موارد استفاده تست های Initial (ابتدایی) و Sensitive (حساس) و نحوه اجرای آن ها
منبع های زيادی در مورد این تست ها وجود دارد، مهمترين آن رجوع به كد ASME B31.3 پاراگراف 345 كه قوانينش را گفته است.
یکی از محدودیتهای b 31.3انتخاب وتعریف آزمایشهای غیرمخرب همچنین تستهای. مربوطه برای بررسی سلامت جوشها و همچنین معیار پذیرش ارائه شده طبق آن میباشد. البته این محدودیت با مراجعه به پرسشهای شده از آن و همچنین تعریف یک مدرک مهندسی رفع میشود. کد b 31.3 برای هر سیستم لوله کشی تست نشتی آب،هوا،تست آب و هوا،تست اولیه،تست حساس ویا تست جایگزین برای اطمینان از مقاومت سازه و نشتی پس از اتمام عملیات نصب ،اب بندی آزمایشهای مورد نیاز پس از اتمام عملیات حرارتی لازم و قبل از بهره برداری الزامی میداند.
که هر کدام از این تستهای تعریف شده را میتوان برای تست. نشتی با توجه به محدودیتها و تعاریف ارائه شده درb 31.3در مدارک مهندسی با نظر خریدار تعریف واجرایی نمود.
به طور کلی تست نشتی تعریف شده طبق b 31.3باید تست آب باشد مگر این که با مجوز خریدار در سیستم لوله کشی مربوطه با سرویس سیال نوع Dیعنی سرویس شامل سیالات غیر قابل اشتعال،غیرسمی ومضر برای بدن انسان ،فشار کمتر از 150پوند بر اینچ مربع و دمای طراحی بین منفی 29 درجه سانتی گراد تا 186درجه بجای تست نشتی آب از تست نشتی اولیه یا راه اندازی استفاده نماییم که سیال تست دراین روش سیال سرویس میباشد.
به این صورت که در حین یا قبل از بهره برداری اولیه باید فشار در چند مرحله افزایش یابد تا به فشار عملیاتی برسد و در هر مرحله مدت زمان ماندگاری فشار به جهت تعادل درstrainایجاد شده در سیستم لحاظ شود.البته اگر سیال گاز یا بخار باشد،بازرسی اولیه باید انجام شود،یعنی ابتدا فشار باید کمتر از نصف فشار تست یا حداقل 25باشد؛ سپس بازرسی مربوطه از اتصالات انجام شده ودر این مرحله فشار مرحله به مرحله افزایش یافته تا به فشار تست برسد والبته با ماندگاری در هر مرحله؛سپس فشار تا فشار طراحی کاهش یافته تا آزمایشهای لازم برای بررسی نشتی انجام شود.
البته با توجه به نظر خریدار به عدم امکان اجرای تستهای آب یا هوا میتوان از روش تست جایگزین استفاده نمود. البته عدم استفاده از آب برای آسیب رساندن به پوشش داخلی لوله یا شکست ترد در دمای پایین ویا ایجاد خوردگی و موارد دگر میباشد.
و همچنین عدم استفاده از هوا یا گاز در تست نشتی هوا به جهت رها. شدن انرژی ذخیره شده در سیستم تحت فشار ویا شکست ترد در دمای پایین میباشد. در این تست یعنی نشتی جایگزین باید جوشهای شیاری محیطی ،طولی و مارپیچ به. طور صد در صد پرتونگاری یا فراصوتی شود. همچنین جوشهای سازه های فولادی و جوشهای به غیر از جوشهای محیطی یا طولی و مارپیچ باید آزمایش. مایع نافذ یا در صورت مغناطیس شوندگی ،آزمایش ذرات مغناطیسی شوند، البته باید به همراه این آزمایش آنالیز انعطاف پذیری سیستم ،ضمیمه مدارک باشند.در تست نشتی حساس یاsensitiveکه یکی از روشهای پیشنهادی b 31.3میباشد،طبقsec v article 10انجام میشود.
