एक दबाव वाल्व क्या करता है?

2024-09-20

2025-09-21 को अद्यतन किया गया
विलियम लियो
दबाव वाल्व

दबाव वाल्व आवश्यक सुरक्षा उपकरण हैं जो द्रव प्रणालियों में दबाव को नियंत्रित, विनियमित और राहत देते हैं। यह व्यापक मार्गदर्शिका औद्योगिक अनुप्रयोगों में दबाव राहत वाल्व, दबाव कम करने वाले वाल्व, दबाव नियामक और दबाव नियंत्रण उपकरणों को कवर करती है।

दबाव में तरल पदार्थ या गैसों को संभालने वाली किसी भी प्रणाली में दबाव नियंत्रण महत्वपूर्ण है। चाहे आप स्टीम बॉयलर, हाइड्रोलिक सिस्टम, या जल वितरण नेटवर्क के साथ काम कर रहे हों, दबाव वाल्व प्राथमिक सुरक्षा तंत्र के रूप में काम करते हैं जो विनाशकारी विफलताओं को रोकते हैं और सिस्टम प्रदर्शन को अनुकूलित करते हैं।

दबाव वाल्व क्या है? (परिभाषा और मुख्य कार्य)

दबाव वाल्व एक स्वचालित प्रवाह नियंत्रण उपकरण है जिसे अतिरिक्त दबाव जारी करने के लिए खोलकर या स्थिर परिचालन स्थितियों को बनाए रखने के लिए बंद करके सिस्टम दबाव को विनियमित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। ये दबाव नियंत्रण वाल्व सुरक्षा उपकरणों और प्रदर्शन अनुकूलक दोनों के रूप में कार्य करते हैं।

प्राथमिक कार्य:

दबाव विनियमन:सिस्टम दबाव को पूर्व निर्धारित सीमा के भीतर बनाए रखता है
अधिक दबाव से सुरक्षा:अतिरिक्त दबाव जारी करके उपकरण क्षति को रोकता है
प्रवाह नियंत्रण:सिस्टम दक्षता को अनुकूलित करने के लिए द्रव प्रवाह को समायोजित करता है
सुरक्षा आश्वासन:दबाव-संबंधी विफलताओं के विरुद्ध रक्षा की अंतिम पंक्ति के रूप में कार्य करता है

तकनीकी परिभाषा:

एएसएमई बीपीवीसी अनुभाग I के अनुसार, एक दबाव राहत उपकरण "इनलेट स्थैतिक दबाव द्वारा संचालित एक उपकरण है और एक निर्दिष्ट मूल्य से अधिक आंतरिक द्रव दबाव में वृद्धि को रोकने के लिए आपातकालीन या असामान्य परिस्थितियों के दौरान खोलने के लिए डिज़ाइन किया गया है।"

दबाव नियंत्रण वाल्व कैसे काम करते हैं: तकनीकी सिद्धांत

बुनियादी संचालन तंत्र

दबाव राहत वाल्व बल-संतुलन सिद्धांत पर काम करते हैं:

बल संतुलन समीकरण:F₁(इनलेट दबाव बल) = F₂(स्प्रिंग बल) + F₃(बैकप्रेशर बल)

कहाँ:

F₁ = P₁×A (इनलेट दबाव×प्रभावी डिस्क क्षेत्र)
F₂ = स्प्रिंग स्थिरांक×संपीड़न दूरी
F₃ = P₂×A (बैकप्रेशर×डिस्क क्षेत्र)

परिचालन अनुक्रम:

दबाव सेट करें:सिस्टम दबाव <सेट दबाव होने पर वाल्व बंद रहता है
तोड़ने वाला दबाव:प्रारंभिक उद्घाटन निर्धारित दबाव के 95-100% पर होता है
पूर्ण लिफ्ट:निर्धारित दबाव के 103-110% पर पूर्ण उद्घाटन (एपीआई 526 के अनुसार)
रीसेट दबाव:वाल्व निर्धारित दबाव के 85-95% पर बंद हो जाता है (सामान्य ब्लोडाउन)

मुख्य तकनीकी पैरामीटर:

