Cum să selectați un filtru conic temporar: Dimensiune, plasă și clasă de presiune pentru protecția la pornirea conductei

Un filtru conic temporar este un tip de filtru de pornire pentru conducte, fabricat din oțel inoxidabil, cu un element din sită din sârmă țesută în formă de con, care este fixat între flanșe, instalat la pornirea unei conducte noi sau reparate și îndepărtat odată ce sistemul a fost spălat și curățat. Acesta este furnizat de obicei în clasele de presiune Class 150 sau Class 300, echipat cu sită din sârmă țesută din oțel inoxidabil de la 20 mesh (aproximativ 840 microni) până la 200 mesh (aproximativ 74 microni), și dimensionat astfel încât viteza fluidului prin suprafața efectivă a sitei să rămână în limitele recomandate de industria filtrelor, de 0,3 până la 0,9 m/s. Deoarece un filtru conic temporar protejează pompele, supapele, orificiile de control și instrumentele din aval de stropii de sudură, țunder, nisip și alte resturi de construcție, acesta reprezintă una dintre cele mai rentabile polițe de asigurare pe care un proprietar le poate instala în timpul punerii în funcțiune a conductei — iar selectarea sa corectă depinde de trei parametri: dimensiune, mesh și clasa de presiune.

Ce face un filtru conic temporar în timpul punerii în funcțiune

Fiecare conductă nouă transportă resturi de construcție. Stropii de sudură, zgura de tăiere, crustele de rugină, granulele abrazive, fragmentele de bandă PTFE și materialele străine lăsate în interiorul flanșelor circulă odată cu primul flux. Dacă aceste resturi ajung la rotorul unei pompe, la scaunul unei supape de control, la un debitmetru sau la un compresor, daunele sunt imediate și costisitoare. Un filtru conic temporar este plasat în amonte de cele mai vulnerabile echipamente pentru a capta aceste resturi înainte ca ele să ajungă acolo.

Filtrul este montat între două flanșe standard — fără sudură, fără modificări ale conductei — folosind aceleași garnituri și șuruburi deja existente pe îmbinare. Conul este orientat în aval, în direcția curgerii, astfel încât resturile se colectează pe suprafața interioară a conului, în timp ce zona inelară din jurul acestuia rămâne liberă. Când pornirea și spălarea sunt finalizate, flanșa este deschisă, filtrul este extras, iar garnitura permanentă este reinstalată. Costul total al dispozitivului este de obicei o fracțiune din cel al primei pompe sau supape pe care o protejează, motiv pentru care filtrele conice temporare reprezintă o practică standard în industria de petrol și gaze și petrochimică, precum și în sectorul energetic și al tratării apei.

Un aspect merită subliniat: un filtru conic temporar nu este un filtru fin și nu este destinat să rămână în conductă. Mesh-ul său este în mod deliberat grosier în raport cu nevoile finale de filtrare ale procesului, iar căderea de presiune admisă se măsoară în câțiva psi. Este un dispozitiv de sacrificiu care reține resturile mari în timpul ferestrei scurte și murdare a punerii în funcțiune.

Cum funcționează geometria unui filtru conic

Forma conică distinctivă a filtrului este cea care îl face eficient într-o aplicație de spălare. Deoarece conul se îngustează în aval, sita prezintă o suprafață totală mare, ocupând în același timp o lungime axială mică între flanșe. Un con cu un unghi inclus de 15 până la 30 de grade menține suprafața sitei suficient de mare pentru ca filtrul să nu restricționeze fluxul de spălare, chiar și atunci când o parte din suprafața conului este deja încărcată cu resturi.

Două căi de încărcare sunt importante. În timpul spălării normale, cea mai mare parte a fluxului trece prin partea frontală a conului, astfel încât fața anterioară realizează cea mai mare parte a activității de filtrare. Pe măsură ce resturile se acumulează, suprafața deschisă efectivă se micșorează, iar căderea de presiune pe con crește. Operatorii monitorizează presiunea diferențială pe filtru; când aceasta se apropie de limita de proiectare — de obicei între 2 și 5 psi, în funcție de sistem — filtrul trebuie curățat sau înlocuit. Capacitatea conului de a acumula resturi pe întreaga sa suprafață, mai degrabă decât pe un disc plat, este exact motivul pentru care filtrele conice sunt preferate în locul filtrelor plate pentru serviciul de pornire: acestea rețin mai multă murdărie și restricționează mai puțin fluxul.

