هیدرو تست مخازن تحت فشار

Transcript

1 هیدرو تست مخازن تحت فشار س ت ن ت تت ی ن آ ج ر گ ن ج ز ج ش ا ر ج ر ج ن س ف و لاد ر ف ت ح ن ت هی د رو ت س ت م خ ا ز ر ایجاد خوردگی تأخیری در حین تست هیدروستاتیک و بعد از آن میتواند به سازه آسیب بزند. این موضوع در سازه های تولید شده از فوالد زنگ نزن با توجه به حساسیت این نوع فوالدها به خوردگی های تأخیری از اهمیت بیشرتی برخوردار است. این آسیب ممکن است بعد از چند هفته یا حتی چند ماه منایان شده و ترمیم آن می تواند بسیار مشکل و هزینه بر باشد. هر چند اگر مالحظات الزم رعایت گردد تست هیدروستاتیک میتواند بدون ریسک اجرا گردد این مالحظات اساسا به کیفیت و نحوه فرآوری آب مورد استفاده در تست و چگونگی عملیات روی سازه بعد از تست وابسته است. بسیاری از کدها و استانداردهای موجود راهنامیی های کلی در زمینه تست هیدروستاتیک سازه های ساخته شده از فوالد زنگ نزن ارائه کرده اند اما متأسفانه علی رغم اهمیت موضوع و آسیبهایی که می تواند ایجاد مناید استاندارد یا دستورالعمل جامعی در این زمینه وجود ندارد. در این مقاله سعی شده است با در نظر گرفنت کلیه رشایط تأثیرگذار دستورالعمل نسبتا جامعی بعنوان راهنام برای اجرای بهینه ی تست هیدروستاتیک و کاهش ریسک آن در رشایط کاری مختلف تدوین گردد. ت و گ ا ز ر 6 51

2 فوالدهای زنگ نزن خوردگی پس از هیدروتست SCC فوالدهای زنگ نزن آلیاژهای با پایه آهن هستند که دارای حداقل % 1.5 ک رم می باشند. مكانیزم مقاومت به خوردگی این آلیاژها تشكیل یك الیه روئین چسبنده و یكپارچه روی سطح در حضور اکسیژن است. عامل اصلی در تشكیل این الیه روئین عنرص ک رم می باشد. تجربه نشان داده این الیه در آلیاژهایی با % 1.5 ک رم بسیار ضعیف بوده و مقاومت مناسبی ایجاد منی كند. در حالی که حداقل میزان ک رم الزم برای ایجاد الیه روئین مناسب % 12 می باشد. هامنگونه که از نام این آلیاژها پیداست هدف استفاده از فوالدهای زنگ نزن معموال مقابله با خوردگی است در بسیاری موارد به دلیل عدم رعایت الزامات خاص کار با این فوالدها در کارگاههای ساخت و کارآیی عملکرد آنها در حد انتظار نبوده لذا باعث بروز مشكالتی از جمله کاهش طول عمر سیستم و نیاز به تعمیرات پیش از موعد گردیده است. ریشه اصلی این مسئله به حساسیت بسیاری از این فوالدها به خوردگی موضعی برمی گردد. در عملیات نصب و جوشكاری قطعاتی که از جنس فوالد زنگ نزن ساخته شده اند باید بسیاری موارد خاص را م د نظر داشت تا عملیات اجرایی موجب تخریب و زوال زود هنگام این قطعات نگردد یكی از عملیات اجرایی که معموال در مراحل نصب خطوط لوله انجام می گیرد تست هیدروستاتیك است که به منظور حصول اطمینان از تحمل فشار کاری توسط سیستم و عدم نشتی آن اجرا می گردد. در بیشرت تستهای هیدروستاتیك بدلیل اینكه آب تقریبا قابلیت فرشده شدن ندارد از این ماده استفاده می شود با توجه به حساسیت این نوع فوالدها نوع و کیفیت آب مورد استفاده و همچنین چگونگی اجرای مراحل تست از اهمیت ویژه ای برخوردار است و در صورت نامناسب بودن رشایط می تواند باعث تخریب سیستم گردد. از طرفی علیرغم حساسیت موجود در اغلب ک دها و استانداردها تنها به کلیات و یا موارد خاصی اشاره شده است. در مقاله حارض سعی شده با بررسی جوانب مختلف موضوع نكات مهم در اجرای یك تست مناسب ارائه گردد. آسیبهای خوردگی که میتواند پس از تست هیدروستاتیك سازه های فوالد زنگ نزن ایجاد