पैरामीटर	परिभाषा	विशिष्ट रेंज
दबाव सेट करें	वह दबाव जिस पर वाल्व खुलने लगता है	10-6000 psig
उच्च्दाबाव	डिस्चार्ज के दौरान निर्धारित दबाव से ऊपर दबाव	निर्धारित दबाव का 3-10%
प्रहार करना	सेट और रिसीट दबाव के बीच अंतर	निर्धारित दबाव का 5-15%
वापस दबाव	डाउनस्ट्रीम दबाव वाल्व के प्रदर्शन को प्रभावित कर रहा है	<सेट दबाव का 10% (पारंपरिक)
प्रवाह गुणांक (सीवी)	वाल्व क्षमता कारक	आकार/डिज़ाइन के अनुसार भिन्न होता है

दबाव नियंत्रण उपकरणों के प्रकार: तकनीकी विशिष्टताएँ

1. दबाव सुरक्षा वाल्व (पीएसवी) और सुरक्षा राहत वाल्व (एसआरवी)

तकनीकी मानक:एएसएमई बीपीवीसी क्रिएटर I और VIII, एपीआई 520/526

स्प्रिंग-लोडेड सुरक्षा वाल्व

परिचयाीलन की रेंज:15 psig से 6,000 psig
तापमान की रेंज:-320°F से 1,200°F
क्षमता सीमा:1 से 100,000+ एससीएफएम
सामग्री:कार्बन स्टील, स्टेनलेस स्टील 316/304, इनकोनेल, हास्टेलॉय

क्षमता गणना (गैस सेवा):डब्ल्यू = CKdP₁KshKv√(M/T)

कहाँ:

डब्ल्यू = आवश्यक क्षमता (पौंड/घंटा)
सी = डिस्चार्ज गुणांक
केडी = डिस्चार्ज गुणांक सुधार कारक
P₁ = सेट दबाव + अधिक दबाव (psia)
Ksh = सुपरहीट सुधार कारक
केवी = चिपचिपापन सुधार कारक
एम = आणविक भार
टी = पूर्ण तापमान (°R)

पायलट-संचालित सुरक्षा राहत वाल्व (पीओएसआरवी)

लाभ:सख्त शटऑफ़, बड़ी क्षमता, कम बातचीत
दबाव सीमा:25 psig से 6,000 psig
शुद्धता:सेट दबाव का ±1%
अनुप्रयोग:उच्च क्षमता वाली गैस सेवा, महत्वपूर्ण प्रक्रिया अनुप्रयोग

2. दबाव कम करने वाले वाल्व (दबाव नियामक)

तकनीकी मानक:एएनएसआई/आईएसए 75.01, आईईसी 60534

प्रत्यक्ष-अभिनय दबाव नियामक

दबाव न्यूनीकरण अनुपात:10:1 तक
शुद्धता:सेट दबाव का ±5-10%
प्रवाह सीमा:0.1 से 10,000+ जीपीएम
प्रतिक्रिया समय:1-5 सेकंड

साइज़िंग फॉर्मूला:Cv = Q√(G/(ΔP))

कहाँ:

सीवी = प्रवाह गुणांक
क्यू = प्रवाह दर (जीपीएम)
जी = विशिष्ट गुरुत्व
ΔP = दबाव ड्रॉप (पीएसआई)

पायलट-संचालित दबाव कम करने वाले वाल्व

दबाव न्यूनीकरण अनुपात:100:1 तक
शुद्धता:सेट दबाव का ±1-2%
रेंजेबिलिटी:100:1 विशिष्ट
अनुप्रयोग:उच्च-प्रवाह, उच्च-दबाव कम करने वाले अनुप्रयोग

3. बैक प्रेशर रेगुलेटर और कंट्रोल वाल्व

समारोह:डाउनस्ट्रीम प्रवाह को नियंत्रित करके निरंतर अपस्ट्रीम दबाव बनाए रखें

तकनीकी निर्देश:

दबाव सीमा:5 psig से 6,000 psig
प्रवाह गुणांक:0.1 से 500+ सी.वी
शुद्धता:सेट दबाव का ±2%
सामग्री:316 एसएस, हास्टेलॉय सी-276, इनकोनेल 625