و بایستی در آن فشار تست حداقل 15پوند بر اینچ مربع یا 25درصد فشار. طراحی که هر کدام کوچکتر است باشد. ودر دو مرحله اجرا میشود فشار تست بایستی مرحله به مرحله به نصف. فشار تست بالا رفته سپس بازرسی اولیه انجام شود. سپس در چند مرحله فشار بالا رفته تا به فشار تست برسد البته با ماندگاری مربوطه طبق زمان. این روش زمانی که اتصالات انبساطی یعنیExpantion jointبایستی در سیستم باقی بماند بیشتر مورد استفاده قرار میگیرد و توصیه میشود.و تمامی اتصالات جوشی در آن باید بدون پرایمر و رنگ باشد.سئوال :دوستان علت استفاده از جنس هاي كه مرسوم به NACE هست چيست؟
KILLED CARBON STEEL چه نوع کبن استیلی است
1- استاندارد استاندارد خوردگی آمریکا و زیر مجموعه NACE (National Association of Corrosion Engineers ) انجمن خوردگی مهندسین آمریکا ، در شماره MR0175 که Sulfide Stress Corrosion Cracking Resistant Metallic Materials for Oil Field Equipment” می باشد در مورد سرویس ترش وبشدت خورنده ای مثلا H2S الزاماتی را برای استفاده ار جنس های فولادی گذاشته که دوستان اشاره کردن از قبیل الزام بازرسی های ویژه و نوع CS باید از نوع Killed … لذا ما جنسی به نام جنس NACE نداریم.
2- Killed CS : کربن استیلی است که در هنگام تولید پروفیل Pipe مطابق با ASTM واستاندارد ابعادی B36.10 در داخل پاتیل مذاب دوستان اشاره کردن آلومینیم که درسته ولی ما در جنس های کربن استیل آلومنیم نداریم لذا یک عنصر دیگر است که این باعث غل غل زدن فولاد و خارج شدن عنصر مضر اکسیژن می وشود . البته SEMI KILLED هم داریم که از این عنصر کمتر می ریزند.
خواص KILEED CS
با توجه به عدم وجود عنصر مضر اکسیژن باعث بالارفتن تحمل Allowable stress دردرجه حرارت حدود 470 سانتی گراد کربن استیل می شود.
ایا استفاده از الزامات NACE برا ی انتخاب جنس از ASTM فقط بخاطر جلوگیری از خوردگی است؟
همونطور که میدونید استاندارد NACE MR0175 در مورد استفاده از متریال های مختلف اعم از Carbon Steel و Low alloy Steel و سایر متریال ها در سرویس دارای H2S میباشد. در چنین محیطی احتمال وقوع failure به یکی از صورت های زیر وجود داره:
SSC: Sulfide stress cracking
SOHIC: stress oriented hydrogen induced cracking
SZC: soft zone cracking
HIC: hydrogen induced cracking
SWC: stepwise cracking
در بند 7 از قسمت 1 این استاندارد (MR0175-1) عنوان شده که یک سری از مواد طبق این استاندارد به لحاظ سرویس دهی در شرایط H2S به صورت prequalified بوده، یعنی از پیش تأیید شده هستند و نیازی به آزمایش های اضافی ندارند. گفته شده که مواد لیست شده بر اساس نتایج تجربی و میدانی و/یا تستهای آزمایشگاهی دارای عملکرد مطلوبی تحت شرایط متالورژیکی، محیطی و مکانیکی بیان شده هستند.
بخش 2 این استاندارد(MR0175-2) در مورد مقاومت مواد Carbon Steel و Low alloy steel به پدیده های بیان شده در بالا میباشد.