Selectarea dimensiunii corecte a filtrului

Dimensionarea unui filtru conic temporar începe cu dimensiunea conductei, dar nu se oprește acolo. Regula de bază este menținerea vitezei prin suprafața deschisă a sitei în intervalul de la 0,3 până la 0,9 m/s (aproximativ 1 până la 3 ft/s) pentru lichide. Sub aproximativ 0,3 m/s, suprafața sitei devine neeconomic de mare; peste aproximativ 0,9 m/s, chiar și o sită ușor încărcată generează o cădere de presiune excesivă, iar filtrul începe să acționeze ca un orificiu.

Consecința practică este că filtrul are adesea o dimensiune mai mare decât dimensiunea nominală a conductei. De exemplu, o conductă DN150 (6-inch) prin care trece un debit mare de spălare poate necesita un filtru conic DN200 (8-inch), deoarece spațiul inelar dintre con și corpul filtrului trebuie adăugat la suprafața sitei înainte de a putea evalua viteza. Suprafața deschisă totală a țesăturii metalice — care reprezintă raportul de suprafață deschisă a sitei înmulțit cu suprafața geometrică a sitei — este valoarea care trebuie să respecte limita de viteză.

Trei parametri de dimensionare sunt esențiali:

• Debitul de proiectare. Debitul maxim de spălare, nu debitul normal de funcționare, deoarece debitele de pornire sunt frecvent cele mai mari pe care le va înregistra conducta.
• Densitatea și vâscozitatea fluidului. Lichidele cu vâscozitate ridicată necesită viteze admise mai mici pentru a menține căderea de presiune la un nivel acceptabil.
• Presiunea diferențială disponibilă. Presiunea sistemului disponibilă în timpul spălării trebuie să depășească căderile de presiune ale filtrului în stare curată și colmatată cu o marjă de siguranță confortabilă.

O procedură conservatoare de dimensionare constă în calcularea suprafeței deschise necesare a sitei pe baza debitului și a intervalului de viteză de la 0,3 până la 0,9 m/s, urmată de împărțirea la raportul de suprafață deschisă a sitei pentru a obține suprafața geometrică a conului și, în final, verificarea faptului că dimensiunea nominală aleasă asigură acea suprafață. Echipa de inginerie KAIFIL efectuează în mod regulat acest calcul pentru clienți și furnizează dimensiunile de lucru împreună cu fiecare ofertă de preț, ceea ce elimină majoritatea incertitudinilor din procesul de selectare a filtrului de pornire.

Selectarea țesăturii metalice și a gradului de filtrare în microni

Selecția plasei pentru un filtru conic temporar reprezintă un echilibru între reținerea reziduurilor importante și menținerea unei căderi de presiune suficient de scăzute pentru ca purjarea să funcționeze. Punctul de plecare este protejarea celei mai sensibile componente din aval — de obicei o pompă, o valvă de control sau un instrument. Plasa filtrului trebuie să fie mai fină decât jocurile acelei componente, dar mai grosieră decât filtrarea finală de proces, deoarece filtrul este temporar.

Numărul mesh și ratingul de microni sunt direct corelate. În cazul plasei din sârmă țesută, numărul mesh reprezintă numărul de deschideri pe inch liniar, iar ratingul de microni descrie dimensiunea nominală a deschiderii. Selecțiile comune pentru filtrele conice temporare includ:

• 20 mesh — deschideri de aproximativ 840 de microni, utilizată pentru o protecție foarte grosieră în amonte de echipamentele rotative mari, unde căderea de presiune trebuie să rămână minimă.
• 40 mesh — deschideri de aproximativ 400 de microni, o opțiune implicită comună pentru protecția generală a pompelor în timpul pornirii.
• 60 mesh — deschideri de aproximativ 250 de microni, utilizată atunci când jocurile din aval sunt mai strânse sau când reziduurile sunt formate din particule fine, mai degrabă decât din stropi de sudură.
• 100 mesh — deschideri de aproximativ 150 de microni, specificată atunci când trebuie protejate instrumente sau orificii mici de control.
• 200 mesh — deschideri de aproximativ 74 de microni, limita fină a intervalului practic pentru un filtru conic temporar, deoarece o plasă mai fină ar crește inacceptabil căderea de presiune și s-ar colmata în câteva minute în timpul unei purjări cu impurități.

