مرجعی کاربردی برای مهندسان، خریداران و اپراتورهای نیروگاهی که به تعریف واضح مخازن تحت فشار، مروری بر انواع مخازن متداول و مراحل تست و بازرسی نیاز دارند که آنها را در سرویس روزانه ایمن نگه می دارد. این راهنما به ترتیب موضوع را مرور می کند، با توضیح ساده از چیستی یک مخزن تحت فشار شروع می شود و با نگاهی به اینکه چگونه بازرسی مداوم همان مخزن را برای چندین دهه کارکرد ایمن نگه می دارد، خاتمه می یابد.
در این صفحه
01 تعریف مخزن تحت فشار
تعریف مخازن تحت فشار تقریباً در هر کد مهندسی مکانیک ساده است: این یک ظرف بسته است که برای نگهداری گازها یا مایعات در فشاری متفاوت از فشار خارج از ظرف طراحی شده است. اکثر کدها آستانه ای را تعیین می کنند، معمولاً حدود 15 پوند در هر اینچ مربع یا تقریباً 1 بار بالاتر از فشار اتمسفر، که بالاتر از آن یک کانتینر به طور رسمی به عنوان یک مخزن تحت فشار طبقه بندی می شود و باید قوانین طراحی و ساخت را به جای الزامات شلتر اعمال شده برای مخازن ذخیره سازی معمولی رعایت کند.
برای تعریف صحیح تجهیزات مخازن تحت فشار، سه عامل همیشه با هم وارد می شوند: فشار داخلی ظرف، دمایی که در آن کار می کند و ماهیت سیال درون آن. یک سیلندر پروپان، یک درام دیگ بخار، یک گیرنده هوای فشرده، یک اتوکلاو و یک ستون تقطیر همگی مخازن تحت فشار هستند زیرا هر یک از این شرایط اولیه یکسان را برآورده می کنند، حتی اگر شکل، اندازه و وظایف آنها کاملاً متفاوت باشد.
درک این تعریف به دلیل بسیار کاربردی اهمیت دارد. هنگامی که یک کانتینر به عنوان مخزن تحت فشار طبقه بندی می شود، تحت کدهای طراحی دقیق، قوانین ردیابی مواد، الزامات صلاحیت جوشکاری و تعهدات بازرسی دوره ای قرار می گیرد. نادیده گرفتن هر یک از این مراحل یکی از دلایل اصلی حوادث مخازن تحت فشار صنعتی است، به همین دلیل است که تعریف خود نقطه شروع برای هر برنامه ایمنی است.
02 معنی مخزن تحت فشار و توصیف هسته
فراتر از تعریف رسمی، نگاه کردن به معنی مخزن تحت فشار به زبان ساده کمک می کند. یک مخزن تحت فشار را به عنوان یک پوسته قوی در نظر بگیرید که برای مقاومت در برابر نیرویی که سعی در فشار دادن به بیرون از داخل دارد ساخته شده است. گاز یا مایع ذخیره شده تحت فشار بر هر اینچ مربع از دیوار داخلی فشار وارد می کند. پوسته کشتی، درپوشهای انتهایی و هر نازل یا دهانه باید به اندازهای قوی باشد که در برابر این تنش با حاشیه ایمنی، حتی پس از سالها چرخه حرارتی، خوردگی و بارگذاری مکانیکی مقاومت کند.
یک توصیف خوب مخزن تحت فشار چهار چیز را شامل می شود: شکل پوسته، ماده ای که از آن ساخته شده است، فشار و دمایی که برای آن رتبه بندی شده است، و کدی که تحت آن ساخته شده است. برای مثال، یک مخزن گیرنده هوای معمولی را میتوان به عنوان یک مخزن استوانهای عمودی از فولاد کربنی با سرهای بشقابدار توصیف کرد که دارای امتیاز 150 پوند بر اینچ مربع در 350 درجه فارنهایت است که بر اساس کد ASME Boiler و مخازن تحت فشار بخش VIII بخش 1 ساخته شده است.
خود کلمه ظرف به سادگی به معنای ظرف است، اما تعیین کننده فشار همه چیز را در مورد نحوه مهندسی آن ظرف تغییر می دهد. مخازن معمولی که مایع را در فشار اتمسفر نگه می دارند را می توان از ورق فلزی نازک با درزهای ساده ساخت. مخزن مخزن تحت فشار، در مقابل، به ضخامت دیواره محاسبه شده، جوش های نفوذ کامل، معاینه جوش رادیوگرافی یا اولتراسونیک و یک پلاک نامی که فشار طراحی، حداکثر فشار کاری مجاز و فشار تست هیدرواستاتیک آن را ثبت می کند، نیاز دارد.
03 چه چیزی یک مخزن تحت فشار را تشکیل می دهد
مردم اغلب می پرسند که یک مخزن تحت فشار در مفهوم قانونی یا کد چیست، زیرا پاسخ تعیین می کند که کدام مقررات برای یک پروژه اعمال می شود. اکثر کدهای ملی و بین المللی بر روی مجموعه ای از معیارهای مشابه توافق دارند، حتی اگر آستانه های عددی دقیق بر اساس منطقه متفاوت باشد.
