براساس گزارش انجمن نفت آمریکا (API)، رتبه سوم در رخدادهای ایمنی فرآیند سطح یک در صنایع پالایشگاهی از سال 2011 الی 2014 مربوط به نشتی از پمپ¬ها می-باشد. داده¬های سازندگان مواد پتروشیمی و سوخت آمریکا نشان می¬دهند که نشتی مکانیکال سیل¬ها عمده-ترین عامل خرابی پمپ¬ها در گزارشات می¬باشد. اطلاعات منتشر شده توسط HSE Hydrocarbon نشان می-دهند که خرابی مکانیکال سیلهای دوبل بسیار کمتر از مکانیکال سیلهای تک نصب شده بر روی پمپ می¬باشند. با این حال، ممکن است که شرکت¬های EPC در یک پروژه که هزینه ثابت برای آن در نظر گرفته شده است، انگیزه¬ایی جهت انتخاب یک سیستم آببند با هزینه بیشتر نداشته باشند؛ مگر آنکه کارفرما دستور العمل¬های مشخصی دراین خصوص تهیه کرده باشد. اما ممکن است کارفرما اینگونه دستور العمل¬ها را در اختیار نداشته باشد و یا این دستور العمل¬ها مبهم باشند. از سوی دیگر ممکن است که EPC، بدون دلیل مشخص یک سیستم آببند پیچیده انتخاب کند که موجب هزینه¬های غیر ضرور براساس سیستم کنترل ریسک گردد.
ویرایش چهارم API 682، در سال 2014 ارائه گردید که در ضمیمه A آن رَوند انتخاب مکانیکال سیل ذکر گردیده است تا مشخص گردد که چه سیستم آببند پیشنهادی جهت جلوگیری از خطر آتش¬سوزی و تشکیل بخار نیاز است. این مقاله، به منظور توسعه یک روش جهت ارزیابی ریسک آتش¬سوزی و تشکیل بخار منجر به خرابی مکانیکال سیل از مقادیر آستانه انتشار مواد مختلف براساس API 754 و همچنین بهره¬گیری از جنبه¬های رویکرد مبتنی بر ریسک طبق طبقه بندی ناحیه (EI15 4th Edition)، استفاده می¬نماید تا یکی از سه Arrangement 1، 2 و 3 را برای شرایط مورد نظر تعیین گردد. برخی از کاربردهای معمول در رویکرد مبتنی بر ریسک مجددا در نظر گرفته شده¬اند تا تاثیر بالقوه و احتمالی که مهندسان ممکن است در عملکرد ایمن فرآیند در حین طراحی در نظر گیرند، مورد توجه قرار گیرد.

سلب مسئولیت
اطلاعات و مطالب ذکر شده در این مقاله صرفا جهت اطلاع می¬باشد. انتخاب مکانیکال سیل باید طبق API 682 و براساس تجربه سازنده/مصرف کننده نهایی صورت پذیرد.

مقدمه
انتخاب یک سیستم آببند مناسب یک موضوع چند وجهی می¬باشد. اهداف انتخاب مکانیکال سیل (براساس API 682) عبارتند از:
– دارای قابلیت اطمینان (کارکرد مداوم سیل به مدت 25.000 ساعت)
– جلوگیری از نشت ترکیبات اُرگانیک آلی فرار که بصورت بالقوه منجر به تاثیرات زیست محیطی و/یا اثر مخرب بر روی سلامتی انسان می¬گردند.
پتانسیل نشت سیال فرآیند به اتمسفر برای Arrangementهای مختف در جدول ذیل توصیف گردیده است.

