أنظمة تفريغ صهاريج البيتومين

يصل صهريج البيتومين إلى مصنع الأسفلت أو مستودع التخزين وحمولته ساخنة داخل خزان معزول حراريًا، ويتوقف نجاح التفريغ كله على بقاء المنتج قابلًا للضخ من شفة مخرج المركبة حتى خزان الاستلام. لذلك فإن السؤال التصميمي الأساسي هو إدارة درجة الحرارة قبل حجم المضخة: خط تفريغ قصير ومسخَّن ومائل نحو الخزان، ومضخة موقع قريبة من نقطة التسليم وأدنى منها، وقياس مستوى موثوق وإنذارات على خزان الاستلام، وتصميم يسمح بتفريغ الخط بالكامل بعد انتهاء العملية.

يُشرح المنطق العام لتفريغ الصهاريج، بما في ذلك جانب السحب وفصل الغاز والتحقق من الكمية المستلمة، في صفحة أنظمة تفريغ الصهاريج. أما هذه الصفحة فتركّز على ما يميّز البيتومين: منتج يتصلّب عند التبريد، وقد يفور ويطفح عند ملامسة الماء، ويمكن أن يُطلق كبريتيد الهيدروجين (H2S) في الفراغ العلوي للخزانات.

مضخة في الموقع أم تفريغ بضغط المركبة؟

يمكن نقل البيتومين إما بضغط خزان المركبة أو بالضخ. وتشير الإرشادات الأوروبية لقطاع البيتومين إلى أن المضخة الأرضية المركّبة في موقع الاستلام هي الطريقة المفضّلة؛ إذ يقلّ بغياب التفريغ بالضغط خطرُ الرشّ غير المنضبط للبيتومين الساخن، وخطر انهيار الخراطيم والشفاه، وتكوّن موجة على سطح المنتج في الخزانات الأفقية الصغيرة. أما في التفريغ بالضغط فيكون خزان المركبة تحت الضغط، في حين أن خزانات تخزين البيتومين لا تُصمَّم كأوعية ضغط، ولذلك يجب أن يتوازن الدخول مع قدرة التنفيس والخروج.

·         معدل الضخ والتنفيس: يُطابَق معدل مضخة الموقع مع قدرة تنفيس خزان المركبة لتجنّب الضغط السالب، ومع تنفيس نظام التخزين لتجنّب الضغط الزائد.

·         تنفيس المركبة: عند التفريغ بالمضخة يجب تنفيس خزان المركبة، ويُوصى بأن يتم ذلك من مستوى الأرض وألّا يبدأ التفريغ قبل فتح صمام التنفيس.

·         مضخة واحدة فقط: لا يُقبل تشغيل مضخة المركبة ومضخة الموقع في الوقت نفسه بسبب خطر الضغط الزائد في الخراطيم.

سلسلة الحرارة من المركبة إلى الخزان

يقع عزل خزان المركبة وأي تجهيزات تسخين على متنها ضمن مسؤولية مصنّع المركبة والناقل؛ فبعض خزانات نقل البيتومين مزوّدة مثلًا بدائرة زيت حراري تُسخَّن بموقد. وتبدأ مسؤولية الموقع عند شفة التسليم. فعندما يدخل البيتومين الساخن أنبوبًا باردًا يبرد بسرعة على الجدار ويضيّق المقطع الداخلي. ويعدّ دليل بريطاني لإدارة خزانات البيتومين هذا التبريد المفاجئ، إلى جانب طول الخطوط وكثرة الأكواع والنقاط الباردة وضعف التنفيس، من الأسباب الرئيسية للضغط الخلفي ولرذاذ البيتومين الذي قد ينطلق عند فصل الخرطوم.

لهذا يُوصى بقوة بتطبيق التتبع الحراري والعزل على المضخة والمصافي وخطوط التفريغ. لكن التسخين الزائد مشكلة أيضًا: فالتتبع الحراري الشديد السخونة أو المتروك طويلًا يكوّن رواسب كربونية (تفحّم) تضيّق الخط من جديد. ويصف الدليل ذاته ضبط التسخين قرب درجة حرارة الضخ الدنيا للصنف، وتشغيله قبل التسليم وإبقاءه مدة كافية بعده لتصريف الخط، ولا يُوصى بالتتبع الجزئي. وتُحدَّد درجة حرارة التخزين وفق صحيفة بيانات السلامة من المورّد، ويجب ألّا تتجاوز درجات الحرارة القصوى الآمنة للمناولة التي توصي بها Eurobitume، وهي 200 °C لبيتومين الرصف والبيتومين المعالَج بالهواء، و230 °C للبيتومين المؤكسد بشدة.