| معیار | آستانه معمولی | چرا اهمیت دارد |
|---|---|---|
| فشار طراحی داخلی | بالاتر از حدود 15 psi یا 1 bar گیج | کمتر از این سطح، یک ظرف معمولاً به عنوان یک مخزن کم فشار در نظر گرفته می شود، نه یک مخزن تحت فشار |
| حجم داخلی | بالای 40 تا 120 لیتر بسته به کد | ظروف بسیار کوچک ممکن است معاف شوند، حتی اگر تحت فشار باشند، مانند قوطی های کوچک آئروسل |
| مایع ذخیره شده | گاز فشرده، بخار یا مایع تحت فشار | نوع سیال بر میزان انرژی ذخیره شده آزاد شده در صورت از کار افتادن پوسته تأثیر می گذارد |
| دمای طراحی | تنظیم شده توسط فرآیند، از برودتی تا چند صد درجه | دما بر انتخاب مواد و تنش مجاز تأثیر می گذارد |
| سرویس مورد نظر | کار مداوم، چرخه ای یا آماده به کار | خدمات چرخه ای خطر خستگی و دفعات بازرسی را افزایش می دهد |
کدهایی که به طور دقیق به سؤالات مخازن تحت فشار پاسخ می دهند شامل کد دیگ بخار و مخزن تحت فشار ASME در ایالات متحده، دستورالعمل تجهیزات تحت فشار در اتحادیه اروپا و استانداردهای ملی مانند GB 150 در چین و AS 1210 در استرالیا است. هر یک از این اسناد فرمولهای طراحی، مقادیر تنش مجاز، مشخصات مواد، روشهای جوشکاری و آزمایشهای مورد نیاز را تعیین میکنند تا مهندسان در شرکتها و کشورهای مختلف به سطح ایمنی ثابت و قابل تأییدی برسند.
یک کشتی برای واجد شرایط بودن نیازی به بزرگ بودن ندارد. یک مخزن کوچک هوای فشرده روی یک کمپرسور کارگاهی، یک بطری پروپان روی یک کباب پز یا اتوکلاو آزمایشگاهی همگی میتوانند با تعریف مخزن تحت فشار مطابقت داشته باشند و هر کدام تابع قوانین طراحی متناسب با اندازه و خدمات خود هستند، حتی اگر مقیاس کاغذ و فرکانس بازرسی با خطر مرتبط باشد.
همچنین شایان ذکر است که طبقه بندی معمولاً در مرحله طراحی اتفاق می افتد، نه پس از ساخت کشتی. یک مهندس فشار کاری مورد نظر، حداکثر دمای معتبر، گروه سیال و حجم داخلی را بررسی می کند، سپس دسته کد صحیح را قبل از برش یک صفحه انتخاب می کند. اشتباه گرفتن این طبقهبندی در ابتدا میتواند به این معنی باشد که یک کشتی برای انجام وظیفه واقعی خود طراحی نشده است، یا هزینههای غیرضروری ناشی از مهندسی بیش از حد برای وظیفهای که هرگز آن را نخواهد دید، متحمل میشود. مشخصات خرید همیشه باید فشار طراحی و دمای طراحی را به وضوح بیان کند، زیرا این دو عدد تقریباً هر تصمیم مهندسی پایین دستی را هدایت می کنند.
چگونه کدهای منطقه ای در عمل متفاوت هستند
| منطقه | کد اولیه | تمرکز معمولی |
|---|---|---|
| ایالات متحده و بسیاری از قاره آمریکا | کد ASME بویلر و مخزن تحت فشار بخش VIII | فرمول های طراحی دقیق، مشخصات مواد، و گواهی تمبر |
| اتحادیه اروپا و بازارهای مرتبط | دستورالعمل تجهیزات تحت فشار و EN 13445 | مسیرهای ارزیابی انطباق با دسته و خطر کشتی مرتبط است |
| چین | GB 150 و TSG 21 | استاندارد طراحی ملی همراه با قوانین ثبت اجباری و بازرسی دوره ای |
| استرالیا و نیوزلند | AS 1210 | الزامات طراحی و ساخت اقتباس شده از رویه بین المللی |
| ژاپن | سری JIS B 8270 | قوانین طراحی مطابق با استانداردهای صنعتی داخلی |
اگرچه اعداد و فرمتها متفاوت است، اما هر یک از این کدها به یک سوال اساسی پاسخ میدهند که مخزن تحت فشار چیست و چقدر حاشیه ایمنی باید داشته باشد. کشتیهایی که در سطح بینالمللی صادر میشوند اغلب نیاز به طراحی، آزمایش و مهر زدن به بیش از یک کد دارند، به همین دلیل است که سازندگان با تجربه بستههای طراحی را در بازار خاصی که مشتری به آن ارسال میکند سازماندهی میکنند.
04 اجزای اصلی مخزن مخزن تحت فشار
هر مخزن مخزن تحت فشار، صرف نظر از صنعت، مجموعه ای مشترک از عناصر ساختاری را به اشتراک می گذارد. درک این قسمت ها خواندن نقشه ساخت یا دنبال کردن گزارش بازرسی را بسیار آسان تر می کند.
پوسته
بدنه اصلی استوانه ای یا کروی که حاوی سیال تحت فشار است و حلقه اولیه و تنش طولی را حمل می کند.
سرها
بستههای انتهایی، معمولاً بشقابدار، نیمکرهای یا مسطح، که پوسته را میبندند و به گونهای شکل میگیرند که فشار را بدون ضخامت بیش از حد تحمل کنند.
نازل ها
دهانههای لولههای ورودی و خروجی، ابزار دقیق و راهروها، که هر کدام برای جبران فلزی که توسط دهانه برداشته شده است، تقویت شدهاند.
پشتیبانی می کند
زین ها، دامن ها یا پاهایی که وزن کشتی و محتویات آن را به پایه حمل می کنند و در عین حال امکان انبساط حرارتی را فراهم می کنند.
