我们的产品

Below is a partial list of products developed 和/or utilized by 福斯克&Associates,LLC,我们很高兴向客户提供。 如果您想要有关我们任何产品的更多信息,请通过[email protected]与我们联系。

实验室产品

先进的反应系统筛选工具(ARSST™)

背景阿斯特

福斯克&Associates,LLC(FAI)的高级反应系统筛选工具TM值  (ARSST)是一种低热惯性量热仪,用于获取关键的不合格过程设计数据。 FAI提供ARSST以及用于定制的选项,例如高压容器和流量状态检测器,以及常用项目,例如测试室,加热器,压盖 热电偶。 在FAI,我们不仅利用 阿斯特TM值  在我们设备齐全的危害实验室中,但我们也制造和销售热量计以供客户使用。

阿斯特TM值  is based on 迪尔斯 OSHA认为这是一种良好工程实践的两阶段方法。这种易于使用的设备还能够生成低phi因子数据,用于 迪尔斯 通风口尺寸调整是一种出色的工具 行业 以及任何用于研究或单元操作研究的大学工程实验室。

阿斯特TM值  测试用于模拟诸如冷却损失,搅拌损失,试剂误装,质量负荷的不安定,批次污染和火源受热等不安定情况。 这种易于使用且具有成本效益的量热仪可以快速安全地识别过程工业中潜在的反应性化学危害。  阿斯特TM值  数据可得出关于失控反应期间温度和压力上升速率的重要实验知识,从而提供可直接应用于以下方面的可靠的能量和气体释放速率 全尺寸 工艺条件。 

阿斯特TM值  通常在重量约为10 ml的轻型玻璃测试池中使用5-10克样品。 该测试室配有皮带加热器(用于通过预编程的温度扫描加热样品),然后安装在350 ml的容器中。 测试通常使用开放式测试单元方法进行。 在此测试配置中,测试单元要通向安全壳。 通过施加压力来防止测试样品的挥发。 惰性的 backpressure 在安全壳上。

好处

阿斯特TM值  使用户能够快速获得可靠的绝热数据,可将其用于多种安全应用,包括表征材料相容性,热稳定性和反应化学性质。 测试数据包括绝热的温度和压力变化率,由于较低的热惯性,可以将其绝热速率直接应用于过程规模,以确定卸压口尺寸,急冷罐设计以及与过程安全管理相关的其他卸压系统设计参数。

特征

  • 方便使用的
  • 易于设置,可快速完成测试
  • 快速筛选新工艺和现有工艺中的热危害
  • 扫描和等温模式
  • 热危险评估的可靠结果
  • 开孔或闭孔测试(从闭孔测试中获得蒸气压数据)
  • 样本量小
  • 轻巧的玻璃测试池,具有良好的混合
  • 兼容于 流态检测器(FRED) 通风口定型设备(弗雷德 区分泡沫行为和非泡沫行为)

应用领域

  • 获取完整的化学系统数据:
    -   临界温度
    -    Kinetic parameters
  • 估计过程安全参数,包括:
    -    Onset temperature
    -    Temperature & pressure rise rates
    -    绝热温升
    -    反应和混合
    -   回火温度
    -    Time to 最大 率(t先生)
    -   自加速分解温度(SADT)
  • 通风口尺寸
  • 紧急救援系统设计
  • 可容纳高能和烟火

通风口尺寸调整套件2(VSP2™)

背景VSP2

Fauske-eb-cover白皮书-命运福斯克&Associates,LLC(FAI)通风口尺寸调整套件2™(VSP2™)是一种低热惯性绝热热量表,用于利用最新技术进行过程危险性表征 迪尔斯 技术 获取关键的不正常过程设计数据。 它是原始版本的商业版本 迪尔斯 台式秤。   在FAI,我们不仅利用VSP2TM值  在我们设备齐全的危害实验室中,但我们也制造和销售热量计以供客户使用。

其多功能和创新的设计使VSP2TM值  模拟可能导致化学反应失控的异常(异常)情况(例如冷却损失,搅拌失误,试剂误加料,大量负载的异常,批次污染,火源加热等)。 由于它是一种低热惯性(phi因子)设备,因此可以直接调节温度和压力的上升速率。 

的VSP2TM值  通常在重量约为120毫升的轻质金属测试池中使用40-100克的样本量。该测试单元被加热器包围,该加热器用于在实验期间保持绝热状态。 将该测试单元和加热器组件放置在4L的安全壳中。 测试通常在封闭系统中进行,因此可以测量蒸气压数据。