مکانیکال سیل دوبل		مکانیکال سیل تک
Arrangement 3	Arrangement 2	Arrangement1
عدم نشت سیال به اتمسفر به دلیل وجود سیال واسطه	نشت سیال بصورت کنترل شده به اتمسفر	نشت سیال به اتمسفر مجاز است
جدول 1

هزینه همیشه یک فاکتور مهم در انتخاب تجهیزات می-باشد. به دلیل هزینه خرید اولیه و تعمیرات جاری، هزینه¬های دوره¬ایی مکانیکال سیلهای دوبل بیش از مکانیکال سیل تک می¬باشد، بنابراین از مکانیکال سیلهای دوبل تنها در کاربردهای خاص استفاده می¬شود.
اغلب، خصوصیات مکانیکال سیل توسط متخصصان تجهیزات دوار تعیین می¬گردد و به ندرت، مصرف کننده نهایی و سازنده درگیر بحث ایمنی فرآیند می¬گردند. جنبه¬های ایمنی فرآیند، از قبیل عواقب و ریسک خرابی مکانیکال سیل، به عنوان ملاحضات ثانویه، در API 682 و همچنین در عمل در نظر گرفته می¬شوند.

ویرایش دوم API 682، در ابتدا شامل این سوال بود که ” آیا نشتی نرمال از یک سیل با Arrangement 1 or 2 منجر به تشکیل یک بخار غیر قابل قبول یا خطر آتش¬سوزی مشخص شده در دستورالعمل¬ها/ الزامات کارفرما یا قوانین محلی می¬شود؟” با این حال، ممکن است کارفرما اینگونه دستور العمل¬ها را در اختیار نداشته باشد و یا ممکن است این دستور العمل¬ها دارای ابهام باشند.
در ویرایش چهارم API 682 یک روش جدید و جایگزین برای انتخاب سیستم آببند با استفاده از اطلاعات دیتاشیت ایمنی گنجانده شده است. اساس این روش مشخص نیست، اما با بررسی منطق انتخاب آببند می¬توان دریافت که اثرات سوء ناشی از نشتی مداوم مکانیکال سیل موضوع و نگرانی اصلی در این روش می¬باشد. از سوی دیگر، جهت ارزیابی مناسب بخار یا خطر آتش-سوزی، اطلاعات بیشتری باید مدنظر قرار گیرد که در دیتاشیت ایمنی مواد قید نگردیده¬اند.
در این مقاله اهمیت جنبه¬های ایمنی فرآیند برای انتخاب مکانیکال سیل پمپ گریز از مرکز کمتر از جنبه¬های هزینه¬ایی، آلودگی و قابلیت اطمینان نمی¬باشد. هر یک از این شاخصه¬ها می¬توانند بر روی سیستم آببند با یکپارچگی بیشتر آن تاثیر بگذارد.

پیش زمینه
API سالیانه یک گزارش براساس اطلاعات ارسال شده از سوی شرکت¬های نفتی آمریکایی منتشر می¬کند. براساس گزارش سال 2014 مشخص گردید که پمپ¬ها سومین عامل مهم در سطح یک رخدادهای ایمنی (T-1 PSE) می¬باشند (طبق جدول ذیل).

رخدادهای ایمنی فرآیند	عامل انتشار
39%	سیستم لوله­کشی
18%	مخازن ذخیره اتمسفریک
8%	پمپ
جدول 2