شود ممكن است ناشی از یك یا ترکیبی از چند مكانیزم زیر می باشد: خوردگی Crevice و حفره ای شدن ترك خوردگی تنشی خوردگی میكروبی هر یك از این مكانیزمها میتوانند متأثر از پارامرتهای متعددی شامل کیفیت و فرآوری آب مورد استفاده در تست هیدروستاتیك نحوه طراحی و اجرا و همچنین چگونگی عملیات روی تجهیز بعد از تست باشند. فوالدهای زنگ نزن به خوردگی موضعی بخصوص در حضور یونهای هالوژنی بسیار حساس می باشند. رایجرتین نوع خوردگی موضعی در فوالدهای زنگ نزن حفره ای شدن است که معموال اثرات مخرب آن نسبت به خوردگی عمومی بیشرت است چرا که می تواند در زمان بسیار کوتاهرتی قطعه را از مدار خارج کند. در این میان مخرب ترین یون هالوژنی موجود در آب که باعث خوردگی /Crevice حفره ای در فوالدهای زنگ نزن میگردد یون کلراید است. خوردگی موضعی در فوالد 316/316L درکلراید کمرت از 1mg/l و در فوالد 34/34L در کلراید کمرت از 2mg/l بندرت اتفاق می افتد. اما با یك دیدگاه محتاطانه تر وقتی که امكان نامناسب بودن رشایط دیگر نیز وجود داشته باشد این حد مجاز برای فوالد 34/34L به mg/l و برای 316/316L به 2mg/l کاهش می یابد. منودار زیر احتامل ایجاد خوردگی Crevice را بر اساس میزان کلراید موجود در آب نشان می دهد. در صورتیكه استفاده از آب با کلراید باال یا آبهای غیر رشب ناگزیر باشد باید آب را در ناحیه قلیایی با PH 5/7 الی 1 نگهداری کرد لذا جهت برقراری این رشایط می توان از سود سوز آور استفاده کرد. عالوه براین یون هیدروکسید باعث کاهش خوردگی در فوالد زنگ نزن می شود. سولفات نیز مامنعت کننده مفیدی است و می تواند به آبهایی که دارای سولفات کم و کلراید باال هستند تا حد 1ppm افزوده شود دما / C o No SCC AISI 34/3D4L AISI 316/316L غلظت یون کلراید / % ت و گ ا ز ر

3 2, در صورتیكه استفاده از آب با کلراید باال یا آبهای غیر رشب ناگزیر باشد باید آب را در ناحیه قلیایی با PH 5/7 الی 1 نگهداری کرد لذا جهت برقراری این رشایط می توان از سود سوز آور استفاده کرد. عالوه براین یون هیدروکسید باعث کاهش خوردگی در فوالد زنگ نزن می شود. سولفات نیز مامنعت کننده مفیدی است و می تواند به آبهایی که دارای سولفات کم و کلراید باال هستند تا حد 1ppm افزوده شود. زمان و دما نیز در تشدید خوردگی موضعی تاثیرگذارند. درصورتیكه زمان متاس و دمای آب کم باشند میتوان از آبهایی با میزان کلراید باالتری استفاده کرد. منودار زیر ( منودار ) 2 امكان ایجاد خوردگی Crevice را بر اساس میزان کلراید و دما نشان میدهد. عامل مهم دیگری که باعث تشدید خوردگی موضعی میگردد از بین رفنت الیه روئین سطح متاس است. هامنطور که گفته شد خاصیت مقاومت به خوردگی این فوالدها ناشی از ایجاد الیه روئین اکسیدک رم روی سطح می باشد. وجود الیه های اکسیدی ناشی از جوشكاری یا عملیات از دیگر عوامل تشدید کننده خوردگی موضعی باقی ماندن آب در شیارها و یا روی سطوح پس از تست هیدروستاتیك میباشد. در این حالت با تبخیر تدریجی آب در حوضچه های باقیامنده درصد کلراید در آنها باال رفته و رسعت خوردگی افزایش می یابد. لذا پس از امتام مراحل تست تجهیز باید آب بطور کامل تخلیه شده و با دمش هوا کامال خشك شود. عالوه براین در صورت باال بودن رطوبت هوا باید هوا را در کمرتین دمای ممكن استفاده منود تا ک ندانس شدن رطوبت هوا درون تجهیز به حداقل ممكن برسد. مكانیزم ت رك خوردگی تنشی Cracking( )Stress Corrosion می