خرابی کشتی فشار: دلایل مشترک و چگونگی جلوگیری از آنها

رگهای فشار مؤلفه های مهمی در صنایعی مانند نفت و گاز ، فرآوری شیمیایی ، تولید برق ، داروهای دارویی و تولید مواد غذایی هستند. با وجود اهمیت آنها ، کشتی های فشار در صورت عدم موفقیت می توانند خطرات ایمنی شدید را ایجاد کنند. خرابی های فاجعه بار نه تنها منجر به خرابی تولید می شود بلکه می تواند منجر به بلایای زیست محیطی و از بین رفتن زندگی بشر شود.

1. علل شایع خرابی کشتی فشار
1.1 خوردگی و فرسایش
خوردگی بدتر شدن مواد شیمیایی یا الکتروشیمیایی مواد است که اغلب به دلیل قرار گرفتن در معرض رطوبت ، مواد شیمیایی یا محیط های پرخاشگر است. خوردگی داخلی در عروق که مایعات یا گازهای خورنده دارند ، رایج است ، در حالی که خوردگی خارجی می تواند هنگام رطوبت عایق رخ دهد.

از طرف دیگر ، فرسایش ناشی از مایع با سرعت بالا یا ذرات است که از نظر جسمی دیواره های کشتی ، به ویژه در خم ها ، مفاصل و نقاط ورودی و خروج را در پایین می پوشند.

خطرات قابل توجه:

خوردگی تحت عایق (CUI)

خوردگی گالوانیک به دلیل فلزات متفاوت

خوردگی و خوردگی در مناطق راکد

عواقب:

نازک شدن دیواری

نشت یا پارگی

شکست ساختاری کامل

1.2 خستگی و ترک خوردگی استرس
عروق فشار اغلب تحت بارگذاری چرخه ای - فشار و فشار دادن- فشار - که می تواند منجر به خرابی خستگی با گذشت زمان شود ، کار می کنند. حتی نقص های کوچک در مواد یا جوش ها می توانند تحت استرس مکرر به ترک ها تبدیل شوند.

ترک خوردگی استرس (SCC) می تواند در صورت ترکیب استرس کششی و یک محیط خورنده رخ دهد. این نوع ترک خوردگی اغلب دشوار است اما می تواند منجر به خرابی های ناگهانی شود.

عوامل خطر:

نوسان فشار و دما

مواد ناسازگار

تنش های باقیمانده از جوشکاری

پیشگیری نیاز دارد:

تجزیه و تحلیل خستگی دقیق در طول طراحی

استفاده از آلیاژهای مقاوم در برابر SCC

عملیات حرارتی پس از جوش (PWHT) برای تسکین تنش ها

1.3 نقص تولید
فرآیندهای تولید نادرست می توانند نقص هایی مانند:

نفوذ ناقص جوش

اجزاء سرباره

عملیات حرارتی نادرست

انحرافات ابعادی

این نقص ها ، در صورت عدم شناسایی در هنگام ساخت یا راه اندازی ، ممکن است در طول خدمت تحت فشار و استرس پخش شود.

نمونه های دنیای واقعی:

ترک های ناشی از نقص های جوش

لایه لایه شدن در کشتی های کامپوزیت

سوء استفاده از فلنج ها یا نازل ها

تضمین کیفیت و آزمایش غیر مخرب (NDT) در طول تولید ضروری است.

1.4 نقص طراحی
حتی در هنگام تولید کامل ، خطاهای طراحی می توانند یک کشتی فشار را آسیب پذیر کنند. این شامل:

ضخامت دیواره کم

فاکتورهای ایمنی ناکافی

قرار دادن نازل ضعیف یا طراحی پشتیبانی

نادیده گرفتن بارهای پویا یا گسترش حرارتی

استفاده از کدهای طراحی منسوخ یا نادیده گرفتن از شرایط عملیاتی واقعی اغلب منجر به خرابی زودرس می شود.

1.5 رویداد فشار بیش از حد
علت شایع پارگی کشتی بیش از حد فشار خون است که می تواند ناشی از آن باشد:

رسانه های مسدود شده

دریچه های کنترل ناموفق

واکنشهای شیمیایی فراری

خطای اپراتور

اگر سیستم تسکین فشار از بین برود یا به اندازه نادرست باشد ، ممکن است کشتی در برابر فشار اضافی مقاومت نکند.

عواقب:

انفجار

خطرات آتش نشانی

درختچه پرواز

دستگاه های تسکین فشار مناسب و SAFE های ناکام بسیار مهم هستند.