效益

的VSP2TM值  utilizes established 迪尔斯 识别和量化过程安全危害的技术,以便可以通过过程设计加以预防或解决。  测试数据包括绝热的温度和压力变化率,由于较低的热惯性,可以将其绝热速率直接应用于过程规模,以确定卸压口尺寸,急冷罐设计以及与过程安全管理相关的其他卸压系统设计参数。  VSP2获得的绝热数据TM值 可用于表征反应性化学系统以及由于工艺失常条件而可能发生的后果。

特征

VSP2提供的通用配置TM值  设计直接模拟过程条件,包括:

  • 失去冷却或搅动
  • 反应物积聚或放出
  • 批次污染
  • 热引发分解
  • 居民潜伏时间
  • 原位液体/气体计量或采样
  • 许多测试配置
    -   固体,液体或两相混合物 
    -   封闭或开放(通风)测试 
    -   比例排污模拟 
    -   测试单元可用于304&316不锈钢,哈氏合金C,钛和玻璃

应用领域

VSP2的使用TM值  可以帮助用户获得完整的化学系统数据,例如:

  • 低热惯性测试允许将数据直接应用于过程规模
  • 温度和压力上升率适用于泄压系统设计 “基于 迪尔斯 两相流技术,被OSHA认可为  “良好的工程实践”
  • 临界温度(又称起始温度)
  • 总绝热温升(ΔT广告)
  • 反应或混合热
  • 蒸气压数据
  • 达到最大速率的时间(t先生)
  • 自加速分解温度(SADT)
  • 通风口尺寸
  • 淬火槽设计
  • 污水处理
  • 排污测试,用于确定两相流

FAI还创建了PrEVent软件,以允许用户使用行业认可的方法来实施实际的紧急通风口尺寸。  It applies 迪尔斯 methodology (including the Leung-Omega 和 福斯克methods) for reactive chemistry 和 API 520/2000 or NFPA 30 for non-reactive systems.

参见我们的绝热量热法&救济系统设计页面。

SWISSI坩埚

瑞风M20           瑞风F20

   M20-10μm镀金                                      F20-样品室是 
    改善的耐腐蚀性                                   全钢(DIN 1.4435)

背景

福斯克&热危害过程安全测试的行业领导者Associates,LLC(FAI)很荣幸能与另一行业领导者SWISSI Crucibles合作,为热分析制定安全标准。 SWISSI因其坩埚而闻名于世,FAI是其专利的两件式金和不锈钢高压坩埚(分别为M20和F20)为北美独家分销商。

特征

SWISSI坩埚在400°C下经过200 bar(2900 psi)的最高测试(通过超临界水压测试)。

•兼容
•可靠
•简单易用
•耐压

瑞风M20和F20坩埚是:

  • 简单:仅使用两个零件的新密封原理(已获得专利)可降低密封压力
  • 可靠:新结构避免了低粘度溶剂的不良表面效应,这可能导致涉及密封和人工制品的困难
  • 快速:较低的时间常数将允许更高的加热速率,从而提高吞吐量或信号分辨率更好
  • 通用:准备与市场领先者的DSC设备一起使用
  • 规格:质量为0.98g,高度为4.5mm,直径为7.0mm,内部容积为20μL 瑞士坩埚

阿斯特,VSP2,DSC,& ARC CALORIMETERS

更新 福斯克Store 即将到来!

化学传感器CPA202

背景化学

ChemiSens的CPA或化学过程分析仪带来了 反应量热法 到下一页级别。 它是用于分析化学过程的完整,预先校准的精密工具。 CPA202保留了实验室反应器的多功能性,同时还包括有效工艺开发必不可少的技术和测量。 该过程产生的绝对热量实时在线呈现,无需对校准脉冲或未知基线进行主观解释。 从搅拌器扭矩到冷凝器功率的所有因素都被考虑在内,以提供最真实的热流测量。

好处

  • 不需要校准
  • 在线动力学
  • 高灵敏度反应器可提高结晶,杂化,吸收/解吸的灵敏度
  • 较小的工作量可减少暴露和浪费,并便于对能量有限的材料或材料(例如API,中间体或早期开发化学品)进行测试
  • 反应堆是可互换的,并且提供了完整的传感器和附加组件,并且可以随时添加。
  • 反应堆系统占地面积小,可以安装在标准通风橱中,并且不需要三相主电源

特征

  • 功率分辨率至10 mW
  • 玻璃侧壁可直接观察反应混合物
  • 高压反应器(最高100 bar / 1450 psi)
  • 多种叶轮设计
  • 辅助探头,例如压力,PH,IR,UV,气体流量计
  • 容易装载固体
    化学传感器

专长/解决方案

福斯克&Associates,LLC(FAI)是ChemiSens反应量热仪系统在北美的唯一分销商,我们在测试实验室中经营其中的一个单位,用于合同测试和客户演示。 

