5.11. Пробоотборники

Пробоотборники типа ПСР позволяют производить полуавтоматический отбор пробы по всей высоте взлива продукта и слив пробы у основания резервуара.

Проба, отобранная полуавтоматическим пробоотборником типа ПСР, по своему составу точно соответствует составу продукта в резервуаре. Это достигается путем выделения в резервуаре столбика продукта по всей высоте взлива и слива его через систему пробоотборных и сливных труб в пробоотборную посуду. 

Таблица 6

Техническая характеристика пробоотборников типа ПСР 

Пробоотборник ПСР-4 (рис. 19) предназначен для отбора средних проб из вертикальных наземных резервуаров с нефтепродуктами, сырой нефтью или другими жидкостями, кинематическая вязкость которых не превышает 0,12 см/с при 50° С. Он состоит из трех основных узлов: верхнего люка, пробоотборной колонны и узла слива пробы. Верхний люк 5, установленный на крыше резервуара, служит для сообщения пробоотборной колонны с газовым пространством внутри резервуара. Пробоотборная колонна непосредственно отбирает пробу и отделяет ее от основной массы нефтепродукта. Она выполнена в виде вертикальной колонны трубок из нержавеющей стали, состоящих из двух и трех клапанных секций 3 и 2, соединительных труб 1 и концевой трубы 4. Число секций и соединительных труб в пробоотборнике определяется высотой резервуара. Секции 3 и 2, соединительные и концевая трубы соединены между собой фланцами. Герметичность соединений достигается поронитовыми прокладками 6. Пробоотборную колонну присоединяют к верхнему люку 5 и узлу слива пробы 8. Воздушные полости клапанных секций соединены между собой и с насосом узла слива пробы воздушной трубкой 7.

Клапанная секция (рис. 20) — это соединение двух или трех нормально закрытых клапанов с пробоотборными трубками 1. Во время отбора пробы клапаны под давлением воздуха, поступающего в воздушную полость, открываются, и нефтепродукт свободно проникает в пробоотборные трубки. После заполнения трубок клапаны закрываются возвратной пружиной 2 и доступ нефтепродукта в пробоотборные трубки прекращается.

Нормально закрытый клапан состоит из корпуса 5, внутри которого смонтирована сильфонная сборка 6, с направляющей втулкой 3 и пружиной 2. На штоке сильфона закреплена пробка 4, плотно закрывающая под действием пружины входное отверстие в корпусе клапана. В правой части корпуса установлен вкладыш 10, который гайкой 8 и резиновым кольцом 7 плотно прижат к сильфонной сборке, образуя с ним воздушную единую полость. Эта по­лость через канал сообщается с воздушной линией пробоотборной колонны. Все вкладыши клапанных узлов соединены между собой воздушной трубкой 14, закрепленной в них при помощи уплотняющей резиновой втулки 11, грунд-буксы 12 и гайки 13.

При поступлении воздуха в воздушную полость сильфона шток с пробкой начинает перемещаться влево и открывает отверстие клапана, при этом пружина 2 под действием шайбы 9, закрепленной на штоке, сжимается. При снижении давления шток под действием пружины перемещается в первоначальное поло­жение и перекрывает отверстие клапана. 

Управление операциями отбора и слива пробы осуществляется в узле слива пробы (рис. 21). Он смонтирован на фланце 1, соединенном с монтажным фланцем 2, который приваривают к стенке резервуара при монтаже пробоотборника. Из пробоотборной колонны пробу сливают через патрубок 9, вваренный во фланец 1 под углом 5° к горизонтали. Внутри па­трубка расположен запорный клапан, препятствующий вытеканию пробы из пробоотборной колонны. Пробка клапана прижимается к седлу пружиной 7. 

Рис. 21. Узел слива пробы 

Левый конец штока 8 опирается на седло патрубка 9, правый шарнирно закреплен в сильфонной сборке 5 и соединен с рукояткой 3 при помощи штифта 4. Открывают клапан поворотом рукоятки 3. Закрывается он пружиной 7. Проба из патрубка сливается через носик 6. На левом конце патрубка 9 закреплен нижний нормально закрытый клапан 10. На фланце 1 расположены насос 15 и узел воздушной линии, состоящий из манометра 11, клапана сброса давления 12 и ниппеля 13, препятствующего выходу воздуха из пневмолинии пробоотборной колонны. Весь узел слива пробы с наружной стороны закрыт колпаком 14, защищающим элементы узла от атмосферных осадков.

Для отбора пробы нефтепродукта в пневмосистеме пробоотборной колонны при помощи ручного насоса создают давление, равное 3 кгс/см2. Вследствие этого все нормально закрытые клапаны открываются, и нефтепродукт начинает поступать в пробоотборную колонну. После заполнения и смешения продукта в пробоотборной колонне, когда распределение столба продукта по плотности в колонне соответствует распределению продукта в резервуаре, давление в системе снижают до нуля при помощи клапана сброса давления. Нормально закрытые клапаны закрываются, и столб пробы отсекается от резервуара. Нажатием на рукоятку клапана слива пробы нефтепродукт сливают в специальную пробоотборную посуду.