وسایل ایمنی
دریچه های تسکین، دیسک های پارگی و فشارسنج هایی که کشتی را از قرار گرفتن بالاتر از حداکثر فشار کاری مجاز محافظت می کند.
داخلی
بسته به فرآیندی که کشتی انجام می دهد، بافل، سینی، کویل یا همزن در داخل پوسته نصب می شود.
پلاک نام در نوع خود یک جزء کوچک اما حیاتی است. به طور دائم به پوسته متصل می شود و سازنده، کد ساخت، فشار و دمای طراحی، حداکثر فشار کاری مجاز، سال ساخت و شماره سریال کشتی را ثبت می کند. بازرسان در طول عمر کشتی بر روی این اطلاعات پلاک نام تکیه می کنند، بنابراین باید خوانا باقی بماند و هرگز نباید بدون مجوز کد مناسب تغییر داده شود.
ضخامت در تمام قسمت های مخزن مخزن تحت فشار یکنواخت نیست و درک چرایی آن به توضیح برخی از انتخاب های طراحی که در غیر این صورت ناسازگار به نظر می رسند کمک می کند. پوسته استوانه ای معمولاً بیشترین تنش حلقه را دارد و ابتدا محاسبه می شود. سرها به طور خاص برای کاهش تنش خمشی که در غیر این صورت یک صفحه مسطح تحت فشار تجربه میکند، شکل میگیرند، به همین دلیل است که سرهای ظروفی و نیمکرهای بسیار رایج هستند، حتی اگر هزینه تشکیل آنها بیشتر از یک صفحه تخت باشد. هر نازلی که در پوسته بریده میشود، مواد حامل بار را حذف میکند، بنابراین یک پد تقویتکننده یا یک گردن نازل آهنگری ضخیمتر در اطراف دهانه اضافه میشود تا استحکام از دست رفته را بازیابی کند. هیچ یک از این انتخاب ها آرایشی نیستند. هر یک مستقیماً محاسبهای مرتبط با فشار طراحی و تنش مجاز ماده انتخابی را منعکس میکند.
05 انواع مخازن تحت فشار و کاربردهای رایج
مخازن تحت فشار اشکال مختلفی دارند زیرا فرآیندهای بسیار متفاوتی را انجام می دهند. رایج ترین طبقه بندی بر اساس هندسه و تابع است.
طبقه بندی بر اساس شکل
- ظروف استوانه ای با سرهای بشقاب یا نیمکره، پرکاربردترین شکل است زیرا سیلندر برای ساخت کارآمد است و فشار داخلی را به خوبی تحمل می کند.
- عروق کروی ، برای حجم های ذخیره سازی بسیار بزرگ مانند ذخیره سازی گاز مایع استفاده می شود، زیرا یک کره تنش را به طور یکنواخت توزیع می کند و به پوسته نازک تری نسبت به سیلندر با ظرفیت برابر نیاز دارد.
- رگ های مخروطی یا ترکیبی ، در جاهایی استفاده می شود که یک فرآیند نیاز به یک انتقال مخروطی دارد، مانند طرح های خاص راکتور و جداکننده.
طبقه بندی بر اساس تابع
| نوع کشتی | وظیفه معمولی | صنایع رایج |
|---|---|---|
| مخزن ذخیره یا مخزن مخزن تحت فشار | نگه داشتن گاز یا مایع فشرده برای استفاده بعدی | کارخانه های شیمیایی، پالایشگاه ها، توزیع LPG، مواد غذایی و آشامیدنی |
| ظرف فرآیند | واکنش، جداسازی یا اختلاط تحت فشار | پتروشیمی، دارویی، تصفیه آب |
| پوسته مبدل حرارتی | انتقال حرارت بین دو سیال تحت فشار | تولید برق، نفت و گاز، HVAC |
| درام دیگ بخار | تولید یا نگهداری بخار | نیروگاه ها، نیروی محرکه دریایی، گرمایش منطقه ای |
| گیرنده هوا | تامین هوای فشرده بافر | تولید، کارگاه، سیستم های پنوماتیک |
| اتوکلاو | استریل کردن یا پخت تحت فشار و حرارت | پزشکی، کامپوزیت های هوافضا، فرآوری مواد غذایی |
| رگ برودتی | ذخیره گازها در دمای بسیار پایین و تحت فشار | تامین گاز صنعتی، اکسیژن پزشکی، هوافضا |
انتخاب مواد با توجه به وظیفه نیز متفاوت است. فولاد کربن رایج ترین ماده برای خدمات صنعتی عمومی است زیرا مقرون به صرفه است و به خوبی شناخته شده است. فولاد ضد زنگ زمانی انتخاب می شود که مقاومت در برابر خوردگی یا خلوص محصول مهم باشد، مانند ظروف دارویی یا مواد غذایی. فولاد ضد زنگ دوبلکس، آلیاژهای نیکل و صفحه روکش دار برای خدمات شیمیایی تهاجمی در نظر گرفته شده است، در حالی که رگ های زخمی کامپوزیت در جاهایی که وزن حیاتی است، مانند کاربردهای موبایل یا هوافضا، استفاده می شود.