也请访问我们的反应量热页面。

C80量热仪

的 C80 Calorimeter is 由Setaram制造。 C80的一些主要优点包括:

  • C80是反应,热和扫描量热仪,其运行方式类似于DSC的较大版本,可容纳更大的样本量和更大的测试单元 - 10 ml测试细胞,而不是20-50 µl测试细胞。当处理进来的,不均匀混合且不能均匀混合的异质或多组分样品时,这尤其有利(请考虑不同颜色的M&Ms),因为较大的尺寸允许测试更具代表性的样品。 
  • 它具有多种可以使用的容器,因此非常灵活
  • 许多其他仪器主要使用金属电池,但C80可以使用玻璃衬里的电池,这在处理对金属高度敏感/具有反应性的过氧化物或其他化学药品时非常有用
  • C80对热事件具有独特的灵敏度,并且能够设计电池和容器以模拟几乎任何潜在条件
  • 温度斜坡测量热量随时间和温度的变化 
  • 温度范围从环境温度到300mC

Test_Cell _-_ Vessel _-_ for_C80

C80是FAI此处工具包的绝佳补充,因为它很好地补充了我们实验室中的其他仪器,并增强了我们的工程师针对特殊的过程安全问题(涉及热危险和热稳定性)提供实用和定制化解决方案的能力。当您考虑为自己的过程安全需求选择提供商时,请确保他们也拥有强大的工具包,可以有效地解决您的问题。   

 

流态检测器(FRED™)

背景弗雷德

为了逃避化学反应的紧急排放,必须了解当前的流动状态,以便 确定一个现实但安全的紧急救援系统设计。 单独从物理性质不可能预测起泡行为。由于没有用于实际失控条件的流态表征方法,因此 迪尔斯 通常的做法是设计“泡沫”条件,即均质容器条件,这是一个保守的假设。 考虑到“泡沫”与“非泡沫”条件的发生对杂质,浓度水平的细微变化和其他因素非常敏感,因此需要在与溢流排放过程一致的实际失控条件下进行流态表征。 

流量状态检测器传感器由一个小型浸没式加热器和一个位于测试单元上部自由空间中的热电偶组成。 (对于流态确定测试,测试单元仅充满约1/3)。

在从外部加热化学样品之前,通过辅助控制盒向内部加热线圈供电,以建立升高的(基线)传感器温度。 该基线温度应远高于样品的预期沸腾(回火)温度。 检测器的工作原理是,如果在沸腾开始后的流动状态是非泡沫的,则检测器热电偶(TC2)将继续测量远远超过样品温度(TC1)的温度。 

好处

福斯克&Associates,LLC(FAI)提供流态检测器(FRED)与ARSST结合使用TM值  and VSP2TM值  热量计以区分泡沫和非泡沫失控反应。 通过将两相排放流视为搅动湍流而不是均质流,可以更现实地设计非泡沫系统的泄压系统。

特征

  • 易于使用和解释结果 
  • 与ARSST兼容TM值  and VSP2TM值
弗雷德图1弗雷德图片2

超级搅拌器

背景超级搅拌器

当今市场上有许多台式磁力搅拌器,但是其中大多数缺乏搅拌粘性或多相系统的能力。

效益

As a means of bridging this gap in capabilities, 福斯克&Associates,LLC(FAI)开发了我们的Super Stirrer™,以支持高温和高压条件下的搅拌操作,并为粘性和多相混合物提供可靠的搅拌。 FAI提供两种形式的Super Stirrer™:作为实验室用台式装置,以及在苛刻环境下操作的远程搅拌装置。

技术指标

  • 速度范围:50至1000 rpm
  • 环境条件:32至122ºF(0至50ºC)
  • 搅拌位置数:1
  • 最大搅拌量:19升
  • 顶板尺寸:10 7/16” W x 1 1/2” H x 11” D
  • 顶板材质:陶瓷
  • 外形尺寸:10 7/16“ W x 8 5/16” H x 12½“ D

特征

  • 搅拌高达10,000 cp的高粘度物质
  • 适用于厚壁容器
  • 简单的拨动电源开关,当电源打开时发光指示
  • 变速转速表由一个简单的旋钮控制
  • 实际速度显示在方便的前面板LED显示屏上
  •  可用的选项包括:
    -   远程操作(4-20 ma电流回路)
    -    Custom designs

软件产品

FAUSKE紧急救援系统工具(FERST)软件

福斯克&Associates,LLC(FAI)已使用由CHEMCAD支持的FERST软件更新了其紧急救济系统工具。 FERST是一个完整的软件包,结合了实用且易于使用的界面以及FAI的PrEVentTM(实用紧急通风口定径)软件的计算方法,可直接使用FAI的VSDS(通风定径动态)中的低ф因子量热数据产生的温升率ChemstationsTM的``模拟''软件以及材料特性,热力学和软件开发专业知识。