شایان ذکر است که تلاش¬های قابل توجه¬ایی در خصوص نقاط و حالت¬های نشتی و انتشار آلایندگی صورت گرفته است، بعنوان مثال، تمهیدات جدید جهت جلوگیری از سرریز مخازن که پس از حادثه بانسفیلد تعیین گردیده-اند. توسعه و رعایت استانداردهای ایمنی مشابه برای پمپ¬ها نیز می¬تواند تعداد رخدادهای سطح یک ایمنی را برای پمپ¬ها بطور قابل توجه¬ایی کاهش دهد. سازندگان سوخت و پتروشیمی آمریکا (AFPM) یک سامانه مشترک ثبت رخداد را برای اعضایش تدارک دیده است. ارسال رویدادها به این سامانه بصورت داوطلبانه بوده و لذا اطلاعات همه رخدادها در این سامانه قید نمی¬شود. با این حال، در بازه زمانی سال 2011 الی 2013، حدود 60% رخدادهای ایمنی سطح 1 و 2 که آلایندگی پمپ تشخیص داده شده است، مربوط به خرابی¬های مکانیکال سیل می¬باشند. این آمار تعجب آور نمی¬باشد، زیرا مکانیکال سیلها ذاتاً بعنوان نقطه ضعف در طراحی پمپ در نظر گرفته می¬شوند و اگر خرابی احتمالی مکانیکال سیل اثرات بسیار مخربی و جبران ناپذیری داشته باشد از پمپ¬های بدون مکانیکال سیل استفاده می¬گردد.
هیچ یک از اطلاعاتAPI و AFPM تمایزی بین پمپ-های با مکانیکال سیل تک و دوبل قائل نمی¬شوند. با این حال، طبق اطلاعات HSE Hydrocarbon، تعداد تکرار نشتی از مکانیکال سیلهای تک بیش از مکانیکال سیلهای دوبل می باشد.

تعداد تکرار نشتی	نوع مکانیکال سیل
0.0109 به ازای هر پمپ در سال	تک
0.0088 به ازای هر پمپ در سال	دوبل
جدول 3

همانطور که انتظار داریم، تعداد نشتی از مکانیکال سیل دوبل کمتر از مکانیکال سیل تک می¬باشد، اما تفاوت چندانی بین این دو نوع مکانیکال سیل در این خصوص وجود ندارد. تعداد نشتی مکانیکال سیل که در جدول فوق توصیف گردیده است، برای همه میزان¬های نشتی می¬باشد. اما نرخ نشتی از مکانیکال سیل پمپ متغیر می-باشد. تجزیه و تحلیل سایز سوراخ معادل در برابر تعداد تجمعی نشتی براساس گزارش HSE Hydrocarbon توسط کارگروه کلاس¬بندی نواحی موسسه انرژی انگلیس انجام گرفته است که بصورت خلاصه در جدول ذیل مشخص گردیده اند.

سایز سوراخ (میلیمتر)
سطح سه تعداد نشتی 0.001-0.0001 به ازای هر تجهیز در سال	سطح دو تعداد نشتی 0.01-0.001 به ازای هر تجهیز در سال	سطح یک تعداد نشتی بیش از 0.01 به ازای هر تجهیز در سال	نوع تجهیز
10	5	2	مکانیکال سیل تک با throttle bush
10	2	1	مکانیکال سیل دوبل
جدول 4

جدول فوق نمایانگر این است که در سطوح 1 و 2، سایز سوراخ معادل برای مکانیکال سیل دوبل به طور تقریبی نصف مکانیکال سیل تک می¬باشد. به عبارت دیگر، برای یک شرایط مشابه کارکرد و تعداد نشتی، نرخ جریان نشتی برای مکانیکال سیل تک بیش ار مکانیکال سیل دوبل است که میزان قابل توجه می¬باشد (توجه گردد که خرابی¬های سطح سه مستقل از نوع سیستم آببند فرض شده است).
اطلاعات مختصر ارائه شده در این بخش نشان می¬دهد که خطر آتش سوزی و بخار برای مکانیکال سیل تک بیش از مکانیکال سیل دوبل می¬باشد.
حال چگونه می¬توان تعیین کرد که آیا میزان خطرپذیری قابل قبول است یا آیا خصوصیات یک مکانیکال سیل مناسب است؟