مقیاس به اندازه شکل و جنس متفاوت است. یک اتوکلاو آزمایشگاهی ممکن است تنها چند لیتر را در خود جای دهد و روی یک میز قرار گیرد، در حالی که یک مخزن ذخیره سازی کروی پالایشگاه می تواند چندین هزار متر مکعب را در خود جای دهد و بلندتر از یک ساختمان پنج طبقه بایستد. مخازن مخازن تحت فشار که اکثر مهندسان روزانه با آن مواجه می شوند، بین این نقاط افراطی قرار دارند، از چند صد لیتر تا چند صد متر مکعب، که معمولاً با کامیون یا ریل حمل می شوند و بر روی پایه بتنی یا لغزش فولادی در محل کارخانه نصب می شوند. صرف نظر از مقیاس، همان تعریف مخزن تحت فشار و همان نظم طراحی اعمال می شود، فقط اعداد در محاسبه تغییر می کنند.
جهت نصب یکی دیگر از تمایزات عملی است که خریداران باید در نظر بگیرند. کشتی های افقی که روی زین ها قرار می گیرند برای حجم های متوسط معمول هستند زیرا دسترسی به آنها برای بازرسی داخلی آسان تر و لوله کشی ساده تر است. ظروف عمودی که روی یک دامن یا روی پاها پشتیبانی می شوند، در جایی که فضای کف محدود است یا جایی که جریان گرانش از طریق فرآیند مهم است، مانند ستون های تقطیر یا جداکننده های گرانشی ترجیح داده می شوند. انتخاب بین جهت افقی و عمودی به همان اندازه که توسط خود درجه فشار انجام می شود، توسط طرح فرآیند انجام می شود.
06 نحوه ساخت مخازن تحت فشار
ساخت یک مخزن تحت فشار منطبق با کد یک توالی کنترل شده است تا یک مرحله ساخت، زیرا هر مرحله اسنادی را ارائه می دهد که مخزن برای بقیه عمر خود به آن نیاز دارد.
- محاسبه طراحی. مهندسان ضخامت دیوار، هندسه سر و تقویت نازل مورد نیاز را بر اساس فشار طراحی، دمای طراحی و تنش مجاز ماده انتخابی تحت کد حاکم محاسبه میکنند.
- تهیه مواد. صفحه، آهنگری و لوله دارای گواهینامه های آسیاب هستند که ترکیب شیمیایی و خواص مکانیکی را به گرمای فولادی که از آن منشأ می گیرند، ردیابی می کند.
- شکل گیری. بشقاب به شکل صفحات استوانهای در میآید و سرها به شکل ظروف یا نیمکرهای فشرده یا چرخانده میشوند.
- جوشکاری. درزهای طولی و محیطی با استفاده از روشهایی که از قبل واجد شرایط هستند جوش داده میشوند و جوشکارانی که برای انجام نوع و مواد خاص اتصال گواهی دارند.
- معاینه غیر مخرب جوش ها با رادیوگرافی، آزمایش اولتراسونیک یا سایر روش های مناسب با دسته اتصال و کلاس خدمات بررسی می شوند.
- عملیات حرارتی بسیاری از مخازن به عملیات حرارتی پس از جوش برای کاهش تنش باقیمانده و بازیابی چقرمگی مواد پس از جوشکاری نیاز دارند.
- تست فشار کشتی تکمیل شده قبل از اینکه برای حمل تایید شود تحت آزمایش هیدرواستاتیک یا پنوماتیک قرار می گیرد.
- گواهینامه و مهر. یک بازرس مجاز کد، سوابق کامل ساخت را قبل از دریافت پلاک نام و مهر کد کشتی بررسی می کند.
هر یک از این مراحل یک سند تولید میکند و با هم گزارش دادههای ساخت را تشکیل میدهند که با کشتی در طول عمر کاری آن سفر میکند. این رکورد دقیقاً همان چیزی است که یک بازرس در بازرسی دورهای بعدی مخازن تحت فشار از شما میخواهد ببیند، بنابراین یک سازنده به خوبی سازماندهی شده، انطباق مداوم را برای کاربر نهایی آسانتر میکند.
کنترل کیفیت موازی با هر یک از این مراحل تولید انجام می شود نه اینکه یک بررسی واحد در انتهای خط باشد. بررسیهای ابعادی تأیید میکنند که قطر پوسته، خارج از گرد بودن، و قرارگیری نازل در محدوده تحمل کد باقی میماند. جوشکاری به طور مداوم از طریق سوابق صلاحیت رویه و سوابق صلاحیت عملکرد جوشکار نظارت می شود، که هر دو باید در حال نگهداری و برای ممیزی در دسترس باشند. بسیاری از تولیدکنندگان نیز قبل از شروع ساخت، یک بازبینی طراحی داخلی را انجام میدهند که گاهی اوقات بررسی سبک عملکرد و خطر نامیده میشود، بهویژه برای گرفتن آرماتور، پشتیبانی یا برخورد نازل که پس از برش و نورد شدن فولاد، تعمیر آنها بسیار گرانتر است.
07 روش های آزمایش مخزن تحت فشار توضیح داده شده است
آزمایش مخازن تحت فشار مرحله ای است که ثابت می کند یک مخزن ساخته شده واقعاً می تواند فشاری را که برای آن طراحی شده است، قبل از شروع به کار نگه دارد. آزمایش در کارخانه به عنوان بخشی از صدور گواهینامه انجام می شود و به طور دوره ای در طول عمر کاری کشتی تکرار می شود.