1.6 نگهداری و بازرسی ضعیف
با گذشت زمان ، مواد تخریب شده و مسائل جزئی در صورت عدم بررسی می توانند تشدید شوند. پرش از بازرسی های روزمره یا نداشتن یک برنامه نگهداری پیشگیرانه یکی از شایع ترین دلایل خراب شدن کشتی های کشف نشده است.

علائم هشدار دهنده اغلب از دست رفته عبارتند از:

فلنج یا دریچه نشت

ارتعاشات غیرمعمول

تغییر رنگ یا رگه های زنگ زدگی

غفلت می تواند منجر به:

نشت ناگهانی

آلودگی محیطی

خطرات ایمنی برای پرسنل

2. استراتژی های پیشگیری
2.1 بازرسی و آزمایش منظم
بازرسی های روتین به تشخیص آسیب های اولیه قبل از بحران کمک می کند. تکنیک ها عبارتند از:

آزمایش اولتراسونیک (UT): ضخامت دیواره را اندازه گیری کرده و نقص داخلی را تشخیص می دهد

آزمایش رادیوگرافی (RT): ترک ها یا اجزاء پنهان را مشخص می کند

بازرسی ذرات مغناطیسی (MPI): برای ترک های سطح در مواد فرومغناطیسی مفید است

آزمایش هیدرواستاتیک: کشتی را با آب تحت فشار قرار می دهد تا نشت یا ضعف را بررسی کند

توصیه: فواصل بازرسی را که توسط ASME ، API 510 یا مقررات محلی تعیین شده است ، دنبال کنید.

2.2 انتخاب مناسب مواد
انتخاب مواد بسیار حیاتی است. برنامه های مختلف به خصوصیات مختلفی مانند:

فولاد ضد زنگ: مقاومت در برابر خوردگی عالی ، مناسب برای غذا/داروسازی

فولاد کربن: مقرون به صرفه اما بیشتر مستعد خوردگی است

Hastelloy ، Inconel یا Titanium: برای محیط های بسیار خورنده یا با درجه حرارت بالا

عدم انتخاب مواد سازگار می تواند منجر به تخریب زودرس شود.

2.3 تولید با کیفیت
با تولیدکنندگانی که مطابق با:

ASME Boiler & Code Code

سیستم های مدیریت کیفیت ISO 9001

جوشکار و رویه های معتبر (WPS/PQR)

نکات:

اصرار بر بازرسی شخص ثالث

گزارش های تست مواد (MTRS) و نقشه های ساختگی را مرور کنید

2.4 طراحی مطابق با استانداردها
طراحی باید براساس استانداردهای جامع مانند:

بخش ASME VIII (DIV 1 & 2)

PED (دستورالعمل تجهیزات فشار) برای اروپا

API 650/620 برای برنامه های ذخیره سازی خاص

عوامل طراحی شامل:

حاشیه ایمنی

تجزیه و تحلیل خستگی

کمک هزینه خوردگی

بارهای لرزه ای و باد در صورت وجود

2.5 دستگاه های ایمنی را نصب کنید
هر کشتی فشار باید با:

دریچه های تسکین فشار (PRV): به طور خودکار فشار اضافی را آزاد کنید

دیسک های پارگی: دستگاه ایمن ناکام که تحت فشار بحرانی شکسته می شود

سنسورهای فشار و دما: متصل به سیستم های زنگ هشدار یا خاموش

آزمایش دوره ای و ارزیابی مجدد این دستگاه های ایمنی ضروری است.

2.6 روشهای آموزش و عملیاتی استاندارد (SOPS)
اپراتورها خط اول دفاع هستند. ارائه:

آموزش فنی مداوم

مته های پاسخ اضطراری

SOP های شفاف و قابل دسترسی برای شرایط طبیعی و غیر طبیعی

خطای انسانی نقش مهمی در خرابی کشتی دارد - راننده این خطر را به حداقل می رساند.

3. مطالعات موردی در مورد خرابی کشتی فشار
مورد 1: انفجار پالایشگاه BP Texas City (2005)
علت: فشار بیش از حد در یک برج به دلیل شاخص های سطح معیوب و آلارم.

نتیجه: 15 مرگ ، 180 مصدومیت.

درس: همیشه ابزار دقیق را تأیید کنید و سیستم های ایمنی اضافی را نصب کنید.

مورد 2: انفجار سیلو دانه
علت: تجمع گرد و غبار منجر به سنبله فشار و احتراق شد.

نتیجه: از دست دادن کل تسهیلات.

درس: نادیده گرفتن مسائل بازرسی کوچک می تواند منجر به خسارات گسترده شود. $ $