Tabelul de mai jos oferă o sinteză a ghidului tipic de selecție pentru punerea în funcțiune. Rețineți că acestea sunt puncte de plecare — alegerea finală ar trebui întotdeauna verificată în funcție de jocurile componentelor din aval și de căderea de presiune disponibilă.

Tipul de țesătură contează, de asemenea. Plasa din sârmă cu țesătură simplă, în care fiecare sârmă trece alternativ peste și pe sub sârmele transversale, oferă cea mai mare suprafață deschisă pentru un anumit număr de mesh și este alegerea standard pentru sitele filtrelor conice. Acolo unde este necesară o rezistență suplimentară pentru a preveni deformarea sub o presiune diferențială ridicată, plasa din sârmă cu țesătură olandeză — o construcție cu sârme de urzeală mai fine, strâns lipite una de alta — oferă o sită mai strânsă și mai densă, deși cu o suprafață deschisă mai mică și o cădere de presiune inițială mai mare. Pentru o explicație mai detaliată a relației dintre numărul de mesh și gradul de filtrare în microni, ghidul nostru ghid privind modul de alegere a dimensiunii ochiurilor sitei de filtrare și a ratingului în microni explică calculele matematice. Dacă sunteți nou în ceea ce privește terminologia, glosarul nostru de termeni pentru plase din sârmă definește numărul de ochiuri, dimensiunea deschiderii, diametrul sârmei și suprafața deschisă într-un limbaj simplu.

Selectarea clasei de presiune

Clasa de presiune a unui filtru conic temporar definește presiunea maximă de lucru la care poate fi supus în siguranță și trebuie să corespundă sau să depășească clasa flanșei îmbinării în care este instalat filtrul. Cele mai comune două clase sunt:

• Class 150 — proiectată pentru aproximativ 19 bar (285 psi) la 38°C, conform ASME B16.5 pentru flanșele respective. Aceasta acoperă majoritatea conductelor de apă, utilități și linii de proces de joasă presiune.
• Class 300 — proiectată pentru aproximativ 49 bar (720 psi) la 38°C, specificată pentru linii de proces de presiune mai înaltă, servicii cu hidrocarburi și sisteme de pornire cu abur.

Clasa de presiune este determinată de inelul de flanșă și butucul filtrului, nu de sită. Sita propriu-zisă este un element țesut subțire care nu ar rezista niciodată singur la întreaga presiune a conductei; rezistența filtrului provine de la inelul din oțel inoxidabil care se așază în îmbinarea flanșei și de la structura de suport a conului. Două detalii de proiectare protejează sita în timpul spălării: conul este format și susținut astfel încât să nu se prăbușească sub presiunea diferențială, iar suprafața deschisă este suficient de mare încât diferența de presiune pe sită — sarcina reală asupra plasei — să rămână mică chiar și atunci când presiunea din conductă este ridicată.

De asemenea, trebuie luată în considerare reducerea nominală a presiunii în funcție de temperatură. Clasele de presiune sunt indicate la temperatura standard de referință de 38°C, iar presiunea de lucru admisă scade pe măsură ce temperatura crește. La 260°C, de exemplu, un ansamblu din oțel inoxidabil Class 300 își păstrează considerabil mai puțin din capacitatea sa nominală de la temperatura camerei. Prin urmare, un filtru de pornire utilizat în suflarea cu abur sau în servicii de punere în funcțiune la cald are nevoie de o verificare a clasei de presiune la temperatura reală de spălare, nu doar la presiunea de proiectare.

