الضغط الخلفي لسدادة الأنابيب

التعريف العام للضغط يشير إلى أنّ الضغط هو كمية فيزيائية قياسية تُعرّف في أي نقطة داخل نظام، سواء كان سائلًا أو صلبًا. وبشكل أكثر تحديدًا، فإن الضغط مرتبط بالقوة الضاغطة التي يُمارسها النظام على سطح معيّن

. (S)

وحدة قياس الضغط في النظام الدولي هي الباسكال

(Pa)

ولكن يمكن قياسه أيضًا بوحدات أخرى مثل البار، الغلاف الجوي، الهيكتوباسكال، وغيرها. وهناك علاقات تحويل بين هذه الوحدات المختلفة.

يتم قياس الضغط باستخدام أدوات مثل مقاييس الضغط، المانومترات، البارومترات…الخ.

 

ما هو الضغط الخلفي؟

في مجال الأنابيب، والصمامات، وسدادات الأنابيب، يُعرّف الضغط الخلفي على أنه الضغط الذي يوجد مباشرة خلف السدادة أو الصمام؛ أي أنه الضغط الواقع من الجهة السفلى أو ما يُعرف بـ”الضغط الثانوي” للسدادة.

الضغط الخلفي هو الضغط المُطبّق الذي يدفع السدادة أو يُجبرها على الحركة أو الانزلاق داخل الأنبوب. ولكن، بما أن حركة السدادة أو انزلاقها داخل الأنبوب أمرٌ خطيرٌ جدًا، فهناك تعريف آخر يُستخدم، وهو: الضغط الخلفي هو الضغط الذي يجب أن تتحمّله السدادة أثناء اختبارات التشغيل.

كيفية حساب الضغط الخلفي؟

غالبًا ما يخلط الناس بين ضغط النفخ والضغط الخلفي للسدادة. رغم أنهما مختلفان، إلا أن هناك علاقة بين ضغط نفخ السدادة والضغط الخلفي. ولذلك، من أجل حساب الضغط الخلفي، يجب أولًا تحديد ضغط النفخ.

 

لتوضيح العملية أكثر: بمجرد أن يتم نفخ السدادة بالهواء، فإنها تُطبق ضغطًا على سطح التلامس

(L)

عندها تنشأ قوة احتكاك بين سطح الأنبوب والسدادة. وتُعتبر هذه القوة الاحتكاكية العامل الرئيسي الذي يمنع السدادة من الانزلاق. وبالتالي، إذا تم نفخ السدادة بضغط منخفض، فقد تنزلق داخل الأنبوب، وهو ما يُعد خطرًا كبيرًا. لذلك، يجب أن تكون قوة الاحتكاك أكبر بكثير من القوة الناتجة عن الضغط الخلفي.

. Ffriction ≥ Fback

حساب الضغط الخلفي يتم وفقًا لمعادلتين أساسيتين:

قوة الضغط الخلفي :Fb

الضغط الخلفي :Pb

نصف قطر الأنبوب :r

:سطح التلامس L

قوة الاحتكاك :Ff

القوة الناتجة عن ضغط النفخ :N

ضغط النفخ :Pinf

وزن السدادة :W

معامل الاحتكاك  :k

بعد معرفة المعادلات والعلاقات الفيزيائية، نحصل على معادلة تُظهر الضغط الخلفي المطلوب تحمّله من قِبل السدادة.

إن حساب الضغط الخلفي يساعد في توفير الدعم المناسب لمنع السدادة من الانزلاق، مما يُساهم في إنقاذ الأرواح وتجنب المخاطر.

سدادة الذكية – Smart Plug

بشكل عام، جميع مصنّعي سدادات الأنابيب يُعلمون الشخص المستخدم للسدادت بأقصى ضغط خلفي يمكن أن تتحمله السدادة. ولكن، هذه القيمة دائمًا تُعطى لأنواع معيّنة من الأنابيب، مثل أنبوب خرسانة نظيف وجاف، أو أنبوب من حديد الدكتايل… وبالتالي، عند استخدام السدادة في نوع مختلف من الأنابيب أو تحت ظروف تشغيل مختلفة، فإن السدادة لن تتحمل نفس الضغط الخلفي المحدد. وهذا قد يؤدي إلى انزلاق السدادة أو انفجارها، مما قد يتسبب في خسائر مادية، أو إصابات خطيرة، أو حتى حالات وفاة.

لذلك، تم اختراع السدادة الذكية لحل هذه المشكلات وضمان سيرعملية التطبيق بسلاسة من خلال معرفة الضغط الخلفي الفعلي المطلوب.

هذا البرنامج يقوم أولًا بحساب الضغط الخلفي بواسطة برنامج حاسوبي، حيث يُدخل المشغّل معلومات السدادة وظروف العمل إلى النظام. بعدها، يقوم برنامج السدادة الذكية بحساب أقصى ضغط خلفي مناسب للتطبيق المحدد

وقد تم اختراع السدادة الذكية الحاصلة على براءة الاختراع رقم

PCT/TR2020/050904

.PlugCo بواسطة شركة في عام 2020