| روش تست | آنچه را بررسی می کند | مورد استفاده معمولی |
|---|---|---|
| تست هیدرواستاتیک | استحکام کلی پوسته و جوش با استفاده از آب در فشاری بالاتر از فشار طراحی، معمولاً 1.3 برابر مقدار طراحی | آزمون استاندارد برای شناورهای جدید و اغلب صلاحیت مجدد دوره ای |
| تست پنوماتیک | همان اصل آزمایش هیدرواستاتیک اما استفاده از هوا یا گاز بی اثر به جای آب | زمانی استفاده می شود که آب قابل استفاده نباشد یا به طور کامل تخلیه شود، نیاز به کنترل های ایمنی سخت گیرانه دارد |
| تست رادیوگرافی | کیفیت جوش داخلی با استفاده از اشعه ایکس یا اشعه گاما | قبل از سرویس روی پوسته ها و سر رگ ها جوش می شود |
| تست اولتراسونیک | یکپارچگی جوش و ضخامت دیواره با استفاده از امواج صوتی | ساخت و ساز جدید و نظارت بر ضخامت در حین خدمت |
| آزمایش ذرات مغناطیسی | ترک های سطحی و نزدیک سطحی در مواد فرومغناطیسی | جوش های نازل و نواحی تمرکز تنش |
| تست نفوذ رنگ | عیوب شکستن سطح روی هر ماده | جوش فولاد ضد زنگ و سطوح ماشینکاری شده تمام شده |
| تست انتشار آکوستیک | هنگامی که کشتی تحت بار است رشد ترک فعال را تشخیص می دهد | آزمایش حین خدمت کشتی هایی که به سختی می توان آنها را آفلاین کرد |
| تست نشتی | تایید می کند که هیچ مایع یا گازی در آب بندی و اتصالات خارج نمی شود | بررسی نهایی پس از مونتاژ و پس از هر گونه تعمیر |
چگونه آزمایش مخزن تحت فشار هیدرواستاتیک به طور معمول انجام می شود
- آماده سازی. ظرف کاملاً با آب پر می شود و تمام هوا برای جلوگیری از یک محفظه هوای قابل تراکم که انرژی خطرناک را در طول آزمایش ذخیره می کند، تخلیه می شود.
- تحت فشار قرار دادن فشار به تدریج و به طور پیوسته با استفاده از یک پمپ کالیبره شده افزایش می یابد در حالی که تکنسین ها گیج ها را در فاصله ایمن نظارت می کنند.
- دوره نگه دارید. فشار در مقدار آزمون مورد نیاز برای یک دوره تعیین شده، معمولاً 10 تا 30 دقیقه، حفظ می شود، در حالی که ظرف برای نشت، گریه یا تغییر شکل قابل مشاهده بررسی می شود.
- بازرسی. جوشها، نازلها و اتصالات فلنجی از نظر هرگونه نشانهای از نشتی در طول دوره نگهداری به دقت بررسی میشوند.
- کاهش فشار و خشک کردن. فشار به آرامی آزاد می شود، ظرف تخلیه می شود و برای جلوگیری از خوردگی داخلی پس از آزمایش، کاملاً خشک می شود.
- مستندات. فشار تست، زمان نگهداری، شرایط محیطی و نتایج توسط بازرس مسئول ثبت و امضا می شود.
تست پنوماتیک مستحق یک کلمه احتیاط اضافی است زیرا گاز فشرده انرژی بسیار بیشتری نسبت به آب در فشار و حجم یکسان ذخیره می کند. آب اساساً تراکم ناپذیر است، بنابراین اگر آزمایش هیدرواستاتیک نشت یا ترک را نشان دهد، فشار تقریباً بلافاصله کاهش می یابد و انرژی ذخیره شده بسیار کمی آزاد می شود. هوای فشرده یا نیتروژن رفتار بسیار متفاوتی دارند و شکست در طول آزمایش پنوماتیک می تواند انرژی ذخیره شده خود را به طور ناگهانی آزاد کند. به همین دلیل، کدها معمولاً تست پنوماتیک را به عنوان یک گزینه بازگشتی در نظر میگیرند که تنها زمانی استفاده میشود که آزمایش هیدرواستاتیک غیرعملی باشد و به نسبت فشار تست پایینتر همراه با یک روش مکتوب، مناطق محروم و نظارت از راه دور در طول آزمایش نیاز دارند.
فشار آزمایش معمولاً به عنوان مضربی ثابت از فشار طراحی محاسبه می شود، معمولاً 1.3 برابر فشار طراحی برای آزمایش هیدرواستاتیک در دمای محیط، برای هر تفاوت بین تنش مجاز در دمای آزمایش و دمای طراحی تنظیم می شود. این حاشیه برای نشان دادن یک بافر ایمنی واقعی فراتر از شرایط عملیاتی عادی وجود دارد، نه صرفاً برای تأیید اینکه کشتی فشار نامی خود را حفظ می کند و جایی برای صرفه جویی ندارد.
08 بازرسی مخازن تحت فشار: الزامات و فرکانس
آزمایش یک بار در زمان ساخت و بار دیگر در طول صلاحیت مجدد اصلی انجام می شود، اما بازرسی مخازن تحت فشار یک برنامه مداوم است که تا زمانی که کشتی در خدمت باقی می ماند ادامه دارد. بازرسی منظم، خوردگی، ترک خوردگی و آسیب مکانیکی را خیلی قبل از اینکه سلامت پوسته را تهدید کند، می گیرد.
روش های رایج بازرسی مخازن تحت فشار
- بازرسی بصری خارجی بررسی خوردگی، خرابی پوشش، نشت و وضعیت پشتیبانی معمولاً اغلب انجام می شود زیرا نیازی به خاموش شدن ندارد.
- بازرسی بصری داخلی ورود به کشتی در طول یک قطع برنامه ریزی شده برای بررسی مستقیم سطح داخلی، جوش ها و قطعات داخلی.
- بررسی ضخامت دیوار. اندازه گیری اولتراسونیک در نقاط شبکه ثابت برای ردیابی نرخ خوردگی یا فرسایش در طول زمان.