Selecția materialelor urmează aceeași logică ca și în cazul conductelor permanente. Oțelurile inoxidabile austenitice — cel mai frecvent 304L și 316L — oferă rezistența la coroziune și sudabilitatea necesare pentru majoritatea aplicațiilor chimice, petrochimice și de apă. Acolo unde fluidul este coroziv pentru oțelul inoxidabil standard sau unde coroziunea fisurantă sub tensiune indusă de cloruri reprezintă o preocupare, sita și inelul pot fi furnizate din aliaje superioare. KAIFIL produce filtre conice din aceleași calități de plasă de sârmă și tablă utilizate în celelalte produse de filtrare ale noastre, astfel încât trasabilitatea materialelor și certificările se aliniază cu restul pachetului fabricat. Pentru ansamblurile care trebuie să se integreze într-un sistem permanent de site mai mare, în loc să fie îndepărtate după pornire, produsele noastre ansambluri de filtre din plasă de sârmă sudată prezintă aceleași standarde de fabricație aplicate pentru utilizarea în linie.

Filtre conice vs. filtre tip coș

Odată ce o linie este pusă în funcțiune, filtrul conic temporar este de obicei demontat și poate fi instalat un filtru tip coș permanent. Merită să înțelegeți diferența, deoarece cele două sunt frecvent confundate și, ocazional, specificate greșit.

Cele două modele sunt complementare, nu concurente. Filtrul conic câștigă pentru perioada scurtă, murdară și cu multe reziduuri a punerii în funcțiune, deoarece este ieftin, ușor de îndepărtat și nu necesită o carcasă separată. Filtrul tip coș câștigă pentru protecția continuă, deoarece poate fi curățat fără a deschide linia și este construit pentru ani de utilizare. Dacă doriți să comparați configurațiile filtrelor mai în detaliu, articolul nostru despre coșurile de filtrare din sită metalică în procesarea alimentelor și băuturilor oferă o perspectivă reală asupra modului în care sunt specificate modelele de coșuri permanente — în timp ce logica de selecție pentru filtrele conice temporare din acest ghid urmează aceeași disciplină de dimensionare.

Bune practici de instalare, monitorizare și demontare

Un filtru conic temporar protejează conducta doar dacă este instalat corect și monitorizat efectiv în timpul spălării. Câteva practici pe teren fac diferența între o punere în funcțiune fără probleme și o defecțiune jenantă și costisitoare:

• Instalați conul orientat în aval. Vârful conului este orientat în direcția fluxului. Instalarea inversă îi distruge capacitatea și creează un baraj de reziduuri în loc de un filtru.
• Utilizați garniturile corecte și cuplul de strângere corespunzător pentru șuruburi. Inelul filtrului înlocuiește garnitura din îmbinare, astfel încât fețele flanșei trebuie să fie aliniate, iar șuruburile strânse la același cuplu specificat pentru îmbinarea permanentă.
• Montați un indicator de presiune diferențială. Un montaj simplu cu teu și manometru de-a lungul filtrului indică operatorului când conul se colmatează. Demontarea filtrului atunci când presiunea diferențială crește brusc protejează sita împotriva colapsului și semnalează faptul că spălarea și-a făcut treaba.
• Curățați sau înlocuiți, nu reutilizați niciodată orbește. Dacă spălarea se face în etape, filtrul poate fi demontat, curățat și reinstalat — dar numai dacă sita sa este inspectată mai întâi pentru a detecta eventuale găuri și deformări.
• Înregistrați demontarea. Înregistrați ce filtru a fost montat, unde și când a fost scos, astfel încât documentele de punere în funcțiune să arate că fiecare conductă a fost protejată și fiecare dispozitiv temporar a fost recuperat.

Odată ce spălarea este finalizată și conducta este verificată ca fiind curată, filtrul conic temporar este îndepărtat și îmbinarea permanentă este restabilită. Această etapă de îndepărtare este cea care face ca dispozitivul să fie „temporar” — și este, de asemenea, motivul pentru care dispozitivul nu ar trebui niciodată înlocuit cu un element de filtrare permanent pe care echipa de punere în funcțiune ar putea uita să îl recupereze.