تواند به رسعت باعث زوال تجهیز گردد. ایجاد ت رك خوردگی تنشی در فوالدهای زنگ نزن در محیط آبی اتفاق رایجی نیست اما در صورت باال بودن میزان کلراید و دمای آب فوالدهای آستنیتی مانند 316 و 34 می توانند دچار این پدیده شوند. 2, 1, 1, Critical Service < 1 in 1, Type 34 Normal Service < 1 in 1 Type L Crevice Corrosion Resistance Minimum Service > 1 in 1 Chloride ion / ppm 1 1, 1, 1, حرارتی و دیگر آالینده های سطحی مانع ایجاد این الیه روئین می شوند. هنگامی که با استفاده از ابزار فوالدی و یا آغشته به فوالد کربنی روی سطح فوالد زنگ نزن خراش ایجاد گردد این الیه اکسید برداشته شده و همزمان ذراتی از فوالد معمولی از ابزار جدا شده و روی سطح می نشیند. در نقاطی که این ذرات فوالدی قرار دارند بدلیل افت درصد نسبی کرم الیه اکسیدی مقاوم تشكیل نشده و قطعه در آن نقاط دچار خوردگی میشود. بنابراین باید قبل از اجرای تست هیدروستاتیك این مواد را با اسید شویی مناسب برطرف منود. بدین منظور معموال از مخلوط اسیدنیرتیك و اسیدهیدروفلوریك استفاده می شود. درصورتیكه امكان اسیدشویی وجود نداشته باشد می توان از روشهای مكانیكی یا بالست با ذرات ساینده متیز مانند ذرات ریز شیشه استفاده کرد. فوالدهای دوپلكس مانند 225 و یا 275 بسیار مقاوم تر در محیط آب از مقابل این پدیده می باشند. البته فوالدهای زنگ نزن آستنیتی نیز در صورتیكه دمای آب ازC کمرت باشد از ترك خوردگی تنشی مصون می باشند )منودار 3(. با توجه به اینكه تست هیدروستاتیك معموال در دمای محیط انجام میگیرد ت رك خوردگی تنشی بندرت ایجاد مشكل میكند. هر چند که اگر تجهیز برای مدت طوالنی زیر نور شدید خورشید قرار گیرد امكان رسیدن به این دما وجود دارد لذا باید دقت کافی صورت گیرد تا از باال رفنت دما جلوگیری شود. خوردگی میكروبی نیز در فوالدهای زنگ نزن از اهمیت ویژه ای برخوردار است به طوریكه رسعت نفوذ تا 3.2mm در یک ماه برای فوالد 34L و در چهار ماه برای فوالد 316L در اثر این نوع خوردگی ت و گ ا ز ر

4 1 9 گزارش شده است. در مورد فوالدهای زنگ نزن هر دو نوع باکرتیهای احیا کننده و اکسید کننده سولفات بصورت مخرب عمل میكنند. اما رایج ترین نوع خوردگی میكروبی در این فوالدها توسط باکرتیهای مرصف کننده آهن صورت میگیرد که غلظت ک لراید را به صورت ک لرید آهن و منگنز بسیار باالتر از غلظت آن در آب موجود میكنند. این موضوع باعث ایجاد خوردگیCrevice / حفره ای میگردد. شیارها بخصوص در محل گسكتها یكی از مكانهای مناسب برای این پدیده می باشند. اما در اکرث موارد خوردگی میكروبی در کنار خطوط جوش بخصوص هنگامی که آثار اکسیدی کناره جوش حذف نشده اند اتفاق می افتد. خوردگی میكروبی اغلب در اثر استفاده از آب خام بكلی و یا به طور کامل فرآوری نشده که از منابع آب تازه مانند چاه رودخانه و یا سایر موارد تهیه شده ایجاد می گردد. ایستایی و یا جریان کم آب اجازه می دهد تا باکرتیها به سطح فلز چسبیده و رشوع به تشكیل کلونیها و ایجاد رسوب کنند. این موضوع باعث ایجاد خوردگیهای موضعی بسیار شدیدتری نسبت به محیط اصلی آب می شود. منودار شامره L Crevice Corrosion 7 6 Alloy 625 Temperature/ o C LMN 254 SMO 2 1 Type 316 No Crevice Corrosion 1 1, 1, 1, Chloride ion / ppm لذا با تخلیه و خشك کردن تجهیز پس از تست می توان از خوردگی میكروبی جلوگیری کرد. باکرتیها برای رشد نیاز به زمان دارند و