औद्योगिक अनुप्रयोग और केस अध्ययन

विद्युत उत्पादन उद्योग

स्टीम बॉयलर सुरक्षा वाल्व (एएसएमई अनुभाग I)

आवश्यक क्षमता:निर्धारित दबाव से 6% से अधिक के बिना उत्पन्न होने वाली सभी भाप को डिस्चार्ज करना होगा
न्यूनतम आवश्यकताओं:प्रति बॉयलर एक सुरक्षा वाल्व; >500 वर्ग फुट हीटिंग सतह के लिए दो वाल्व
परीक्षण:हर 6 महीने में मैनुअल लिफ्टिंग परीक्षण (उच्च दबाव) या त्रैमासिक (कम दबाव)

केस स्टडी: 600 मेगावाट पावर प्लांट

मुख्य भाप दबाव: 2,400 पीएसआईजी
सुरक्षा वाल्व सेट दबाव: 2,465 पीएसआईजी (ऑपरेटिंग दबाव का 103%)
आवश्यक क्षमता: 4.2 मिलियन पौंड/घंटा भाप
कॉन्फ़िगरेशन: एकाधिक 8" x 10" स्प्रिंग-लोडेड सुरक्षा वाल्व

तेल एवं गैस उद्योग

पाइपलाइन दबाव सुरक्षा प्रणाली (एपीआई 521)

डिजाइन दबाव:1.1 × अधिकतम स्वीकार्य परिचालन दबाव (एमएओपी)
सुरक्षा वाल्व का आकार:अधिकतम प्रत्याशित प्रवाह और दबाव परिदृश्यों के आधार पर
सामग्री:खट्टी गैस सेवा के लिए NACE MR0175 अनुपालन की आवश्यकता होती है

केस स्टडी: प्राकृतिक गैस पाइपलाइन स्टेशन

परिचालन दबाव: 1,000 पीएसआईजी
सुरक्षा वाल्व सेट दबाव: 1,100 पीएसआईजी
क्षमता की आवश्यकता: 50 एमएमएससीएफडी
स्थापना: 6" x 8" पायलट-संचालित सुरक्षा राहत वाल्व

जल उपचार एवं वितरण

दबाव कम करने वाले वाल्व स्टेशन

इनलेट दबाव:150-300 पीएसआईजी (नगर निगम आपूर्ति)
आउटलेट दबाव:60-80 पीएसआईजी (वितरण नेटवर्क)
प्रवाह सीमा:500-5,000 जीपीएम
नियंत्रण सटीकता:±2 साई

हाइड्रोलिक गणना उदाहरण:

6" जल पीआरवी के लिए 2,000 GPM पर 200 psig को घटाकर 75 psig करें:

आवश्यक Cv = 2,000√(1.0/125) = 179
सीवी = 185 के साथ 6" वाल्व का चयन करें

रासायनिक और पेट्रोकेमिकल प्रसंस्करण

रिएक्टर सुरक्षा प्रणालियाँ

परिचालन की स्थिति:500°F, 600 psig
राहत परिदृश्य:थर्मल विस्तार, भगोड़ा प्रतिक्रियाएँ, शीतलन विफलता
सामग्री:संक्षारक सेवा के लिए हास्टेलॉय सी-276
आकार:एपीआई 521 के अनुसार सबसे खराब स्थिति के विश्लेषण पर आधारित

चयन मानदंड और इंजीनियरिंग गणना

प्रदर्शन पैरामीटर्स

दबाव रेटिंग (एएसएमई बी16.5):

कक्षा	दबाव रेटिंग @ 100°F
कक्षा 150	285 पीएसआईजी
कक्षा 300	740 पीएसआईजी
कक्षा 600	1,480 psig
कक्षा 900	2,220 पीएसआईजी
कक्षा 1500	3,705 psig

तापमान व्युत्पन्न:

एएसएमई बी16.5 तापमान-दबाव तालिकाओं के अनुसार ऊंचे तापमान के लिए दबाव रेटिंग को व्युत्पन्न किया जाना चाहिए।