در Annex A از این بخش خصوصیات مواد prequalified شده به صورت زیر عنوان شده و اتفاقاَ بیان شده که طبق این ملزومات مواد فوق تنها به صورت تضمین شده به SSC مقاوم هستند و در مورد سایر پدیده ها ممکن است مقاومت نداشته باشند و نیاز به بر آورده کردن یکسری خصوصیات اضافی دارند که در متن استاندارد بیان شده است:
خصوصیات مواد prequalified شده:
- ماکزیمم سختی 22 HRC
- درصد Ni کمتر از ۱٪
- مواد نباید free-machining باشند و یکی از موارد عملیات حرارتی عنوان شده در این بخش را داشته باشند.
بر همین اساس بعد از جوشکاری این مواد نیز بایستی یک عدد سختی(250 HV در ریشه جوش) تامین شود وگرنه نیاز به PWHT در دمای 620 درجه سانتیگراد میباشد.
بخش 3 این استاندارد(MR0175-3) نیز به طور واضح در مورد قابلیت سرویس دهی مواد آلیاژی (از جمله stainless steel) در سرویسهای مختلف دارای H2S توضیح داده است.
همینطور آقای لشگری به استناد از @code trainدر این مورد مطالب خوبی رو اوردند :
Sour Service Condition
اگر H2S در يك سيستم Gas Fluid در كنار رطوبت اندازه گيري شود و H2S Partial Pressure بزرگتر از 0.05Psia باشد ، در اين سيستم ما مستعد SSCC
( Sulfide Stress Corrosion Cracking )
و يا ( HIC ( Hydrogen Induce Cracking و … مي شويم .
H2S Partial Pressure برابر است با كسر مولي H2S ضرب در فشار Total عملياتي.
در چنين شرايطي ما در حالت Sour Service Condition يا شرايط ترش هستيم ، در اينصورت دو تا Reference داريم كه بايد Material خود را طبق يكي از آنها Verify نمائيم:
1- NACE-MR-0175
كه اين استاندارد Joint با استانداد ISO 15156
نكته؛: اين استاندارد در مورد سر چاه ، خط لوله و پالايشگاه گاز كاربرد دارد.
2- NACE-MR-0103
نكته : اين استاندارد در مورد Sour Petroleum Refinery يا همان پالايشگاه نفت ترش كاربرد دارد. ضمناً در اين استاندارد ميزان PH و HCN را هم جزو شرايط Sour شدن اعلام كرده.
يكي از پارامترهايي كه در NACE ها مطرح مي شود Carbon Equivalent :
CE=C+( Mn/6 )+(( Cr+Mo+V)/5 )+(( Cu+Ni/15 )<0.42
نكته : در IPS-M-PI-190 و TCS 142 Total و Shell Spec اين عدد را 0.39 توصيه كرده.
نكته : از اين فرمول مي توان فهميد كربن تاثيرگذارترين عنصر ميباشد ، پس هر چه C پايين تر باشد CE پايين تر مي آيد ، يعني Weldability يا جوش پذيري خوبي داريم ، Weldability كه خوب باشه يعني Hardness پايين و Hardness پايين يعني در شرايط Sour جواب مي دهد.
نكته : هر چه Tensile بالاتر رود ، Hardness بالاتر مي رود و Hardness در جوشكاري چيز خوبي نيست ، و دقيقاً به همين خاطر كه چدن ها جوش پذيري بدي دارند .
Hardness به زبان ساده مقاومت يك فلز در برابر Deformation مي باشد.
در Hardness سنجي يكي از متدها ، متد Rockwell كه اگر با مغزي سر الماسه انجام شود به آن HRC گويند و بايد در شرايط NACE مقدار HRC <22 باشد.
نكته : اگر سيال ما Free Gas Fluid يا تمام liquid باشد يعني H2S در حالت گازي نداريم ، در چنين شرايطي بجاي فشار Total عملياتي از فشار Bubble Point استفاده مي كنيم ، اين فشار ، فشاري است كه در زماني كه مايع ما افت فشار پيدا مي كند مستعد Flash مي شود در اين شرايط H2S از فاز مايع در فاز گاز قرار مي گيرد. نكته مهم اين است كه اگر H2S مايع ما زياد باشد اما به فشار Bubble Point نرسيم مستعد NACE شدن نيستيم .