انتخاب مکانیکال سیل براساس روش مبتنی بر ریسک
مکانیکال سیلها بطور نرمال دارای نشتی با نرخ¬های جریان پایین هستند. بنابراین جهت دخیل نمودن جنبه-های ایمنی فرآیند در انتخاب مکانیکال سیل پیشنهاد می شود که کلمه “نرمال” را با “قابل پیش بینی” در این سوال جایگزین کنیم “آیا نشتی نرمال از یک Arrangement 1 یا Arrangement 2 خطر آتش-سوزی یا بخار را منجر می شود؟”.
API 754 حوادث با عواقب وخیم را تحت عنوان T-1 PSE دسته¬بندی کرده ¬است. T-1 PSE یک نشتی غیر برنامه¬ریزی شده و غیر قابل کنترل از هر ماده¬ایی است که منجر به یک یا چند پیشامد تعریف شده می¬شود (نشتی ماده که بیش از تعداد آستانه نشتی ماده در بازه زمانی یک ساعته رخ دهد).
نشتی های قابل اشتعال در ابتدا، در این مقاله روش انتخاب مکانیکال سیل مبتنی بر ریسک برای نشتی قابل اشتعال بسط داده می¬شود.

گام اول:
تعیین سطح آستانه انتشار ماده براساس API 754 برای تجهیز نصب شده در فضای سربسته یا محیط باز.

گام دوم:
در این مقاله فرض گردیده است که کل خطر انفرادی (IR) برای یک شخص شاغل در خشکی برابر 0.001 در سال است. روش مبتنی بر ریسک EI15 برای نواحی کلاس¬بندی شده پیشنهاد می¬کند که سطح قابل قبول IR برای یک مرگ ناشی از حریق تصادفی به دلیل انتشار درجه دو (〖IR〗_(ignited release)) باید 10% کل IR باشد (بطور مثال 0.1×0.0001=0.00001/year) و طبق معادله زیر محاسبه می گردد:

〖IR〗_(ignited release) (per yr)= F_flam×P_ign×P_occ×V×N_range

EI15 پیشنهاد می کند که از مقدار 10درصد IR باید برای درنظر گرفتن دیگر موارد تاثیرگذار استفاده شود، مانند: رخدادهای فرآیندی، از قبیل انفجارها، آتش سوزی ها، انتشار موارد سمی رخدادهای غیر فرآیندی، مانند خطرات کاری و حوادث حین حمل و نقل. با این حال، ممکن است مقادیر دیگر برای 〖IR〗_(ignited release) استفاده گردد که بستگی به الزامات شرکتی و شرایط خاص سایت دارد.
EI15 پیشنهاد می کند که از 0.01 مقدار آسیب پذیری (V) مرگ به ازای هر نشتی تصادفی در Zone 2 استفاده گردد که تا عواملی مانند سمت و سوی انتشار و احتمال فرار از نشتی لحاظ گردد که براساس سوابق و داده¬های موجود تخمین مناسبی است. توجه گردد که اگر دمای سیال بیش از دمای جرقه باشد، مقدار احتمال بروز جرقه در خارج از Zone 2 (P_ign) باید 1 منظور گردد.

ضمنا، دقت نمایید که تعداد منابع نشتی در محدوده شخص (N_range) باید تمام منابع درجه 2 انتشار (نه فقط پمپ ها) را شامل شود.

از سوی دیگر، مقادیر معمول برای احتمال حضور شخص در ناحیه خطرناک (P_ign، P_occ، N_range) در EI15 قید گردیده است ولی باید اعتبار این مقادیر با در نظر گرفتن شرایط خاص سایت بررسی شود.
تکرار نشتی قابل اشتعال در Zone 2 (F_flam) را با استفاده از معادله بالا محاسبه نمایید. معولا، اگر از EI15 استفاده گردد، تکرار انتشار تنها یکبار برای یک تاسیسات محاسبه می¬شود.

گام سوم
اثر نشتی بستگی به سایز سوراخ معادل دارد که می¬توان با استفاده از جدول شماره 4 برای مکانیکال سیل تک آن را تعیین نمود.