FERST提供的好处CHEMCAD支持

GUI功能改进

  • 文件处理
  • 结果报告
  • 可定制的绘图功能
  • 动态仿真流程图
    • 允许用户可视化容器和管道之间的连接

获得化学工作站技术支持

  • FAI将提供第二级支持

材料特性

  • 保持使用用户指定材料特性的能力
  • 每个许可证都附带一个DIPPR数据库的许可证
  • 访问2557个组件的纯组件属性
  • 40种不同的热力学模型
  • 严格的混合模型可提供混合物的整体性能

设计浮雕系统

  • Leung-Omega 和 福斯克all-vapor/gas methods for:
    • 蒸气(回火)系统
    • 高气(非回火)系统
    • 混合(回火)系统
    • 非反应性火灾暴露系统
  • Built in sanity check using the 福斯克screening method
    • 只需要正确输入动力学数据即可执行准确的检查
  • Leung-Omega方法的改进
    • 欧米茄定义选项包括:
      • 梁的最新定义
      • ISO 4126-10
      • CHEMCAD Flash计算
    • 蒸气,混合和气体系统质量通量计算的一组方程式
    • 能够计算全液体过冷流量的流量
  • 福斯克all-vapor/gas method improvements
    • 能够修改等熵系数以进行质量通量计算

使用静态方法的利率减免系统

  • 输入通风口面积并计算预期的峰值压力
  • Leung-Omega方法用于:
    • 蒸气(回火)系统
    • 高气(非回火)系统
    • 混合(回火)系统
    • 非反应性火灾暴露系统
  • 管道压力损失评估:
    • 溢流阀的入口和出口管道以及一条溢流管

使用动态方法的减免系统

  • 使用容器,管道和节点构建典型的CHEMCAD流程图
  • 材料特性随排气时间变化的模型
  • 来源条款
    • 阅读低ф因子绝热量热法
    • 零级动力学
    • 非反应性火灾暴露
  • 同时为多个容器排气建模
  • 管道压力损失评估:
    • 安全阀,安全管路和集管的入口和出口管道

由CHEMCAD支持的FERST-ERS设计的分阶段方法

第一

图1: 基准测试–蒸汽通风设计(Leung,1986年和1987年)。样例–液化石油气储罐–体积:100立方米;质量60.7 x 103公斤

第一2

图2:使用容器,管道和节点的典型CHEMCAD流程图

第一三

图3   标杆管理– Adair& Fisher (1999)

第一四

图4   “Staged Approach”

参见我们的绝热量热法&救济系统设计页面。

FATE™软件

使用FAI开发的FATETM值 软件,我们可以计算温度,压力,流速和流体成分, FATE设施火灾模型气体 和与之相关的结构 废物管理程序D&D. 它特别适用于核设施运营,因为它将流体流动和传热模型与气溶胶运输和沉积,爆炸与火灾模型结合在一起。  FATETM值  已被应用到数十个美国能源部(DOE)和商业核应用及其前身代码中 原为 在汉福德获得了美国能源部技术创新银奖。

另请参阅:
火模型 &电缆选择分析
反应堆辅助建筑分析
福岛-相关工程
废物管理与D&D工艺工程

PrEVent™-实用的紧急排气口定径软件

背景防止

福斯克& Associates, LLC (FAI) created its PrEVent software to allow users to implement practical emergency vent sizing designs utilizing 行业 recognized methodology including the Leung Omega method, 福斯克Gas/Vapor method 和 福斯克General Screening method. 该软件适用 迪尔斯 反应化学方法论。该方法是与VSP2一起设计的,是任何低phi因子绝热量热仪的绝佳伴侣。 

PrEVent可以处理反应性场景中的气体,混合动力和蒸气系统,还可以适应爆燃通风和火力负荷调整(API 520/2000和NFPA 20)。现代化的用户界面具有清晰的导航,逻辑选项卡和直观的下拉菜单,这些菜单利用了先进的Windows编程技术来提供清晰无缝的用户体验。它既可以作为独立的Windows应用程序使用,也可以作为基于Silverlight 4的Web应用程序来使用,该应用程序支持多种平台,包括Mac OS X和Windows上的所有主要浏览器-Internet Explorer,Firefox,Safari和Google Chrome。

好处

简化的界面使用户可以“即时”更改输入值,并立即查看更新的结果。这对于参数研究很方便,例如更改批次大小以查看在特定容器/释放装置中将“容纳”多少反应物。输入参数,包括容器的几何形状,反应物特性和排气时的绝热反应速率,可通过简单的下拉窗口方便地输入并保存以备后用。