- معاینه جوش. استفاده مجدد از روش های رادیوگرافی، اولتراسونیک یا ذرات مغناطیسی در جوش های حیاتی که به عنوان پرخطر شناخته شده اند.
- تست دستگاه امدادی بررسی اینکه شیرهای فشار شکن و دیسک های پارگی همچنان در فشار تنظیم شده خود فعال می شوند.
- تناسب اندام برای ارزیابی خدمات یک ارزیابی مهندسی که هنگام یافتن نقص استفاده میشود تا تصمیم بگیرد که آیا کشتی میتواند به کار خود ادامه دهد، نیاز به تعمیر دارد یا باید بازنشسته شود.
فواصل بازرسی معمولی
| فعالیت بازرسی | فاصله معمولی | یادداشت ها |
|---|---|---|
| بازرسی بصری خارجی | سالانه | اغلب برای کشتی هایی که در محیط های خورنده یا ساحلی قرار دارند |
| بازرسی داخلی | هر 2 تا 5 سال یکبار | بازه زمانی اغلب توسط یک مطالعه بازرسی مبتنی بر ریسک تعیین می شود |
| نظارت بر ضخامت | هر 1 تا 3 سال | اگر میزان خوردگی اندازه گیری شده بالاتر از حد انتظار باشد، فرکانس افزایش می یابد |
| تست شیر تسکین دهنده | سالانه | برخی از حوزه های قضایی نیاز به آزمایش کشتی بر روی نیمکت آزمایش دارند |
| صلاحیت مجدد کامل با تست فشار | هر 5 تا 10 سال | فاصله زمانی به حوزه قضایی، شدت خدمات و سابقه کشتی بستگی دارد |
بازرسی مخازن تحت فشار معمولاً توسط بازرس مجاز انجام می شود که دارای مدرک معتبر و مستقل از عملکرد روزانه کارخانه است. امضای آنها، همراه با یک گزارش مکتوب که یافتهها و هرگونه اقدام اصلاحی را توصیف میکند، بخشی از پرونده تاریخچه دائمی کشتی میشود. بسیاری از اپراتورها در حال حاضر بازرسی برنامه ریزی شده را با بازرسی مبتنی بر ریسک ترکیب می کنند، که فواصل بازرسی را برای هر کشتی با توجه به نرخ خوردگی واقعی، شدت فرآیند و پیامد خرابی تنظیم می کند، به جای اعمال یک بازه ثابت برای هر کشتی در محل.
بازرسی از مخازن تحت فشار یکی از رایج ترین علل ریشه ای است که پس از حوادث صنعتی شناسایی می شود. کشتیای که از بیرون صدا به نظر میرسد میتواند از خوردگی دیواره داخلی قابل توجهی داشته باشد که فقط یک بازرسی داخلی مناسب یا بررسی ضخامت آن را نشان میدهد، به همین دلیل است که تنظیمکنندهها در بیشتر کشورها این برنامه بازرسی را بهجای بهترین روش اختیاری، یک الزام قانونی میدانند.
نگه داشتن سابقه بازرسی قابل استفاده
ارزش هر بازرسی محدود است مگر اینکه با نتایج قبلی مقایسه شود. قرائت ضخامت هشت میلی متری در یک نقطه شبکه معین به خودی خود معنی بسیار کمی دارد، اما همان قرائت در مقایسه با قرائت ده میلی متری که پنج سال قبل از آن گرفته شد، بلافاصله نرخ خوردگی را نشان می دهد که می تواند برای تخمین عمر ایمن باقی مانده پیش بینی شود. به همین دلیل، هر برنامه بازرسی مخازن تحت فشار جدی، یک فایل در حال اجرا برای هر کشتی، با برچسب شماره سریال پلاک منحصر به فرد آن، حاوی گزارش دادههای تولید اصلی، هر گزارش بازرسی گذشته، هر رکورد تعمیر و هر گواهی تست شیر تخلیه نگه میدارد. وقتی یک کشتی مالکیت خود را تغییر میدهد یا به سایت جدیدی منتقل میشود، این پرونده باید با آن همراه شود، زیرا بدون آن سابقه، یک بازرس جدید هیچ خط پایه قابل اعتمادی برای قضاوت در مورد اینکه آیا تجهیزات سریعتر از حد انتظار تخریب میشوند، ندارد.
تعمیر، تغییر و رتبه بندی مجدد
وقتی یک بازرسی نقصی را پیدا کند، سه نتیجه ممکن است. یک نقص سطح جزئی در محدوده قابل قبول ممکن است به سادگی در بازرسی بعدی ثبت و نظارت شود. یک نقص مهم تر ممکن است نیاز به تعمیری داشته باشد که تحت یک روش تایید شده انجام شود، به دنبال آن معاینه غیرمخرب منطقه تعمیر شده و در بسیاری موارد، آزمایش فشار بعدی انجام شود. در برخی شرایط، یک کشتی با ضخامت دیواره کاهش یافته را می توان به جای اسقاط شدن، به حداکثر فشار کاری مجاز پایین تر ارزیابی کرد، مشروط بر اینکه رتبه بندی جدید با محاسبه مناسب پشتیبانی شده و توسط مرجع کد تایید شود. هر یک از این مسیرها به داده های بازرسی دقیق بستگی دارد، این دلیل دیگری است که چرا برنامه بازرسی شرح داده شده در بالا نمی تواند به عنوان یک فکر بعدی در نظر گرفته شود.
