اختبار وفحص أوعية الضغط: ضمان الامتثال والسلامة

1. مقدمة: أهمية أوعية الضغط
التعريف والتطبيق:
أوعية الضغط هي حاويات يمكنها تحمل اختلافات الضغط الداخلية أو الخارجية وعادة ما تستخدم لتخزين الغازات أو السوائل. يتم استخدامها على نطاق واسع في الصناعات الكيميائية والبترولية والغاز الطبيعي والطاقة والصيدلانية وغيرها من الصناعات. على سبيل المثال ، خزانات الغاز في مصافي النفط ، والمفاعلات في النباتات الكيميائية ، ومولدات البخار في محطات الطاقة النووية كلها أوعية ضغط.
مخاطر السلامة:
نظرًا لأن أوعية الضغط عادة ما تُستخدم لتحمل ضغوط ودرجات حرارة عالية للغاية ، فقد يؤدي فشلها إلى عواقب وخيمة مثل الانفجارات أو التسريبات أو التلوث البيئي. لذلك ، فإن التأكد من أن التشغيل الآمن لأوعية الضغط أمر بالغ الأهمية لمنع الحوادث.
متطلبات الامتثال:
من أجل ضمان السلامة ، فإن مختلف البلدان والمناطق لديها لوائح ومعايير ذات صلة تحدد متطلبات تصميم أوعية الضغط وتصنيعها وتفتيشها وصيانتها. لا تحتاج أوعية الضغط فقط إلى تلبية هذه المعايير خلال مرحلة التصميم ، ولكن عمليات التفتيش والاختبارات المنتظمة هي أيضًا مفتاح ضمان سلامتها على المدى الطويل.

2. الأهداف الرئيسية لاختبار وعاء الضغط
الغرض من اختبار أوعية الضغط هو تقييم أدائها وسلامتها. وتشمل الأهداف الرئيسية:
النزاهة الهيكلية:
يضمن الاختبار أن الأجزاء الرئيسية من الوعاء ، مثل المواد ، واللحامات ، والمفاصل ، وما إلى ذلك ، لا تتلف أو تآكلها أثناء الاستخدام على المدى الطويل ، وبالتالي الحفاظ على السلامة الهيكلية الشاملة للسفينة.
التحقق من الأداء:
قم بتقييم ما إذا كانت الحاوية يمكنها تحمل الضغط المحدد ودرجة الحرارة في ظل ظروف العمل الفعلية لتجنب التحميل الزائد أثناء الاستخدام ، مما يؤدي إلى تمزق أو تسرب.
التحقق من الامتثال:
تأكد من أن وعاء الضغط تلبي المعايير الوطنية أو الدولية ذات الصلة ، مثل ASME ، PD5500 ، وما إلى ذلك ، لتجنب المسؤولية القانونية والمخاطر المالية الناجمة عن عدم اجتياز التفتيش.
تقييم حياة الخدمة:
يمكن أن يساعد الاختبار المنتظم والتفتيش في التنبؤ بالحياة المتبقية لأوعية الضغط ، واكتشاف المشكلات المحتملة في الوقت المناسب ، وتجنب الحوادث عندما تصل الوعاء إلى حد خدمتها.

3. طرق التفتيش الشائعة لأوعية الضغط
فيما يلي العديد من طرق فحص واختبار أوعية الضغط الشائعة الاستخدام ، كل منها له سيناريوهات تطبيق فريدة من نوعها:
التفتيش البصري:
يعد الفحص البصري الطريقة الأساسية ، والتي تستخدم عادةً للكشف عن الضرر الواضح على الأسطح الخارجية والمتاحة للحاوية ، مثل الشقوق ، والتآكل ، والخدوش ، والتشوه ، وما إلى ذلك. هذه الطريقة بسيطة وسهلة الاستخدام ، ولكن يمكنها عادة اكتشاف مشاكل السطح فقط ولا يمكنها اختراق الحاوية.
اختبار الموجات فوق الصوتية:
يمكن للاختبار بالموجات فوق الصوتية اكتشاف سمك مادة الحاوية ، خاصة للكشف عن درجة التآكل أو التآكل. يمكن استخدام الانعكاس بالموجات فوق الصوتية لتقييم تغيير سمك جدار الحاوية والمساعدة في تأكيد ما إذا كانت المادة تلبي متطلبات التصميم ، خاصة في أسفل الحاوية أو في خط الأنابيب ، والتي تكون عرضة للتآكل.
الاختبار الشعاعي:
اختبار الأشعة السينية هو طريقة اختبار غير مدمرة تستخدم للتحقق من وجود عيوب داخل الحاوية ، مثل الفقاعات أو الشقوق أو المشكلات الهيكلية الداخلية الأخرى في المفاصل الملحومة. يمكن للأشعة السينية اختراق جدار الحاوية وتشكل صورة واضحة على لوحة التصوير ، مما يكشف عن مشاكل داخلية محتملة. يمكن أن توفر هذه الطريقة نتائج اختبار أكثر دقة ، لكن تكلفة المعدات مرتفعة وتتطلب تشغيلًا مهنيًا.
الاختبار الهيدروستاتيكي:
يتمثل الاختبار الهيدروستاتيكي في ملء الحاوية بالماء وزيادة الضغط تدريجياً إلى 1.5 أو 2 أضعاف ضغط التصميم للتحقق مما إذا كانت الحاوية تحتوي على تسرب أو تشوه أو تمزق. نظرًا لعدم قابلية الضغط على الماء ، يمكن للاختبار الهيدروستاتيكي اكتشاف مخاطر السلامة بشكل فعال للحاوية. عادة ما يتم استخدام هذه الطريقة قبل استخدام الحاوية لأول مرة أو أثناء عمليات التفتيش العادية.
اختبار التسرب:
يتم استخدامه بشكل رئيسي للتحقق مما إذا كانت الحاوية تحتوي على تسربات صغيرة. غالبًا ما يستخدم اختبار التسرب الغاز (مثل النيتروجين) أو السائل (مثل الهيليوم) لاكتشاف ما إذا كانت الحاوية تحتوي على تسربات خفية. عادة ما يتم دمجه مع كاشف تسرب الهيليوم أو غيرها من الأدوات الدقيقة لتحسين حساسية الكشف.
تكنولوجيا الاختبار غير المدمرة (NDT):
يشمل الاختبار غير المدمر اختبار الجسيمات المغناطيسية (MT) ، واختبار تيار الدوامة (ET) ، واختبار الاختراق (PT) ، وما إلى ذلك. يمكن لهذه الطرق اكتشاف العيوب السطحية والضحلة بسرعة وكفاءة ، وهي مناسبة للتفتيش على نطاق واسع وحاويات عالية الخطورة.

