسية.
1. التصميم الهيكلي: مصمم لدرجات الحرارة المنخفضة جدًا
تتميز أختام الغاز الطبيعي المسال (على سبيل المثال، حشوات الجرح الحلزوني، حلقات O المعدنية، الأختام C) بتصميمات مُحسَّنة للتبريد:
- حشية الجرح الحلزوني (الهيكل النموذجي)
- المكونات الأساسية:
- لفائف معدنية:فولاذ خاص مقاوم للصدأ (316L Mod) أو سبيكة النيكل (Inconel 625) للقوة والمرونة ومقاومة السحق.
- حشو الختم: الجرافيت الموسع- تظل مرنة/قابلة للضغط في درجات الحرارة المنخفضة.
- الحلقات الداخلية/الخارجية (اختياري):منع ضغط الحشو ومساعدة المحاذاة.
- مزايا التصميم:
- صلابة التبريد:المواد تقاوم الهشاشة حتى-196 درجة مئوية.
- استقرار الدورة الحرارية: يتحمل التكرارالصدمات الحرارية(درجة الحرارة المحيطة ↔ -162 درجة مئوية).
- تعويضات الزنبرك:توفر اللفائف المعدنية المرونة المتحكم بها لتعويض انكماش/اهتزاز الحافة.
- مقاومة البثق/الانفجار:تحتوي اللفات والحلقات على شكل V/W على مادة حشو تحت الضغط/الفراغ.
- المكونات الأساسية:
- تصميمات أخرى (حلقات O معدنية/أختام C):
- السبائك المبردة(إنكونيل 718/625).
- الملفات الشخصية المجوفة:تمكين الختم المنشط بالضغط.
- معالجات السطح(على سبيل المثال، طلاء الفضة): تعزيز الختم ومنع التآكل.
الوظيفة الأساسية: أمان خالٍ من التسرب في الظروف القاسية
تضمن أختام الغاز الطبيعي المسالالاحتواء المطلقعبر سلسلة قيمة الغاز الطبيعي المسال:
- ختم -162 درجة مئوية للغاز الطبيعي المسال، منع التسربات.
- تحمل تقلبات الضغط(قريبة من الغلاف الجوي إلى الضغط المرتفع).
- تعويض عن الإجهاد الحراري/الاهتزازمن تقلبات درجات الحرارة وتشغيل المعدات.
- منع "التسرب البارد": مواجهة فقدان التحميل المسبق للمسامير من الانكماش المبرد عن طريق المرونة النشطة.
- ضمان السلامة الجوهرية: مهم للغاية لبيئات الغاز الطبيعي المسال القابلة للاشتعال.
ثالثًا: الأداء: أختام الغاز الطبيعي المسال مقارنةً بالأختام التقليدية
| جانب الأداء | أختام الغاز الطبيعي المسال | الأختام الصناعية العامة | مزايا أختام الغاز الطبيعي المسال |
|---|---|---|---|
| صلابة التبريد | لا هشاشةعند -196 درجة مئوية؛ يحتفظ بالمرونة. | المطاط/البلاستيكهش ومتشقققد تفتقر المعادن القياسية إلى الصلابة. | أساسي:تظل المواد قابلة للتشغيل في درجات حرارة الغاز الطبيعي المسال. |
| الختم المبرد | تسرب منخفض للغاية(يتوافق مع ISO 21014/EN 1473)؛ أختام الجرافيت فعالة. | يتقلص المطاط ويتصلب ويتسرب؛ وتتشقق الحشوات القياسية أو تنكمش. | التفوق الأساسي:مصمم لمعايير التسرب المبردة. |
| استقرار الدورة الحرارية | ينجومئات/آلاف من دورات محيطة ↔ -162 درجة مئوية. | يتدهور بعد عدة دورات - يتشقق أو يتشوه أو يفشل. | الموثوقية الحرجة:يتولى مسؤولية تشغيل/إيقاف تشغيل مصانع الغاز الطبيعي المسال بشكل متكرر. |
| المرونة/التعويض | ارتداد تبريدي ممتازيعوض فقدان حمل البراغي من الانكماش البارد. | يفقد مرونته في درجات الحرارة المنخفضة؛ ويفشل في التعويض. | مضاد لتسرب البرد:يحافظ على ضغط الختم على الرغم من الانكماش. |
| التوافق المادي | المعادن/الجرافيتمتوافق للغايةمع الميثان؛ لا تورم/تدهور. | قد ينتفخ المطاط أو يتحلل مع الهيدروكربونات (حتى FKM). | مؤسسة السلامة:أداء المواد مستقر. |
| مقاومة الحريق | غير قابلة للاشتعال(المعدن/الجرافيت)؛ يتوافق مع معايير السلامة من الحرائق الخاصة بالغاز الطبيعي المسال. | يحترق المطاط/البلاستيك العضوي أو يتحلل في الحرائق. | أمان ضد الفشل:يحافظ على الختم أثناء الحرائق لتأخير التصعيد. |
رابعًا: التطبيقات الرئيسية
تعتبر أختام الغاز الطبيعي المسال ذات أهمية بالغة في نقاط الختم المبردة:
- محطات الغاز الطبيعي المسال:
- تفريغ الأسلحة(اتصالات من السفينة إلى الشاطئ).
- خزانات التخزين(مفاصل الجدار الداخلي، السقف/الاختراقات).
- أنظمة BOG(الضواغط والأنابيب).
- الصمامات/المضخات المبردة(الحواف والسيقان).
- محطات التسييل:
- معدات العمليات الأساسية (المبادلات الحرارية، الصناديق الباردة).
- المضخات/الصمامات المبردة.
- مواصلات:
- ناقلات الغاز الطبيعي المسال(أختام احتواء البضائع، أبراج المضخات).
- شاحنات صهريجية(الممرات والصمامات).
- محطات التزود بالوقود والمستخدمون النهائيون:
- فوهات/خزانات التوزيع.
- أجهزة التبخير صغيرة الحجم.
- FLNG/FPSO:
- أنظمة التسييل/التخزين البحرية.
وقت النشر: ٢٩ يوليو ٢٠٢٥