نكته : Piping تست به صورت Detail وارد بحث SSCC و HIC و … نمي شود و اين مباحث جزو Corrosion Study ي كه به عنوان Input وارد Piping مي شود.
نكته : NACE شدن الزاماً به معني Category M بودن نيست و مي توانيم Category N باشيم. در مورد H2S زماني M هستيم كه ميزان H2S استنشاقي بيشتر از 100PPM باشد.
👆👆👆👆👆 که خط آخر فرمایشات ایشان درست نیست که بالا ی 10 PPM ماکزیمم بعد از سه دقیقه تا 15 دقیقه منجر به مرگ انسان می شود.
| 0.03 ppm | Can smell. Safe for 8 hours exposure |
| 4 ppm | May cause eye irritation. Mask must be used as it damages metabolism. |
| 10 ppm | Maximum exposure 10 minutes. Kills smell in 3 to 15 minutes. Causes GAS EYE and throat injury. Reacts violently with dental mercury amalgam fillings. |
| 20 ppm | Exposure for more than 1 minute causes severe injury to eye nerves. |
| 30 ppm | Loss of smell, injury to blood brain barrier through olfactory nerves |
| 100 ppm | Respiratory paralysis in 30 to 45 minutes. Needs prompt artificial resuscitation. Will become unconscious quickly (15 minutes maximum) |
| 200 ppm | Serious eye injury and permanent damage to eye nerves. Stings eye and throat. |
| 300 ppm | Loses sense of reasoning and balance. Respiratory paralysis in 30 to 45 minutes |
| 500 ppm | Asphyxia! Needs prompt artificial resuscitation. Will become unconscious in 3 to 5 minutes. Immediate artificial resuscitation is required. |
| 700 ppm | Breathing will stop and death will result if not rescued promptly, immediate unconsciousness. Permanent brain damage may result unless rescued promptly. |
ایا استفاده از تست ها و استاندارد های الزامات NACE برا ی انتخاب جنس از ASTM فقط بخاطر جلوگیری از خوردگی است؟
میتوانیم جهت جلوگیری از ترکهای ناشی از تنش خوردگی در محیطهای سولفیدی و کلرایدی از استاندارد نیس استفاده کرده. و متریال مربوطه را که مقاومتر باشه استفاده کرد.
حالا این متریال میتونه کربن استیل A106 باشه. و یا SS که با اعمال روشهای حرارتی و نرمالایز کردن آنها ، در مقابل خوردگی و ترکهای ترد استفاده کرد.
دقیقا ، مثل لوله های استنلس با مارک تجاری سندویک که در بعثی پروژه ها رایج شده و جنس آنرا سندویک مینامند. که اشتباه میباشد در حالیکه میتونه 304 و یا 316 و … باشد.
فولادهایی که کاملا اکسیژن زدایی شده باشند killed و فولادهایی که به اندازه ایی اکسیژن زدایی شوند semikilled cs گویند.
در killed cs ها فولادها خواص مکانیکی کاملا یکنواختی دارند.
از فرمایشات آقای مهندس نوری که کاملا صحیح است نتیجه گیری می شود که برای سرویس های Category M برای جلوگیری از نشتی در حد حتی PPM های کم هم از الزامات باید تبعیت کرد تا اتفاق نشتی صورت نپذیرد.
مجتمع فنی عالی نوین پارسیان در سال 1379 با مدیریت دکتر علیرضا قندچی با هدف برگزاری دوره های آموزشی تخصصی فنی و مهندسی تاسیس شد. در ابتدا راه بیشترین فعالیتهای نوین پارسیان معطوف صنایع نفت، گاز و پتروشیمی بود اما با گذشت زمان و شناسایی نیازهای موجود در سایر رشته های مهندسی نظیر مکانیک، صنایع، تاسیسات، عمران و… دامنه فعالیتهای حرفه ای خود را گسترش داد.
نظرات بسته شده اند.