Рис. 22. Общий вид пробоотборника ПСР-5 

Из заглубленного резервуара пробы отбирают путем выдавливания ее из пробоотборной колонны вверх. Пробоотборник ПСР-5 (рис. 22) предназначен для отбора проб светлых нефтепродуктов из заглубленных резервуаров. В отличие от пробоотборника ПСР-4 он оборудован пневмокамерой, позволяющей выталкивать вверх из пробоотборной колонны пробу, отобранную из резервуара. Принцип отбора проб пробоотборниками ПСР-4 и ПСР-5 одинаковый, что дает возможность использовать пробоотборную колонну пробоотборника ПСР-4 в конструкции пробоотборника ПСР-5. 

Рис. 23. Панель управления 

Пробоотборник ПСР-5 состоит из трех основных узлов: пневмокамеры 1, при помощи которой проба выталкивается из пробоотборной колонны на поверхность; пробоотборной колонны 2, служащей для отбора пробы из резервуара; панели управления 3, при помощи которой управляют отбором и сливом пробы из резервуара.

Герметическое соединение крышки 10 с корпусом 4 образует пневмокамеру, разделенную резиновой диафрагмой 5 на две полости. Верхняя полость (гидравлическая) сообщается с пробоотборной колонной, нижняя (воздушная) — через пневмолинию с насосом, расположенным на панели управления.

При поступлении воздуха в воздуш­ную полость пневмокамеры резиновая диафрагма перемещается вверх и выталкивает нефтепродукт, находящийся в гидравлической полости, в пробоотбор­ную колонну. Объем нефтепродукта, выталкиваемого из гидравлической полости, прямо пропорционален перемещению диафрагмы. Необходимо также, чтобы объем нефтепродукта, выталкиваемого из гидравлической полости в пробоотборную колонну, был равен объему внутренней полости пробоотборной ко­лонны, высота которой зависит от высоты резервуара. Следовательно, величина перемещения диафрагмы должна быть прямо пропорциональна высоте резервуара. Величину перемещения диафрагмы регулируют установленными на крышке 10 регулировочными болтами 6. Чтобы придать жесткость и сохра­нить форму диафрагмы, к ней при помощи специального герметизирующего зажима 8 присоединены тарелки 7 и 9.

Пробоотборную колонну устанавливают и закрепляют на пневматической камере. Внутренняя полость ее сообщается с гидравлической полостью пневмокамеры. Верхнюю часть пробоотборной колонны присоединяют к панели управления и сообщают с трубой слива пробы.

При поступлении воздуха в пневмолинию пробоотборной колонны нор­мально закрытые клапаны открываются и сообщают колонну с резервуаром. Нефтепродукт через отверстия в клапанах начинает поступать в колонну и гидравлическую полость пневмокамеры. После некоторой выдержки, необходимой для выравнивания продукта по плотности, давление в пневмосистеме колонны снижают, столб продукта в колонне отсекают от резервуара. Проба готова к выдавливанию.

Панель управления (рис. 23), установленная на крышке люка резервуара, применяется для отбора и слива пробы. Все элементы управления расположены на фланце 5. Воздух в пневмолинию подается насосом 2. Воздушный двухпозиционный кран 4 служит для распределения воздуха. Кран соединен с насосом воздушной трубкой 11, на конце которой закреплен штуцер 10. Внутри штуцера смонтирован ниппель, препятствующий выходу воздуха из воздушной системы. На кране установлен манометр 9, при помощи которого контролируют давление в системе. Трубка 8 соединяет кран с воздушной линией пневмокамеры, трубка 7 — с воздушной линией пробоотборной колонны. На фланце панели управления расположен сливной патрубок 1 и натяжные устройства 6. Сливной патрубок 1 соединен с пробоотборной колонной и служит для слива пробы в пробоотборную посуду. Натяжные устройства 6 предназначены для закрепления тяг, которые удерживают пробоотборную колонну от смещения при колебании нефтепродукта внутри резервуара. Панель управления закрыта колпаком 3, предохраняющим элементы управления от влияния атмосферных осадков.

Отбор и слив пробы происходят следующим образом. Поворотом рукоятки крана управления в положение «Отбор пробы» насос соединяют с воздушной линией пробоотборной колонны. Затем насосом в системе создается давление, равное 3 кгс/см2. Под этим давлением система выдерживается в течение нескольких минут. При этом нормально закрытые клапаны пробоотборной колонны открываются, и продукт поступает в пробоотборную колонну. После выдержки поворотом рукоятки крана в положение «Слив пробы» насос соединяется с воздушной линией пневмокамеры, одновременно сообщая воздушную линию пробоотборной колонны с атмосферой. Клапаны пробоотборной колонны закрываются и отсекают пробу от резервуара. Сливают пробу в пробоотборную посуду путем равномерной подачи воздуха в пневмокамеру.

Отбор пробы темных нефтепродуктов, несколько отличающийся от отбора пробы светлых нефтепродуктов, производится пробоотборником ПСР-6, в конструкции которого учтены особенности темных нефтепродуктов: высокая вязкость, вызывающая необходимость подогрева нефтепродукта до 60—80° С для увеличения его текучести, и слабая коррозийность.

Из-за необходимости подогрева нефтепродукта до 60—80° С бензостойкие сорта резины заменяются на термобензостойкие. Слабая коррозионная активность темных нефтепродуктов позволяет изготовлять пробоотборник из простой углеродистой стали вместо нержавеющей, применяемой в пробоотборнике ПСР-5. В остальном конструкция пробоотборника ПСР-6, предназначенного для отбора темных нефтепродуктов из заглубленных резервуаров, тождественна конструкции пробоотборника ПСР-5 и является ее модификацией.