PrEVent是通风口尺寸代码解决方案系列中的最新版本,旨在快速简便地使用,与其他程序相比,所需的物理属性要少得多。 

参见我们的绝热量热法&救济系统设计页面。

AKTS-热动力学软件

背景电脑密码

可以使用AKTS-Thermokinetics软件从少量的量热数据中快速而可靠地确定关键的过程安全性和热稳定性参数(TMRad,SADT等)。 该软件利用先进的微分同转化动力学技术对失控的化学反应进行精确建模。  From just a few 差示扫描量热法(DSC) 如果以动态或等温模式运行,则可以提取无模型动力学。 然后可以使用无模型动力学来预测不同数量的材料在不同热环境下的反应性。在非等温和等温条件下,可以通过比较测得的和计算的反应曲线(速率或转化率)来完成模型验证。 可以使用单个绝热量热法实验进行进一步的验证。

好处

  • 一系列 数码相机 小样本量的测试(每次测试大约1-10 mg)足以提供分析数据
  • AKTS-Thermokinetics软件的使用不需要了解反应机理。 动力学的无模型方法可确保对经过自动催化或多阶段反应的材料进行正确的建模

特征

AKTS-Thermokinetics软件包有助于动力学分析 数码相机,DTA,TGA和TAM 在研究,开发和质量保证范围内用于原材料和产品研究的数据。

先进的动力学分析:

  • 自动基线构建和Friedman差分微转换方法(无模型)的使用,用于高级基线优化
  • 数据平滑(Savitzky-Golay)
  • 弗里德曼的微分同变换方法(无模型)
  • 小泽·弗林·沃尔的积分等转换方法(无模型)
  • 标准ASTM E698程序
  • 应用常见反应模型的模型拟合方法

在任何温度模式下材料的反应进程和热稳定性的预测:

  • 等温和非等温,逐步
  • 调制温度或周期性温度变化
  • 快速升温(温度冲击)
  • 真实世界的温度曲线(高达7000个气候)

福斯克&Associates,LLC(FAI)拥有使用AKTS-热动学软件进行动力学分析的经验,并且也是授权的经销商。 请参阅我们的热稳定性页面.

行动计划4和MAAP5-模块化事故分析程序

模块化事故分析程序(MAAP)版本4 和版本5(EPRI拥有并许可的计算机软件)

背景     下部全皮层的皮质池模型

模块化事故分析程序(MAAP)第4版和第5版- 电力研究所(EPRI) 拥有并获得许可的计算机软件-是一种快速运行的计算机代码,它针对当前和高级轻水反应堆(ALWR)设计模拟轻水和重水调节的核电站的响应。 它可以为概率风险分析(PRA)应用以及严重事故序列(包括作为《严重事故管理指南》(SAMG)的一部分而采取的措施)模拟冷却损失事故(LOCA)和非LOCA瞬变。 MAAP4有几种并行版本,分别用于BWR,PWR,CANDU设计,FUGEN设计和俄罗斯VVER PWR设计。 

Originally developed by 福斯克&作为行业退化核心规则制定(IDCOR)计划的一部分,Associates,LLC(FAI)在(EPRI)和MAAP用户组(MUG)的赞助下开发并维护了该代码。 MAAP5,MAAP4及其前身MAAP3B在全世界的核工业中已经使用了二十多年,作为支持PRA和严重事故分析的工程工具。

模块化事故响应系统(MARS™)

背景

的Modular Accident Response System (MARSTM值 )是一套软件套件,用于监视和预测异常和事故情况下核电厂的潜在未来状态。 MARSTM值  is used to:

  • 证明程序的有效性
  • 支持事故管理
  • 训练反应堆对事故情况的响应
  • 生成应急计划方案
  • 预测事故期间核心损坏的潜在时间

 

火星TM值  software 原为 created by 福斯克&根据Westinghouse / FAI质量保证(QA)计划,西屋公司的关联公司Associates,LLC(FAI)已有近20年的客户使用历史。

描述

的火星TM值  该软件套件使用工程软件来预测未来的工厂状况要比实时更快,仅需几分钟就可以预测多个小时。火星TM值  可以在线或离线运行。在在线操作模式下,系统从工厂过程计算机(或相关系统)收集信息,以获取工厂状况的快照。该快照包括整个一次,二次(用于压水堆)和安​​全壳系统的温度,压力和水位等信息。

的火星TM值  suite includes:

  • 核电站的实体工程仿真
  • 使用“实时”在线工厂数据进行工程仿真和/或离线数据的能力
  • 软件仿真模型代表操作员按照其程序进行的操作
  • 用户友好的图形用户界面,代表了核电站
  • 应急活动的工程模型(例如,异地辐射剂量评估) 

 

的火星TM值  软件套件使用 模块化事故分析程序(MAAPTM值 ) along with customized 和 行业-standard software to support the 火星TM值  applications. 行动计划TM值  is a product of the 电力研究所(EPRI) developed by FAI under the Westinghouse/FAI QA program.  行动计划TM值  对工厂状况进行详细的模拟,包括严重的反应堆事故行为,堆芯熔化以及裂变产物的释放和运输。的 行动计划TM值  该代码已在全世界范围内广泛用于执行2级概率风险评估以及支持工厂活动,并且经常用于解决紧急情况。的 行动计划TM值  对模型进行了专门调整,以代表核电站的配置和应急系统。 行动计划TM值  质量检查包括针对实验和植物瞬变的同行评审和验证。

好处

的火星TM值  software suite provides the user with an engineering tool to evaluate the current 和 potential future plant states. 的火星TM值  预测者可以例如对给定安全系统的损失建模,以确定其对总体事故进展的影响。预测器充当受过教育的“水晶球”,以展望工厂状态的未来,包括根据每个工厂程序对操作员行为进行建模的能力。

使用在线或离线工厂数据的能力提供了一个强大的工具,可以正确评估控制和缓解异常状况,并具有预测潜在放射后果的能力。火星TM值  提供了关于在潜在的放射学后果中避开还是疏散的更好的评估方法。

经验

的first 火星TM值  suite 原为 developed in 1987 in the United States. Subsequent to the initial development, 火星TM值  projects have been developed for the Far East 和 Europe. 的most active (and still current) 火星TM值  安装工作于1992年由位于西班牙马德里的西班牙核监管机构Consejo de Seguridad 核(CSN)开始。 CSN现在有活跃的在线MARSTM值  适用于所有正在运营的西班牙核电站的模型。

请参阅我们的MAAP页面。 

工业产品

浪涌抑制器

从核电厂安全测试中学到的教训可以帮助解决全国性的水危机吗?

By Dr. Jim Burelbach, CCO, 福斯克& Associates LLC, 和 Heil2O Water Solutions总裁Howard Heil

水是宝贵的自然资源和宝贵的商品,对全世界的生命都是至关重要的。但是根据美国土木工程师协会的说法,我们在美国的自来水管道分配网络的等级为“ D减”,这意味着它们接近“失败”。

在美国,超过一百万英里的自来水管道中有许多是在20世纪初到中期安装的 预期寿命为75到100年的世纪-并且以每年平均240,000的平均速度折断。*如果我们不采取任何措施,由于老化的管道由于诸如以下情况而继续恶化,这一数字可能会上升:

  • 酸性土壤的腐蚀和公用事业的阴极接地
  • 通常由冻融循环造成的土壤重量不均会降低,并在老化的管道上产生不均匀的载荷
  • 水温38o F或以下会使铸铁管更脆

即使管道没有出现恶化的迹象,当管道不能承受因快速启动和停止水流而引起的快速负载瞬变(水锤事件)以满足用水者的需求时,它们也会破裂。

美国自来水厂协会(AWWA)估计,维持和扩展美国自来水管道服务,以满足未来25年的预计用水需求,将花费1万亿美元。随着COVID-19的到来以及资金缺口的增加,市政当局可能会倾向于将重点放在优先事项上,而不是跟上那些将清洁水输送到家庭,工业,医院等的必不可少的管道的运行和维护。

主线中断对于市政当局而言尤其昂贵且耗时,并且对其劳动力造成危险。洪水,封路,停水和烧水还可能使居民和企业面临风险。为了公共卫生和经济增长,公用事业需要在可能的情况下探索破坏性较小,成本较低的替代方案,以替代总水管。

了解水锤可能会导致解决方案

浪涌抑制器核电厂(以及许多其他工业过程)以各种方式使用水,基本上是产生蒸汽热并发电,一旦蒸汽将能量输送到涡轮机,蒸汽就会再次凝结。**福斯进行的热工水力测试&支持核安全分析的Associates,LLC(FAI)已说明了一种称为水锤的基于水力现象对供水管道的潜在破坏作用。我们还看到了如何抑制导致水锤的浪涌,有助于保护那些相同的管道不至于断裂。

那么,抑制浪涌是否可以成为一种解决方案,该解决方案应用于水行业,可以大大延长其基础设施的使用寿命,从而节省数百万美元并避免不必要的水损失?