ترتيب المضخة والأنابيب

·         تُركَّب المضخة أقرب ما يمكن إلى شفة التسليم وعلى منسوب أدنى منها لتقليل كمية البيتومين في الأنابيب؛ ويسمح وجود فوهة السحب أسفل شفة مخرج المركبة بتفريغ الخط كاملًا قبل أن تفقد المضخة السحب.

·         تُبقى خطوط التفريغ قصيرة، وتُمدّ بميل نحو الخزان لا أفقيًا، ويُقلَّل عدد الأكواع إلى الحد الأدنى.

·         يكون الأنبوب بين شفة التسليم والخزان صلبًا لا مرنًا، ويُوصى بغطاء واقٍ للشفة من رذاذ البيتومين الساخن، وصمام طرفي خلف الشفة يمكن إغلاقه في الطوارئ، وقفل توصيل خاص بكل خزان لمنع التفريغ في الخزان الخطأ.

·         توضع خزانات البيتومين المعدَّل بالبوليمر والمؤكسد في أقرب موقع إلى نقطة التفريغ للحد من خطر انسداد الخطوط.

أما اختيار نوع المضخة وإحكامها وأسلوب التشغيل على البارد للأصناف عالية اللزوجة فموضوع هندسي مستقل تتناوله صفحة نقل البيتومين عالي اللزوجة.

خزان الاستلام: المستوى والإنذارات والحيّز الفارغ

تعتمد سلامة التفريغ اعتمادًا كبيرًا على خزان الاستلام. فالإرشادات تدعو إلى مقياس محتوى معايَر يُرى من نقطة التفريغ، وإنذار مستوى مرتفع، وإنذار ثانٍ للمستوى المرتفع جدًا يعمل مستقلًا عن المقياس. وعند أي إنذار أو عطل يجب أن تتوقف مضخة الموقع تلقائيًا، وأن تنتقل الصمامات إلى وضع آمن، وألّا يُعاد التشغيل قبل تحديد السبب وإزالته. وقبل كل تسليم يتأكد الموقع من توفر حيّز فارغ يتسع للحمولة مع هامش أمان قدره 10 % كما ورد في الإرشادات، ومن صحة توصيل الخزان ومطابقة الصنف لمستندات التسليم.

ويشكّل الماء خطرًا مستقلًا؛ إذ يتحول الماء الملامس للبيتومين الساخن إلى بخار فجأة وقد يفور المنتج ويطفح (Boil-over). لذلك يجب التحقق بإجراء موثّق من خلوّ الخزانات من الماء عند إعادتها إلى الخدمة بعد الصيانة أو التوقف الطويل. كما يُطلب تقليل الهواء المدفوع إلى الخزان في نهاية التسليم لأنه يزيد خطر تكوّن جو قابل للاشتعال في الفراغ العلوي.

الكمية المستلمة وعينة القبول

كثيرًا ما تُقبل كميات البيتومين على أساس الميزان الجسري، أي الفرق بين وزن المركبة محمّلة وفارغة، أو على أساس مستند التسليم؛ ويمكن أيضًا تركيب عدّاد تدفق كتلي بغلاف تسخين على خط التفريغ. وإذا استُخدم عدّاد فيجب توقّع دخول الهواء إلى الخط في بداية التفريغ ونهايته، وقد كان ذلك معيارًا حاسمًا في اختيار العدّاد في أحد أمثلة التطبيق لدى إحدى الشركات المصنّعة. ويُوصى كذلك بمطابقة المخزون مع مقياس الخزان. ويتطلب التحويل بين الكتلة والحجم كثافة البيتومين المرتبطة بدرجة الحرارة. وتتناول صفحة وحدات قياس البيتومين تفاصيل العدّاد.

لا تؤخذ عينة القبول من المركبة أو الخراطيم ما لم تتوفر تجهيزات مصممة لذلك بأمان. وعند الحاجة إلى العينة يُستخدم صمام عينات مخصّص ومركّب بشكل دائم على خزان التخزين أو أنابيبه في موضع محمي.

كبريتيد الهيدروجين والتحكم في الأبخرة

قد يحتوي الفراغ العلوي لخزانات البيتومين عند درجات الحرارة المرتفعة على H2S بتراكيز خطرة. وبناءً على تقييم المخاطر في الموقع تشمل الضوابط تحديد المناطق، ولوحات إرشادية، وكواشف تُنذر عند اقتراب التركيز من حد التعرض المهني، وتهوية موضعية. ويجب أن تتوفر عند نقطة التسليم وسيلة إيقاف طارئ واضحة وسهلة الوصول لا تُعاد ضبطها ذاتيًا، ولوحة محلية تعرض للسائق حالة الخزان ومستواه وتتيح تشغيل المضخة وإيقافها.