گام چهارم
همچنین، اثر نشتی به خصوصیات سیال فرآیند، مانند خطر ذاتی سیال (نقطه جوش و جرقه) و نیز ماکزیمم دما و فشار مجاز و …، وابسته است.
نرخ نشتی و تعداد نشتی در یک ساعت را می¬توان هم با ابزار¬های مدل سازی و هم با استفاده از اطلاعات جدول در EI15 که براساس سیالات مختلف است، تعیین نمود . شایان ذکر است که ویرایش چهارم EI15 شامل برخی تحلیل¬های با دقت بیشتر است تا در برخی سیالات با حساسیت بالا، ازاین نوع تحلیل استفاده گردد.
برای نشتی¬های با قابلیت اشتعال، رابطه بین دسته¬بندی نشتی آستانه API 754 و دسته¬بندی سیال EI15 در جدول شماره 5 نشان داده شده است. توجه گردد که برای موادی که نقطه جرقه آنها بین 21 و 23 درجه سانتیگراد است، قبل از تعیین گروه سیال، IP بطور مستقیم با استفاده از نقطه جرقه استخراج گردد.

گام پنجم
جهت تعیین اینکه آیا خرابی Arrangement 1 باعث خطرسطح یک می¬شود یا خیر، تعداد نشتی محاسبه شده در گام چهار با آستانه تعداد مشخص شده در گام یک مقایسه گردد:

– اگر تعداد نشتی گام 1 بزرگتر از تعداد محاسبه شده در گام 4 باشد، می¬توان نتیجه گرفت که Arrangement 1 منجر به تشکیل بخار غیر قابل قبول و یا خطر آتش سوزی نمی شود و Arrangement 1 را می توان انتخاب کرد، مگر آنکه دیگر عوامل از قبیل قابلیت اطمینان یا الزامات آلودگی جهت انتخاب Arrangement دیگر را موجب گردد.

C	N/A	C	N/A	C	A	کارکرد زیر نقطه جوش و عدم امکان نشتی بصورت مِه	گروه سیال
C	C	C	C	C	A	نشتی می­تواند بصورت مِه می­باشد
B	N/A	B	N/A	B	A	کارکرد در بالای نقطه جوش
بله	خیر	بله	خیر	بله	بله	کارکرد در بالای نقطه اشتعال	IP
نقطه جرقه 100-55 ˚C	نقطه جرقه 100-55 ˚C	نقطه جرقه 55-21 ˚C	نقطه جرقه 55-21 ˚C	نقطه جرقه کمتر از 21˚C	LPG	توصیف سیال
III	III	II	II	I	0	کلاس
17				25 یا 36		گروه انتشار براساس API 754
جدول 5

– اگر تعداد نشتی گام 4 بزرگتر از تعداد محاسبه شده در گام 1 باشد، می¬توان نتیجه گرفت که Arrangement 1 موجب تشکیل بخار غیر قابل قبول و یا خطر آتش سوزی گردیده و مراحل 3، 4 و 5 با استفاده از سایز سوراخ معادل برای مکانیکال سیل دوبل باید تکرار گردد.

گام ششم
اگر Arrangement 1 موجب تشکیل بخار غیر قابل قبول و یا خطر آتش¬سوزی گردد، تعداد نشتی در گام چهار برای مکانیکال سیل دوبل با آستانه تعداد مشخص شده در گام یک مقایسه گردد:
اگر تعداد نشتی گام 1 بزرگتر از تعداد محاسبه شده در گام 4 باشد، می¬توان نتیجه گرفت که Arrangement 2 منجر به تشکیل بخار غیر قابل قبول و یا خطر آتش¬سوزی نمی¬شود و Arrangement 2 را می¬توان انتخاب کرد، مگر آنکه دیگر عوامل از قبیل قابلیت اطمینان یا الزامات آلودگی انتخاب Arrangement دیگر را موجب گردد.
اگر تعداد نشتی گام 4 بزرگتر از تعداد محاسبه شده در گام 1 باشد، می¬توان نتیجه گرفت که Arrangement 2 موجب تشکیل بخار غیر قابل قبول و یا خطر آتش¬سوزی گردیده و لذا، Arrangement 3 را باید استفاد نمود.