首先,让我们看一下造成水锤的原因。供水系统通常由数英里的管道组成,这些管道被弯头和T形管所阻塞,而弯管和T形管则需要为客户供水。水系统还具有阀门和消防栓,其中许多阀门由大量用户操作,例如制造商,洗车或灭火系统。

当水高速流动并且阀门快速启动,或者水遇到弯头或T形时,被迫减慢速度,然后以更大的动量向前冲。供水系统中的这些不均匀的压力变化会导致气蚀,从而导致水击。在巨大的压力下,水会寻找系统中的最薄弱点以释放出水。那是很可能发生主要中断的时候。

将此与另一种液体传输系统中发生的情况进行比较。石油行业的分配管道所使用的压力(800至1200 psi)比水行业大10倍,但主要中断很少。这是因为,石油行业系统可以在设计上逐步过渡,而不是在管道中使用T角和90°角来服务多个家庭和工业,并且可以更好地控制阀门。

人们普遍认为,低温会导致电源破裂。尽管我们证明了低温(38o F或以下)会使铸铁管变脆并导致破裂,寒冷的天气并不是唯一的因素。休斯顿平均气温只有18天, 32o F or less 然而,与其他美国城市相比,它每英里遇到的主要中断次数更多。 

这些例子-石油工业的主要中断很少,而气候温暖的城市却有许多中断-提供了证据,主要是水锤/气蚀对我们的水基础设施造成了很大的破坏。

抑制电涌的水锤

FAI的工程师在1990年代开始探索电涌抑制在防止水锤在核工业中的作用。但是在此之前,伊利诺伊州迅速发展的Burr Ridge村的公共工程总监一直在他的职业生涯早期就注意到,随着对水的需求不断增加,更多的主要事故发生了。在目睹了反复出现的水污染风险和工人生命危险之后,霍华德·海尔(Howard Heil)是一个农民的儿子,他长大后解决问题并自己修理,发现了一种模式。他对主要中断之处特别感兴趣 did not 发生-高架水箱和泵站附近。他还考虑了自己对住宅水暖的了解。砰砰的声音意味着水系统缺少充满空气的容积,该容积无法吸收因快速打开或关闭水而引起的压力突然变化,这在厨房,浴室或洗衣房中经常发生。

1994年,Heil开始引入与水槽和Burr Ridge供水系统中的住宅水管相同的电涌抑制原理。在主要休息地点时,他观察了管道的破裂情况。如果是圆周断裂(如铅笔折断)或喷出断裂(即管道裂开时),他和他的工作人员会在维修过程中植入不锈钢空气密封罐。 (他了解到锈蚀孔由生锈的孔来证明,很难用电涌抑制来防止,但可以推迟。)他的“约翰尼-苹果籽”风格工作的结果是,伯尔·里奇经历的断裂少得多并且减少了水的流失,延长了供水系统的寿命,并延迟了居民和企业不受欢迎的特殊税收评估。

海尔理论的科学依据

浪涌抑制器在1990年代初期,Heil来到FAI的办公室,该办公室位于他监督的水厂旁的伯尔里奇(Burr Ridge)。拜访的目的是维修水表,但他开始与员工进行对话,讨论如何在隔壁的水厂安装电涌抑制器。他分享了有关该设备如何减轻水锤的发现,在这种情况下,由于最近增加的一口井,水源的激活和去激活增加了水锤。

FAI的工程师对Heil的工作很感兴趣,他立即意识到FAI的技术知识和水锤演示实验室是他自己的实践经验的补充。 FAI的团队与Heil和一家制造商合作,开发了该产品的早期模型,信息手册,甚至是台式显示器,以展示抑制电涌的科学原理。 FAI还与Heil一起参加了一些他的早期继续教育研讨会,以帮助“老师”教育水行业如何抑制电涌来保护他们的水管。

In 1995, one of 福斯克&协会的创始人罗伯特·亨利(Robert E. Henry)博士是机械工程师,是两相流领域公认的专家,他得出结论认为,抑制喘振可以大大延长水分配系统的使用寿命并降低维护成本。您可以阅读他的白皮书报告  这里.

Heil取得了一些成功,说服了芝加哥地区内外的其他市政当局尝试了对Burr Ridge村非常有效的电涌抑制措施。他稍后将跟进他们,以将数据添加到他的发现中并开发出不断改进其产品的方法。早期采用者包括都在伊利诺伊州的DuPage County Water,Oak Park和Hickory Hills。另外,密歇根州的安阿伯(Ann Arbor)和威斯康星州的格林贝(Green Bay),以及美国其他少数几个使用电涌抑制器20年或更长时间的人。 Heil的跟进对话证实,与安装电涌抑制设备之前相比,这些系统遇到的主要中断更少。

开放“开箱即用”的思维

Heil 没有 have the resources to keep detailed records 和 quantify the results. But he insists that if municipalities did so, they’d learn (like he did) where to place surge suppressors to calm water hammer 和 avoid the damage it causes to any vulnerable water distribution systems.