सामग्री चयन मार्गदर्शिका

सेवा	शरीर की सामग्री	ट्रिम सामग्री	वसंत सामग्री
पानी	कार्बन स्टील, कांस्य	316 एसएस	संगीत तार
भाप	कार्बन स्टील, 316 एसएस	316 एसएस, सैटेलाइट	इनकोनल एक्स-750
खट्टी गैस	316 एसएस, डुप्लेक्स एसएस	स्टेलाइट, इंकोनेल	इनकोनल एक्स-750
क्रायोजेनिक	316 एसएस, 304 एसएस	316 एसएस	316 एसएस
उच्च तापमान	कार्बन स्टील, मिश्र धातु इस्पात	स्टेलाइट, इंकोनेल	इनकोनल एक्स-750

आकार की गणना

तरल सेवा के लिए (एपीआई 520):

आवश्यक क्षेत्र:ए = (जीपीएम × √जी) / (38.0 × केडी × केडब्ल्यू × केसी × √Δपी)

कहाँ:

ए = आवश्यक प्रभावी निर्वहन क्षेत्र (² में)
जीपीएम = आवश्यक प्रवाह दर
जी = विशिष्ट गुरुत्व
केडी = डिस्चार्ज गुणांक (तरल पदार्थों के लिए 0.62)
Kw = बैक प्रेशर सुधार कारक
केसी = संयोजन सुधार कारक
ΔP = सेट दबाव + अधिक दबाव - पिछला दबाव

गैस/वाष्प सेवा के लिए (एपीआई 520):

गंभीर प्रवाह:ए = डब्ल्यू/(सीकेडीपी₁केबी)
उप-महत्वपूर्ण प्रवाह:ए = 17.9W√(TZ/MKdP₁(P₁-P₂)Kb)

स्थापना और रखरखाव मानक

स्थापना आवश्यकताएँ (ASME BPVC)

सुरक्षा वाल्व स्थापना:

इनलेट पाइपिंग:छोटा और सीधा, 5 पाइप व्यास के भीतर कोहनियों से बचें
आउटलेट पाइपिंग:अधिकतम 10% बैक प्रेशर के लिए आकार
बढ़ते हुए:ऊर्ध्वाधर को प्राथमिकता, समर्थन के साथ क्षैतिज स्वीकार्य
एकांत:इनलेट में ब्लॉक वाल्व निषिद्ध हैं; यदि ताला खुला हो तो आउटलेट में स्वीकार्य

दबाव कम करने वाले वाल्व की स्थापना:

अपस्ट्रीम स्ट्रेनर:स्वच्छ सेवा के लिए न्यूनतम 20-मेष
बाईपास लाइन:रखरखाव और आपातकालीन संचालन के लिए
दबाव नापने का यंत्र:अपस्ट्रीम और डाउनस्ट्रीम निगरानी
रिलीफ वाल्व:अधिक दबाव के विरुद्ध डाउनस्ट्रीम सुरक्षा

रखरखाव अनुसूचियां और प्रक्रियाएं

एपीआई 510 निरीक्षण आवश्यकताएँ:

दृश्य निरीक्षण:हर 6 महीने में
परिचालन परीक्षण:हर साल
क्षमता परीक्षण:हर 5 साल में
पूर्ण ओवरहाल:हर 10 साल में या निर्माता की सिफ़ारिशों के अनुसार

परीक्षण प्रक्रियाएँ:

दबाव परीक्षण सेट करें:सेटिंग के ±3% के भीतर शुरुआती दबाव सत्यापित करें
सीट लीकेज टेस्ट:एपीआई 527 कक्षा IV (5,000 सीसी/घंटा अधिकतम)
क्षमता परीक्षण:सत्यापित करें कि प्रवाह प्रदर्शन डिज़ाइन आवश्यकताओं को पूरा करता है
बैक प्रेशर टेस्ट:सिस्टम स्थितियों के तहत प्रदर्शन का मूल्यांकन करें

पूर्वानुमानित रखरखाव प्रौद्योगिकियाँ

ध्वनिक उत्सर्जन परीक्षण:

जांच:आंतरिक रिसाव, सीट घिसाव, स्प्रिंग थकान
आवृति सीमा:20 किलोहर्ट्ज़ से 1 मेगाहर्ट्ज
संवेदनशीलता:लीक का पता लगा सकता है <0.1 GPM