09 حالت های رایج خرابی و ملاحظات ایمنی
درک اینکه چگونه مخازن تحت فشار خراب می شوند به توضیح اینکه چرا برنامه های آزمایش و بازرسی به همان شکلی که هستند ساختار یافته اند کمک می کند.
نازک شدن خوردگی
از دست دادن تدریجی دیواره از سیال فرآیند، که بیشتر در خطوط مایع، جوش ها و مناطق دارای جریان آشفته رایج است.
ترک خوردگی خستگی
فشار مکرر یا چرخه حرارتی باعث ایجاد ترک و رشد در نقاط تمرکز تنش می شود.
فشار بیش از حد
عملکرد بالاتر از حداکثر فشار کاری مجاز، اغلب به دلیل مسدود شدن یا کوچک بودن دستگاه امداد.
شکستگی شکننده
انتشار ناگهانی ترک در ظروف زیر حداقل دمای فلز طراحی شده خود عمل می کند.
عیوب جوش
تخلخل، فقدان همجوشی، یا زیر بریدگی در طول ساخت اولیه شناسایی نشده است.
آسیب خارجی
ضربه، لرزش یا بارگذاری نامناسب پشتیبانی که به مرور زمان به پوسته آسیب می رساند.
از آنجا که یک پوسته تحت فشار انرژی قابل توجهی را ذخیره می کند، شکست می تواند ناگهانی و شدید باشد. دقیقاً به همین دلیل است که هر مرحله مورد بحث در این راهنما، از تعریف و کد طراحی مخزن تحت فشار اصلی، از طریق آزمایش مخزن تحت فشار در زمان ساخت، تا بازرسی مداوم مخازن تحت فشار در سرویس، به عنوان یک زنجیره متصل وجود دارد. حذف هر یک از پیوندها در آن زنجیره خطر را افزایش می دهد به گونه ای که اغلب نامرئی است تا زمانی که مشکلی پیش بیاید.
تحقیقات در مورد حوادث مخازن تحت فشار در بسیاری از صنایع تمایل دارد به تعداد کمی از علل ریشه ای مکرر به جای رویدادهای عجیب و غریب یا غیرقابل پیش بینی اشاره کند. یک شیر کمکی که هرگز آزمایش نشده بود و بی سر و صدا بسته شده بود، یک بررسی ضخامتی که چندین سال متوالی برای صرفه جویی در زمان خاموشی از آن صرفنظر شد، یک تعمیر که بدون فرآیندهای جوشکاری واجد شرایط انجام شد، یا یک کشتی که خارج از اساس طراحی اولیه خود بدون بررسی مهندسی مناسب در یک وظیفه جدید تحت فشار قرار گرفت، همه بارها و بارها در گزارش های پس از حادثه ظاهر می شوند. هیچ یک از این دلایل به بدشانسی غیرعادی نیاز ندارد. هر کدام یک شکست کنترل فرآیند است که یک برنامه طراحی منظم، آزمایش و بازرسی به طور خاص برای جلوگیری از آن ساخته شده است، که قوی ترین استدلال عملی برای تلقی هر مرحله ای است که در این راهنما به عنوان اجباری به جای اختیاری تلقی می شود.
10 انتخاب سازنده مخازن تحت فشار قابل اعتماد
انتخاب سازنده مناسب به اندازه درک پیشینه فنی که در بالا ذکر شد مهم است. یک تامینکننده واجد شرایط باید بتواند محاسبات طراحی، گواهیهای مواد، صلاحیتهای جوشکار، گزارشهای معاینه غیرمخرب و سوابق آزمایش فشار را برای هر کشتیای که میسازد نشان دهد و باید از خریدار از طریق بازرسی کامل فرآیند مخازن تحت فشار پس از استفاده از تجهیزات، پشتیبانی کند.
شرکت تولیدی پمپ بلونی (جیانگسو) با مسئولیت محدود
برای خریدارانی که به دنبال یک شریک تولیدی با تجربه مستقیم در مخازن مخازن تحت فشار و تجهیزات تحت فشار مرتبط هستند، شرکت تولیدی پمپ Beloni (Jiangsu)، با مسئولیت محدود ارزش گنجاندن در فهرست نهایی تامین کنندگان را دارد. این شرکت با مشتریان صنعتی و فرآیندی کار می کند که به کشتی ها و تجهیزات تحت فشار ساخته شده با کدهای شناخته شده، پشتیبانی شده توسط اسناد کامل و سوابق مواد قابل ردیابی نیاز دارند.
- پشتیبانی مهندسی از الزامات فشار و دما طراحی اولیه تا مستندات نهایی.
- نظم و انضباط ساخت شامل قابلیت ردیابی مواد، روش های جوشکاری واجد شرایط و بررسی غیرمخرب ثبت شده است.
- آزمایش مخازن تحت فشار قبل از حمل و نقل، با نتایج ارائه شده به عنوان بخشی از بسته داده نهایی انجام شد.
- پشتیبانی فنی مداوم برای مشتریانی که بازرسی مخازن تحت فشار را پس از راه اندازی تجهیزات مدیریت می کنند.
کار با سازندهای که با مستندات بهاندازه ساخت جدی رفتار میکند، هر بازرسی بعدی مخازن تحت فشار را سریعتر و قابل اطمینانتر میکند، زیرا اساس طراحی اولیه و سوابق آزمایشی در حال حاضر در پرونده هستند نه اینکه سالها پس از نصب بازسازی شوند.