مدخلات التصميم

دور TLY Enerji

تقدّم TLY Enerji في مشاريع نقاط استلام البيتومين دعمًا هندسيًا لتقييم ظروف العملية واختيار حلول القياس والمضخات والصمامات. وبحسب نطاق المشروع يمكن أن يشمل ذلك توريد أجهزة قياس المستوى ودرجة الحرارة والضغط ومقاييس التدفق والصمامات والمضخات، ودمجها في منطق تحكم وإنذار قائم على PLC، والتركيب الميداني والاختبار والتشغيل، ودعم الصيانة. ويُتفق على حدود المسؤولية عن التتبع الحراري والعزل والأعمال الميكانيكية من خلال المواصفة الفنية.

المعلومات اللازمة للتقييم

·         أصناف البيتومين المستلمة ودرجات حرارة التخزين الواردة في صحائف بيانات السلامة

·         أنواع المركبات الواردة ومقاس شفة المخرج ومنسوبها وإمكانية التنفيس الأرضي

·         زمن التفريغ أو معدل التدفق المستهدف

·         عدد خزانات التخزين وسعتها والمقاييس والإنذارات القائمة

·         مسار الخط وطوله وفروق المنسوب من نقطة التسليم إلى كل خزان

·         مصادر التسخين المتاحة: كهرباء أو بخار أو زيت حراري

·         أساس قبول الكمية: ميزان جسري أو مستند تسليم أو عدّاد

·         تصنيف المناطق الخطرة ونتائج تقييم مخاطر H2S

صفحات ذات صلة

·         أنظمة نقل البيتومين عالي اللزوجة: نوع مضخة الموقع وإحكامها وإدارة التشغيل على البارد.

·         الأنابيب المغلّفة وأذرع التعبئة للبيتومين: أسس التصميم عند اختيار خط مغلّف بدل التتبع الحراري.

·         وحدات قياس البيتومين: إدارة الحرارة والغاز عند قياس الكمية المستلمة بعدّاد.

·         أنظمة تفريغ الصهاريج: بنية التفريغ العامة المستقلة عن نوع السائل والتحقق من الكمية.

·         منشآت البيتومين: نظرة عامة على متطلبات التعبئة والقياس والسلامة في قطاع البيتومين.

الأسئلة الشائعة

لماذا يُفضَّل تفريغ البيتومين بمضخة الموقع بدل ضغط المركبة؟

في التفريغ بالضغط يكون خزان المركبة مضغوطًا، فإذا انهار خرطوم أو شفة قد يُرش البيتومين الساخن، كما أن خزانات التخزين ليست أوعية ضغط. وتقلّل المضخة الأرضية هذه المخاطر وتسهّل تفريغ الخط بعد التسليم، ولذلك تعدّها إرشادات القطاع الطريقة المفضّلة، مع وجوب اختيارها ضمن النظام كاملًا واستنادًا إلى دراسة للمخاطر.

ما درجة الحرارة التي يجب أن يبقى عندها خط التفريغ؟

لا توجد قيمة واحدة. الحد الأدنى هو درجة حرارة الضخ الدنيا للصنف المستمدة من بيانات اللزوجة والحرارة، والحد الأعلى تحدده صحيفة بيانات السلامة ودرجات Eurobitume القصوى الآمنة للمناولة. ولأن التسخين الزائد أو الطويل قد يسبب التفحّم، ينبغي تحديد نقطة الضبط ومدة التشغيل في إجراء مكتوب.

متى يجب أن تتوقف مضخة التفريغ تلقائيًا؟

يجب أن تتوقف المضخة والمعدات المرتبطة بها معًا عند إنذار المستوى المرتفع أو المرتفع جدًا المستقل، أو الإيقاف الطارئ، أو الإغلاق غير المتوقع لأي صمام، أو أي عطل في النظام. ولا يُعاد التشغيل قبل التحقق من السبب ومعالجته، ولا يُسمح للسائق بإعادة ضبط الإنذار بنفسه.

لماذا يُعد وجود الماء في خزان الاستلام أمرًا حرجًا؟

عندما يلامس البيتومين الساخن الماء يتحول الماء إلى بخار فجأة وقد يفور المنتج ويطفح. ويبرز هذا الخطر خاصة في الخزانات العائدة إلى الخدمة بعد صيانة أو توقف طويل، لذا يجب التحقق بإجراء موثّق من خلوّها من الماء ومنع دخول مياه الأمطار والتكثّف.

هل تُعتمد الكمية المستلمة على العدّاد أم على الميزان؟

كلاهما ممكن، ويتوقف الاختيار على العقد التجاري وترتيب الموقع. يعطي الميزان الجسري الكتلة من الفرق بين الوزن المحمّل والفارغ، أما العدّاد فيحتاج إلى جسم مسخَّن وتصميم يتعامل مع دخول الهواء في بداية التفريغ ونهايته. ويُحدَّد انطباق متطلبات المترولوجيا القانونية وفق التشريعات الوطنية.