कंपन विश्लेषण:

अनुप्रयोग:पायलट वाल्व की गड़गड़ाहट, स्प्रिंग अनुनाद
पैरामीटर:आयाम, आवृत्ति, चरण विश्लेषण
रुझान:विफलता की भविष्यवाणी के लिए ऐतिहासिक डेटा

अनुपालन मानक और प्रमाणपत्र

एएसएमई बॉयलर और प्रेशर वेसल कोड

अनुभाग I (पावर बॉयलर):

क्षमता आवश्यकताएँ:सुरक्षा वाल्वों को दबाव को निर्धारित दबाव से 6% अधिक बढ़ने से रोकना चाहिए
न्यूनतम सुरक्षा वाल्व:प्रति बॉयलर एक, यदि हीटिंग सतह 500 वर्ग फुट से अधिक हो तो दो
परीक्षण:हर 6 महीने में मैन्युअल लिफ्टिंग (उच्च दबाव) या त्रैमासिक (कम दबाव)

धारा VIII (दबाव वाहिकाएँ):

राहत उपकरण आवश्यकताएँ:सभी दबाव वाहिकाओं को अधिक दबाव से सुरक्षा की आवश्यकता होती है
दबाव सेट करें:संरक्षित उपकरणों के एमएडब्ल्यूपी से अधिक नहीं होना चाहिए
क्षमता:एपीआई 521 के अनुसार सबसे खराब स्थिति पर आधारित

एपीआई मानक कार्यान्वयन

एपीआई 520 (रिलीफ डिवाइस साइजिंग):

दायरा:पारंपरिक, संतुलित और पायलट-संचालित राहत वाल्वों को कवर करता है
आकार देने के तरीके:सभी प्रकार के तरल पदार्थों के लिए गणना प्रक्रियाएँ प्रदान करता है
स्थापना:पाइपिंग आवश्यकताओं और सिस्टम एकीकरण को निर्दिष्ट करता है

एपीआई 526 (फ्लैंग्ड स्टील रिलीफ वाल्व):

डिज़ाइन मानक:आयामी आवश्यकताएँ, दबाव-तापमान रेटिंग
सामग्री:कार्बन स्टील, स्टेनलेस स्टील विशिष्टताएँ
परीक्षण:फ़ैक्टरी स्वीकृति परीक्षण आवश्यकताएँ

एपीआई 527 (वाणिज्यिक सीट की जकड़न):

कक्षा I:कोई दृश्यमान रिसाव नहीं
कक्षा II:सीट व्यास का प्रति इंच 40 सीसी/घंटा
कक्षा III:सीट व्यास का प्रति इंच 300 सीसी/घंटा
कक्षा IV:सीट व्यास का प्रति इंच 1,400 सीसी/घंटा

अंतरराष्ट्रीय मानक

आईईसी 61511 (सुरक्षा उपकरण प्रणाली):

एसआईएल रेटिंग:दबाव संरक्षण के लिए सुरक्षा अखंडता स्तर की आवश्यकताएँ
प्रमाण परीक्षण:सुरक्षा कार्य को बनाए रखने के लिए समय-समय पर परीक्षण
विफलता दर:सुरक्षा प्रणालियों के लिए अधिकतम स्वीकार्य विफलता दर

समस्या निवारण और विफलता विश्लेषण

सामान्य विफलता मोड

समय से पहले खुलना (सिमर):

कारण:

इनलेट पाइपिंग हानि निर्धारित दबाव के 3% से अधिक है
सिस्टम में कंपन या स्पंदन
वाल्व सीट पर मलबा
दबाव को ऑपरेटिंग दबाव के बहुत करीब सेट करें

समाधान:

इनलेट पाइपिंग का आकार बढ़ाएँ (तरल पदार्थ के लिए वेग <30 फीट/सेकंड, गैसों के लिए <100 फीट/सेकंड)
पल्सेशन डैम्पनर स्थापित करें
वाल्व सीट और डिस्क को साफ करें
संचालन और निर्धारित दबाव के बीच मार्जिन बढ़ाएँ (>10%)