11 سوالات متداول
مخزن تحت فشار به زبان ساده چیست؟
این یک ظرف فلزی مهر و موم شده است که با استفاده از ضخامت دیواره محاسبه شده، جوشکاری واجد شرایط و تست مورد نیاز کد، برای نگهداری ایمن گاز یا مایع در فشاری به طور معنیداری بالاتر از هوای اطراف ساخته شده است.
مخزن تحت فشار برای چه در صنعت استفاده می شود
مخازن تحت فشار گازهای فشرده را ذخیره می کنند، سیالات فرآیند را در طی واکنش ها یا جداسازی نگه می دارند، بخار در بویلرها تولید می کنند، تامین هوای فشرده را بافر می کنند و وظایف بی شمار دیگری را در صنایع شیمیایی، انرژی، غذایی و دارویی پشتیبانی می کنند.
چگونه عبارت مخزن تحت فشار گاهی اشتباه نوشته می شود
تغییرات متداول جستجو شامل مخزن فشار و مخزن تحت فشار است که هر دو دقیقاً به تجهیزات و تعریفی که در این راهنما توضیح داده شده اشاره می کنند.
تفاوت بین مخزن تحت فشار و مخزن ذخیره چیست؟
یک مخزن ذخیره به طور کلی مایع را در فشار اتمسفر یا نزدیک به آن نگه می دارد و می تواند با ساختار سبک تر ساخته شود، در حالی که یک مخزن تحت فشار محتویات را تحت فشار قابل توجهی نگه می دارد و باید قبل از استفاده از کدهای طراحی دقیق، استانداردهای جوشکاری و آزمایش مخزن تحت فشار پیروی کند.
بازرسی مخازن تحت فشار هر چند وقت یکبار باید انجام شود
فرکانس به حوزه قضایی و شدت خدمات بستگی دارد، اما بررسیهای خارجی معمولاً سالانه هستند، بازرسی داخلی معمولاً هر دو تا پنج سال یکبار انجام میشود، و صلاحیت مجدد کامل با آزمایش فشار اغلب هر پنج تا ده سال مورد نیاز است.
چه کسی واجد شرایط انجام بازرسی مخازن تحت فشار است
یک بازرس مجاز دارای صلاحیت شناخته شده، مستقل از عملیات روزانه کارخانه، معمولاً بازرسی رسمی مخازن تحت فشار را انجام می دهد یا بر آن نظارت می کند و گزارش حاصل را امضا می کند.
اگر یک مخزن تحت فشار در یک آزمایش شکست بخورد چه اتفاقی میافتد؟
اگر یک کشتی در تست هیدرواستاتیک یا دیگر مخزن تحت فشار شکست بخورد، از سرویس خارج می شود، نقص تحت یک روش تایید شده بررسی و تعمیر می شود و قبل از اینکه بتواند به کار بازگردد، مجدداً آزمایش می شود.
آیا می توان یک مخزن تحت فشار را به جای تعویض تعمیر کرد
بله، در بیشتر موارد. یک سازمان تعمیرات واجد شرایط میتواند یک عیب را جوش داده، ناحیه آسیبدیده را بازیابی کند، معاینه غیرمخرب انجام دهد و در بسیاری از موارد پس از آزمایش فشار پیگیری، کشتی را به خدمت بازگرداند، مشروط بر اینکه تعمیر مستند شده و تحت کد اصلی ساخت و ساز تأیید شده باشد.
آیا هر مخزن تحت فشار به یک شیر تخلیه نیاز دارد؟
تقریباً هر مخزن تحت فشار در فرآیند یا سرویس ذخیرهسازی به یک دستگاه کاهش فشار با اندازه مناسب نیاز دارد، زیرا شیر تخلیه آخرین محافظی است که در صورت عدم موفقیت در کنترلهای بالادست، از قرار گرفتن مخزن بالاتر از حداکثر فشار کاری مجاز خود جلوگیری میکند.
یک مخزن تحت فشار معمولا چه مدت دوام می آورد
عمر طراحی معمولاً بیست تا سی سال برای یک مخزن فولاد کربنی که به خوبی نگهداری می شود در سرویس متوسط است، اگرچه عمر مفید واقعی به شدت به نرخ خوردگی، فرکانس چرخش و اینکه برنامه بازرسی مخزن تحت فشار به طور مداوم دنبال شده است بستگی دارد.
12 قرار دادن آن همه با هم
با بازگرداندن هر بخش از این راهنما به یک نقطه، یک مخزن تحت فشار با فشار و دمایی که برای نگه داشتن آن ساخته شده است، تعریف می شود، نه با اندازه یا شکل آن به تنهایی. این واقعیت تنها چیزی است که محاسبات طراحی، انتخاب مواد، صلاحیت جوشکاری، آزمایش مخازن تحت فشار قبل از راهاندازی، و برنامه ساختاری بازرسی مخازن تحت فشار را تا زمانی که تجهیزات در خدمت میمانند، هدایت میکند. خواه این پروژه شامل یک گیرنده هوای فشرده کوچک، یک مخزن ذخیره سازی کروی بزرگ، یا یک مخزن فرآیند تخصصی باشد، همان نظم اساسی اعمال می شود. خریدارانی که این زنجیره را، از تعریف تا آزمایش تا بازرسی مداوم، درک میکنند، به مراتب مجهزتر هستند تا مشخصات خرید واضحی بنویسند، سازندهای مانند Beloni (Jiangsu) Pump Manufacturing Co. Ltd را بر اساس منصفانه و فنی ارزیابی کنند و تجهیزات را پس از نصب و راهاندازی با خیال راحت مدیریت کنند.



.jpg)















TOP