نشتی های سمی
انتخاب مکانیکال سیل براس نشتی¬های اشتعال¬زا را می¬توان برای سیال¬های سمی نیز با برخی اصلاحات بکار برد. معادله سطح قابل قبول IR برای یک مرگ ناشی از نشتی سمی تصادفی به شرح ذیل است:

〖IR〗_(toxic release) (per yr)= F_toxic×P_occ×V×N_range

همانطورکه مشخص است، پارامتر P_ign حذف گردیده است، زیرا این پارامتر مربوط به نشتی¬های سمی نیست. طبق سوابق و اطلاعات بررسی شده، مقدار آسیب پذیری (V) بزرگتر از حالت نشتی اشتعال ¬زا و یا 0.1 مرگ¬های ناشی در هر نشتی سمی تصادفی که در محدوده موثر نشتی باشد در نظر گرفته می¬شود. ممکن است لازم باشد سهم کل IR مربوط به انتشارهای سمی توسط QRA تعیین شود، زیرا ممکن است در همه موارد یک مقدار واحد منطقی نباشد.
اینگونه استنباط گردیده است که میزان تعداد نشتی سمی بسیار مشابه به نشتی سطح سه می¬باشد، بخصوص در مواقعی که تعداد نفرات زیاد یا منابع انتشار سمی متعدد در محوده کاری وجود داشته باشد. همانگونه که در جدول شماره 4 مشخص گردیده است، خرابی های سطح 3 مستقل از نوع Arrangement می باشد و بنابراین اگر معلوم گردد که استفاده از Arrangement 1 خطر انتشار بخار سمی را دارد، برای Arrangement های پیشرفته¬تر نیز باید عین مراحل ذکر شده در این مقاله طی گردد. در چنین شرایطی، Arrangement 3 را می¬توان استفاده نمود و تحلیل بیشتر ریسک جهت کاهش خطر بکار گرفته خواهد شد (مانند سیستم اعلام خطر نشتی). چون فقط غلظت محاسبه شده ماده سمی منتشر شده با مقدار آستانه مواد مقایسه شود، بنابراین، غلظت کمتر ماده سمی در سیال پمپ شونده باید از میزان مقدار آستانه کمتر باشد.

محاسبات نمونه

مثال شماره یک: یک پمپ حاوی سیال LPG با بیشینه فشار کاری مجاز 10 bar
پمپ در فضای باز نصب است، نوع سرویس Isobutene و بیشینه فشار کاری مجاز 10 bar و دمای فرآیند 20 درجه سانتیگراد است.
اغلب افراد در معرض خطر، 100% زمان کاری را در سایتی با محیط خطرناک که دارای منابع متعدد با احتمال نشتی و آتش سوزی است سپری می¬نمایند.
اطلاعات ورودی
نقطه جرقه 107- و نقطه جوش 12- درجه سانتیگراد
P_occ برابر با 0.220 و N_range برابر با 30 در نظر گرفته شده است.
P_ign برابر با 0.1
گام اول:    Isobutene در گروه 5 نشتی قرار دارد و لذا تعداد آستانه نشتی برابر با 500 کیلوگرم است.

گام دوم:   F_flam=(0.0001 per year)⁄(0.1×0.220×0.01×30)=1.52×〖10〗^(-3)، بنابراین، جزء سطح 2 تکرار نشتی قرار می گیرد