4. متطلبات الامتثال لأوعية الضغط
كل بلد ومنطقة لديها معايير ولوائح صارمة لتصميم وتصنيع واختبار أوعية الضغط. فيما يلي العديد من متطلبات الامتثال المهمة:
Asme Loiler و Come Present Code:
هذا هو تصميم وعاء الضغط الأكثر استخدامًا على نطاق واسع في العالم. يتطلب رمز ASME من المصممين النظر في عوامل مثل اختيار المواد ، وضغط التصميم ، وجودة اللحام ، ومقاومة التآكل ، وما إلى ذلك عند تصنيع أوعية الضغط. يحدد معيار ASME أيضًا إجراءات الفحص والاختبار لأوعية الضغط للتأكد من أن الحاوية تحقق السلامة المتوقعة أثناء الاستخدام.
معيار PD5500:
هذا هو معيار التصميم والتصنيع لأوعية الضغط التي صاغتها المملكة المتحدة. ينطبق PD5500 بشكل أساسي على المعدات ذات الضغط العالي في الصناعات النفطية والغاز والكيميائية ، مع التركيز على متطلبات التصميم ، والتحكم في عملية التصنيع ، وفحص وقبول أوعية الضغط.
ISO 9001 و ISO 3834:
ISO 9001 هو معيار نظام إدارة الجودة ينطبق على عملية الإنتاج والتفتيش لأوعية الضغط لضمان أن جميع المنتجات تلبي متطلبات الجودة. يعد ISO 3834 معيارًا لجودة اللحام ، مما يتطلب من مصنعي أوعية الضغط التحكم الصارم في جودة اللحام أثناء عملية اللحام لضمان السلامة على المدى الطويل للسفينة.

5. أفضل الممارسات لاختبار وعاء الضغط والتفتيش
التفتيش والاختبار المنتظمين:
يعد التفتيش والاختبار المنتظمين مفتاحًا لضمان سلامة أوعية الضغط. قد يكون للأنواع المختلفة من أوعية الضغط دورات تفتيش مختلفة ، ولكن بشكل عام ، يجب فحص السفن بالكامل مرة واحدة على الأقل في السنة ، ويجب زيادة تردد التفتيش في الظروف الخاصة (مثل الإصلاحات أو التعديلات أو الحوادث).
نتائج اختبار السجل بالتفصيل:
يجب تسجيل جميع نتائج الاختبار بالتفصيل ، بما في ذلك تاريخ الاختبار وطريقة الاختبار والاختبار ومعدات الاختبار والمشاكل الموجودة. يمكن أن يضمن التسجيل أنه يمكن مقارنة حالة وعاء الضغط وتتبعها في عمليات التفتيش المستقبلية ، وتوفير أساس للإصلاحات والبدائل اللاحقة.
تقنية الكشف الحديثة: مع تطوير العلوم والتكنولوجيا ، تم تطبيق معدات الكشف الذكية وأنظمة المراقبة عبر الإنترنت تدريجياً على إدارة أوعية الضغط. من خلال تثبيت أجهزة الاستشعار وأنظمة المراقبة في الوقت الفعلي ، يمكن التقاط تغييرات غير طبيعية في أوعية الضغط في الوقت المناسب ، ويمكن اكتشاف المشكلات المحتملة مسبقًا ، ويمكن تجنب الحوادث.

6. المشاكل الشائعة واستكشاف الأخطاء وإصلاحها
مشكلة التسرب: التسرب هو أحد المشكلات الشائعة في أوعية الضغط. يحدث التسرب عادة في المفاصل أو اللحامات أو الأختام. عند التحقق من هذه الأماكن ، يكون استخدام اختبار ضيقة الهواء أو اختبار ضغط الماء هو الطريقة الأكثر فعالية. يعد تصحيح نقطة التسرب أو استبدال الختم طريقة علاج شائعة.
مشكلة التآكل: التآكل هو أحد الأسباب الرئيسية لفشل وعاء الضغط. قد يحدث التآكل داخل أو خارج الحاوية ، في البيئة الحمضية والقلوية أو البيئة الرطبة. تتضمن تدابير مكافحة التآكل استخدام المواد المقاومة للتآكل وحماية الطلاء والتنظيف المنتظم وطرق أخرى.
التعب المادي: عندما تعمل أوعية الضغط في ظل ظروف الضغط ودرجة الحرارة على المدى الطويل ، قد يحدث التعب المادي ، مما يؤدي إلى تشققات أو تشوه. يمكن لفحص الموجات فوق الصوتية المنتظم وفحص الأشعة السينية واختبار ضغط الماء اكتشاف هذه المشكلة بشكل فعال.