در زمان کوتاه منی توانند خسارت قابل توجهی به سیستم وارد منایند. برای اطمینان بیشرت از عدم ایجاد خوردگی میكروبی در مواردی که از منبع آبی غیر از آب رشب تصفیه شده استفاده میشود باید آب را از فیلرت عبور داده گندزدایی و ضد عفونی منود. استفاده از یك فیلرت که اجازه عبور ذرات بیش از 25 μm را ندهد برای تصفیه آب از ذرات معلق کافیست. اما عامل اصلی در جلوگیری از خوردگی میكروبی گندزدایی است. در این میان یکی از رایج ترین روش های گندزدایی عملیات ک لر زنی است. حد مجاز ک لر آزاد در آب ورودی به سیستم برای فوالد 34 برابر 2ppm و برای 316 برابر 5 ppm می باشد. البته در صورت کوتاه مدت بودن متاس این مقدار می تواند بیشرت نیز باشد مثال در فوالد 316 در مدت 24 ساعت در متاس با آبی با mg/l 25 ک لر هیچ آسیبی دیده نشده است. پس از تست هیدروستاتیك باید مقدار ک لر باقیامنده در آخرین مقادیر آبی که تخلیه می گردد اندازه گیری شود در صورتیكه این مقدار از ppmکمرت.2 باشد و یا آثار الی و لجن در آن دیده شود باید رسیعا سیستم توسط آب فرآوری و گندزدایی شده شستشو شود. ت و گ ا ز ر

5 Percision Machining and Supply نتیجه گیری Baffle Finned Tube Address: 14-23, BISM, 578, Kwaebop-dong, Sasang-ku, Bussan, South Korea Tel: ~3 Fax: Flange Tube Sheet We Supply All You Need for Making Process Equipment. با توجه به موارد اشاره شده می توان نكات مهم برای اجرای یك تست هیدروستاتیك صحیح و با ریسك کم را بصورت زیر خالصه منود : 1 حذف 1. و یا به حداقل رساندن شیارها و نقاط س کون در طراحی و ساخت تجهیز. 2 متامیل 2. )شیب دار( کردن اجزا افقی تجهیز جهت تخلیه خودبخودی و تأمین تخلیه گاه کافی در نقاط باالیی و پایینی سیستم. 3 استفاده 3. از گسکتهای مناسب غیر جاذب و عاری از ک لراید در اتصاالت فلنجی. 4 ایجاد 4. جوشهایی با نفوذ کامل و کنرتل دستیابی به آنها. 5 استفاده 5. از ابزارهای مخصوص فوالدهای زنگ نزن در مراحل نصب و آماده سازی جوش و جلوگیری از متاس فوالد کربنی با آن. 6 استفاده 6. از سیستمهای مناسب محافظت ریشه در جوشكاری خطوط فوالد زنگ نزن به منظور جلوگیری از تشكیل الیه های اکسیدی در محل ریشه جوش. 7 استفاده 7. از فرآیند مناسب متیزکاری مانند فرآیندهای مكانیكی بالست و یا اسیدشویی و رویین سازی سطوح درونی در صورت وجود الیه های اکسیدی ذرات آهن خراش و یا دیگر آالینده های سطحی. 8 استفاده 8. از متیزترین آب قابل دسرتس به صورت سختی گیری شده آب مقطر و یا آب رشب. 9 در 9. صورت عدم دسرتسی به منبع آب رشب مناسب باید میزان خورندگی آب آنالیز گردد میزان ک لراید با توجه به جنس سطح متاس کنرتل شده و خواص شیمیایی آن )سولفات و )ph تنظیم گردد. همچنین آب باید فیلرت شده و گندزدایی شود تا احتامل خوردگی میكروبی کاهش یابد. 1 حصول 1 اطمینان از کمرت بودن میزان کلر آزاد از حد مجاز با توجه به جنس تجهیز 1 رصفنظر 111 از کیفیت آب باید بالفاصله پس از تست )ظرف مدت ٣ روز( تجهیز باید تخلیه و خشک شود و جهت اطمینان از خشک شدن کامل درون آن بازرسی گردد. 1 در 212 صورت عدم امكان تخلیه آب از سیستم باید بصورت متناوب آب را در سیستم به جریان درآورد. 1 درصورتیكه 313 مقدار ک لر باقیامنده در آخرین مقادیر آب تخلیه شده از.2ppm کمرت باشد یا آثار الی و لجن در آن دیده شود باید رسیعا سیستم توسط آب فرآوری و گندزدایی شده شستشو و سپس کامال خشك شود.