گام سوم: قطر سوراخ معادل (برای مکانیکال سیل تک) برابر 5 میلیمتر
گام چهارم: IP برابر صِفر و براساس EI15 سیال جزء گروه A است. لذا نرخ نشتی برابر با 0.4 kg⁄s
گام پنجم: 0.4 kg⁄s یا 1.440 کیلوگرم در یک ساعت، از میزان 500 کیلوگرم بیشتر است و بنابراین Arrangement 1 مناسب نمی¬باشد.
گام ششم: قطر سوراخ معادل (برای مکانیکال سیل دوبل) برابر 2 میلیمترو نرخ نشتی برابر با 0.06 kg⁄s می¬باشد.
0.06 kg⁄s یا 216 کیلوگرم در یک ساعت کمتر از 500 کیلوگرم است و لذا Arrangement 2 مناسب این شرایط می-باشد، مگر اینکه دیگر عوامل مانند قابلیت اطمینان یا الزامات آلایندگی باعث تقویت Arrangement مکانیکال سیل گردد.
این انتخاب مطابق با منطق انتخاب مکانیکال سیل است که براساس دیتاشیت ایمنی متریال در API682 (برای سیال گروه III با SG<0.7 و ایجاد جرقه در دمای پمپ) می¬باشد.
با این حال، ممکن است برای یک شرایط مشابه ولی با درجه EX متفاوت، یک Arrangement دیگر براساس انتخاب مبتنی بر ریسک معین گردد. بنابراین، صنایع برای جلوگیری از چنین حالتی، ممکن است یک استاندارد حداقلی برای کارکردهای خاص تعیین نماید.
مثال شماره دو: پمپ تامین آب با حداکثر 1% نفت
پمپ در فضای باز نصب می¬باشد، بیشینه فشار کاری مجاز 5 bar و دمای فرآیند 40 درجه سانتیگراد است.
اغلب افراد در معرض خطر، 100% زمان کاری را در سایتی با محیط خطرناک که دارای منابع متعدد با احتمال نشتی و آتش سوزی است حضور دارند.
اطلاعات ورودی
فرض گردیده است که نفت خام دارای نقطه جرقه کمتر از 21 و نقطه جوش بالای 35 درجه سانتیگراد است.
P_occ برابر با 0.220 و N_range برابر با 30 در نظر گرفته شده است.
P_ign برابر با 0.003
گام اول: براساس گروه 6 نشتی، تعداد آستانه نشتی برابر با 1000 کیلوگرم است.
گام دوم: براساس کلاس¬بندی ناحیه، سطح 2 برای تکرار نشتی منظور می¬گردد.
گام سوم: قطر سوراخ معادل (برای مکانیکال سیل تک) برابر 2 میلیمتر
گام چهارم: IP برابر یک و براساس EI15 سیال جزء گروه C است. لذا نرخ نشتی برابر با 0.006 kg⁄s
گام پنجم: 0.006 kg⁄s یا 2 کیلوگرم در یک ساعت، از میزان 1000 کیلوگرم کمتر است و بنابراین Arrangement 1 مناسب می¬باشد. با این حال ممکن است به دلیل کثیف بودن سرویس و در نظر گرفتن نگرانی¬های مربوط به قابلیت اطمینان، Arrangement 2 مشخص گردد.
مثال شماره سه: پمپ حاوی اسید هیدروفلوئوریک
پمپ در فضای باز نصب می¬باشد، بیشینه فشار کاری مجاز 10 bar و دمای فرآیند 40 درجه سانتیگراد است.
اغلب افراد در معرض خطر، 5 ساعت در روز را در سایتی با محیط خطرناک که دارای منابع متعدد با احتمال نشتی و آتش سوزی است حضور دارند.
اطلاعات ورودی
P_occ برابر با 0.13 و N_range برابر با 5 در نظر گرفته شده است.
گام اول: اسید هیدروفلوئوریک براساس گروه 5 نشتی، دارای تعداد آستانه نشتی برابر با 500 کیلوگرم است.
گام دوم: براساس یک QRA انجام شده است، مقدار IR برای فرد در مجاورت منطقه حاوی اسید هیدروفلوئوریک تقریباً 0.001 و سهم حوادث سمی 20٪ است. بنابراین:
F_toxic=(0.2×.001)⁄(0.13×0.1×5)=3.8×〖10〗^(-4)
بنابراین، تعداد نشتی سطح 3 در نظر گرفته می¬شود.
گام سوم: قطر سوراخ معادل برابر 10 میلیمتر
گام چهارم: براساس EI15 سیال جزء گروه C است. لذا نرخ نشتی برابر با 1.7 kg⁄s
گام پنجم: 1.7 kg⁄s یا 6.120 کیلوگرم در یک ساعت، از میزان 500 کیلوگرم بیشتر است و بنابراین Arrangement 1 مناسب نمی¬باشد. لذا، یک Arrangement 3 می¬تواند برای کاهش ریسک¬پذیری مورد استفاده قرار گیرد.