Întrebări frecvente

Care este diferența dintre un filtru conic temporar și un filtru tip coș permanent? Un filtru conic temporar este un dispozitiv cu costuri reduse, montat între flanșe, cu un element din sită metalică țesută în formă de con, care este instalat doar în timpul pornirii și spălării conductei, fiind apoi îndepărtat. Un filtru tip coș este o carcasă permanentă în linie, cu un coș cilindric curățabil, care rămâne în funcțiune pentru protecția continuă a procesului. Filtrul conic este optimizat pentru a reține cantități mari de resturi de șantier într-o perioadă scurtă, cu o cădere minimă de presiune; filtrul tip coș este optimizat pentru o funcționare pe termen lung, cu posibilitate de curățare.

Ce dimensiune de mesh ar trebui să folosesc pentru un filtru conic de pornire? Alegeți un mesh mai fin decât jocurile celei mai sensibile componente din aval, dar mai grosier decât filtrarea finală a procesului. În practică, 20 mesh (~840 microni) este potrivit pentru protecția grosieră a echipamentelor rotative mari, 40 mesh (~400 microni) este opțiunea implicită comună pentru protecția generală a pompelor, iar 60 până la 100 mesh (~250 până la ~150 microni) este specificat atunci când trebuie protejate supapele de control sau instrumentele. Deoarece un mesh mai fin crește căderea de presiune și se înfundă mai repede în timpul unei spălări cu impurități, cel mai grosier mesh care protejează echipamentul este de obicei alegerea corectă.

Cum dimensionez un filtru conic pentru conducta mea? Dimensionați-l în funcție de debitul maxim de spălare, nu doar de dimensiunea nominală a conductei. Mențineți viteza prin suprafața liberă a sitei între 0,3 și 0,9 m/s pentru lichide, ceea ce înseamnă adesea selectarea unui filtru cu o dimensiune nominală mai mare decât cea a conductei. Împărțiți suprafața liberă necesară la raportul de suprafață liberă a sitei pentru a obține suprafața conului, apoi confirmați că presiunea disponibilă a sistemului depășește căderile de presiune în stare curată și colmatată ale filtrului.

De ce clasă de presiune am nevoie — Class 150 sau Class 300? Potriviți clasa de presiune a filtrului cu clasa flanșei îmbinării unde este instalat. Class 150 este potrivită pentru majoritatea conductelor de apă, utilități și procese de joasă presiune (aproximativ 19 bar la 38°C), în timp ce Class 300 acoperă serviciile de pornire cu hidrocarburi, chimice și abur la presiuni mai mari (aproximativ 49 bar la 38°C). Verificați întotdeauna clasa de presiune la temperatura reală de spălare, deoarece presiunea admisibilă scade pe măsură ce temperatura crește.

Când ar trebui îndepărtat un filtru conic temporar? De îndată ce spălarea este finalizată și conducta este verificată ca fiind curată — de obicei atunci când presiunea diferențială pe filtru nu mai crește, iar cantitatea de resturi din proba colectată scade la un nivel acceptabil. Dispozitivul este conceput pentru a fi îndepărtat, iar lăsarea lui la locul său riscă să devină o restricție permanentă de debit și o capcană uitată pentru impurități.

Obțineți o ofertă personalizată de la KAIFIL

Selectarea dimensiunii, plasei și clasei de presiune potrivite pentru un filtru conic temporar se reduce la trei numere și o evaluare corectă a echipamentelor dumneavoastră din aval — dar realizarea corectă a detaliilor de fabricație este la fel de importantă. KAIFIL este un producător chinez de filtre din plasă de sârmă din oțel inoxidabil, cu zeci de ani de experiență în plase țesute și filtre fabricate, și producem filtre conice temporare în configurații Class 150 și Class 300 cu site cu țesătură simplă și țesătură olandeză, completate cu certificate de materiale și desene cu dimensiuni de lucru. Dimensionăm în mod regulat filtre pentru puneri în funcțiune în industria de petrol și gaze și petrochimică, iar capacitatea noastră de piese fabricate la comandă din plasă de sârmă înseamnă că putem construi conform dimensiunii exacte a conductei, plasei și specificației de aliaj, în loc să vă obligăm să adaptați o piesă din catalog. Contactați KAIFIL cu dimensiunea conductei, debitul de spălare, lista de echipamente din aval și clasa de presiune, iar inginerii noștri vă vor răspunde cu o propunere dimensionată, ofertată și documentată de filtru conic pentru următoarea pornire a conductei dumneavoastră.