一直存在精确测量液体传输中何时何地出现峰值和高压的技术。今天,可以通过计算机轻松查看和跟踪此信息。为什么不能将这些数据用于更快,更有效地确定问题区域并主动预防潜在灾难? 这甚至可能是应用来自FAI母公司Westinghouse LLC的可用机器学习技术的机会。

目前尚不清楚为什么没有更广泛地使用浪涌抑制来保护我们国家必不可少的但几乎不可行的供水系统。 Heil继续倡导其专利的水解决方案,并对自己进行进一步的教育,包括参加FAI的一项水锤培训课程,他是自来水公司的唯一参与者。对他来说,抑制浪涌是一个常识,它是解决不断增长的令人担忧的问题的明智选择。他认为,不幸的是,自来水行业变化缓慢,太多决策者陷入了困境。

但是,维持生命用水的需求并没有消失。随着我们努力恢复经济稳定并找到运营和维护供水系统所需的资金,基本基础设施将继续恶化。前进的一种方法是从测试和扩展创新中汲取经验,例如电涌抑制,其成本远低于完全更换电源的成本,并且可以节省数百万美元。用Heil的话来说,“向我证明那是行不通的。”

福斯克& Associatates LLC

福斯克&Associates,LLC(FAI)很高兴为Heil2O Water Solutions提供支持,以扩大成熟的浪涌抑制技术的应用。 

For more information on surge suppression or water hammer issues in municipal water systems please contact 福斯克& Associates LLC, [email protected]或访问 heil2owatersolutions.com.

资料来源:

* //www.infrastructurereportcard.org/cat-item/drinking-water
** //nuclear.duke-energy.com/2014/01/22/importance-of-water-at-nuclear-plants

VEXTOR涡流抑制器

在某些条件下,涡流(在有限区域内流体的螺旋运动)会在储液罐和其他储液罐(例如核电站的安全壳和加油水储罐(RWST))的吸入位置处形成。如果形成涡流,可能导致泵失去其涡流
素和失速。

尽管增加液体浸没水平和/或修改操作性能可以减少涡旋形成的可能性;一个更好的选择是利用VEXTORTM值 涡流抑制器。一旦安装在吸气口,此工具将防止形成漩涡。

特征
•不锈钢(或其他选择的材料)VEXTOR 涡流抑制器是定制设计和配置的,可满足每个客户的特定需求和规格
•一旦制成,VEXTOR 通过一系列测试进行测试,包括在我们工厂进行的演示,以提供令人满意的性能和正确的吸油管配置的证据
•VEXTOR 通常以模块的形式进行设计,以便大型整体装置可以通过人孔通道安装,并且组件可以轻松地安装在空或满的水箱中
•VEXTOR是根据符合10CFR50附录B和ISO认证的核质量保证计划设计和制造的

好处
安装VEXTOR 会抑制涡流的形成,从而改善液罐和储油罐在更广泛的液位和运行条件下的运行。通过防止形成导致旋涡的涡流,可以最大程度地减少甚至完全防止空气侵入和泵的降级运行。正确调整尺寸并安装后,VEXTOR 消除了由
漩涡。

 

VEXTOR在吸气上方有一个大的诱导循环流通方式

VEXTOR位于吸气口顶部,在进场流中具有较大的诱导循环

VEXTOR已从吸入气流中移除,其中存在诱导流动的方式

在引流中存在诱导循环的情况下,VEXTOR从吸气口中移出

VEXTOR靠近液体池表面的通知强烈涡旋形成

VEXTOR在液池表面附近:
注意到强烈的涡流形成

VEXTOR返回吸风口并消除涡流

VEXTOR返回吸气口顶部并消除涡流

LIRA便携式电缆监控

进行电缆状况监控程序 to the Next Level

FAI Lira便携式电缆监控器  Lira便携式电缆图

LIRA Portable Advantages徽标 Advantages:

•现场电缆测试执行本地和全局电缆评估
•测试从低压和中压电缆到高压电缆的所有电缆尺寸 用于输配电行业
•容纳屏蔽和非屏蔽电缆(两个或多个金属芯)
•使用极低电压信号(5 VDC或更小)的无损测试方法
•测试时间短-少于5分钟(以后可以在其他地方进行评估)
•测试难以接近/埋入/地下的电缆
•无需确定断电的连接(断路器断开)

Wirescan徽标

LIRA®是Wirescan AS的产品和注册商标。
福斯克&Associates,LLC(FAI)是LIRA®的北美代表

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