نتیجه گیری
بسیاری از شرکت¬ها معیارهای ایمنی را پس از وقوع حادثه گردآوری و گزارش می¬کنند، بطور مشخص در T-1 PSE. بدین صورت عملکرد آنها در مقایسه با دیگر شرکت¬ها سنجش می¬شود. برخی از این داده¬ها امکان کاهش وقوع خرابی¬های مکانیکال سیلهای پمپ را موجب می¬گردند.
T-1 PSE بعنوان معیاری برای حوادث با اثرات سوء می-باشد و بنابراین، اگرچه استفاده از این تعریف در فلسفه طراحی تجهیزات مانند انتخاب مکانیکال سیل پمپ اختیاری است، اما منطقی به نظر می رسد و منجر به طراحی یک Arrangement آببندی به منظور جلوگیری از وقوع حوادث با اثرات بزرگتر میگردد که باعث بهبود عملکرد ایمنی فرآیند می¬شود. حساسیت رویکرد مبتنی بر ریسک در این مقاله براساس تعریف T-2 PSE انجام گرفته است که منجر به انتخاب Arrangementهای پیچیده¬تر در مقایسه با تجارب صنعتی می¬گردد. بطور متقابل، مثال¬های ارائه شده در این مقاله در برخی موارد در مقایسه با رَوند انتخاب مکانیکال سیل و نمونه¬های صنعتی جاری، محافظه¬کارانه بنظر می-رسند.
درک خطرات بالقوه خرابی مکانیکال سیل پمپ، نیازمند فهم خطرات ذاتی سیال، شرایط کارکرد تجهیز و … می-باشد.
این روش مبتنی بر ریسک برای انتخاب مکانیکال سیل یک رَوند سازگار و تکرار پذیر را ارائه می¬کند که پیروی از آن ساده می¬باشد. این روش می¬تواند بعنوان اساس ایمنی فرآیند برای انتخاب مکانیکال سیل یا صحت سنجی انتخاب مکانیکال سیل توسط سازنده استفاده گردد.
انتخاب مکانیکال سیل یک موضوع چند وجهی است. این روش مبتنی بر ریسک تنها جنبه¬های ایمنی فرآیند را جهت انتخاب َArrangement آببند لحاظ می¬نماید. تجربه مهندسی مناسب هم برای سازنده و هم مصرف کننده نهایی نیز ضروری است. ضمنا، لحاظ نمودن قابلیت اطمینان، الزامات سلامت فردی و زیست محیطی و همچنین هزینه¬های مربوطه نیز باید مدنظر قرار گیرند.
خاطر نشان می گردد که روش مبتنی بر ریسک را می¬توان یرای انتخاب مکانیکال سیل در کمپرسورهای گریز از مرکز نیز بکار گرفت.

مراجع
 American Petroleum Institute, 2010, API Recommended Practice 754 First Edition, Process Safety Performance Indicators for the Refining and Petrochemical Industries
 American Petroleum Institute, 2014, API Standard 682 Fourth Edition, Pumps – Shaft Sealing Systems for Centrifugal and Rotary Pumps
 Energy Institute, 2015, EI15 Edition 4, Model Code of Safe Practice – Area classification for installations handling flammable fluids

گردآورنده: سجاد صداقت
کارشناس فروش پروژه، شرکت سیستمهای آببندی پارس