بازرسی و تست پروژه

کدهای لوله کشی

کدهای صنعتی زیادی، بازرسی پروژه و تست سیستم های لوله کشی و استانداردهای مربوط به سیستمهای لوله کشی را بیان میکنند و این فعالیت ها نیاز به شرکتهای معتبر و بیمه کننده دارد، اما دو کد که به طور بین المللی برای سیستم های لوله کشی فرآیندی بیان می شود عبارتند از: کد ASME B31.3 برای لوله کشی تحت فشار و کد بویلر و مخازن تحت فشار ASME.

بازرسی، آزمایش و تست سیستم های لوله کشی در فصل VI از B31.3 آمادگی آزمون نظام مهندسی پوشش داده می شود که موضوعات زیر را در بر دارد:

• بازرسی
• آزمایش ها
• کارکنان آزمایش
• روش های آزمایش
• تست

کارفرمای کارخانه مسئول تأييد همه آزمایشات و تست های موردنیاز است که کامل شده اند و بازرسی همه سیستم های لوله کشی فرآیندی مطابق با تمامی ملزومات مورد قبول آزمایش از کد مربوطه است. این کارها توسط بازرس کارفرما یا نمایندگان بازرسی انجام می شود.

بازرس کارفرما حق دسترسی به هر موقعیتی که کار ساخت لوله کشی مورد توجه قرار می گیرد یا نصب در حال اجرا می باشد، را دارد. این موقعیت ها شامل تولید، ساخت، عملیات حرارتی، مونتاژ، نصب، آزمایش و تست لوله کشی است.

بازرس کارفرما به طور مستقل کار می کند و نمی تواند کارمند تولیدکننده، سازنده یا نصب کننده لوله کشی باشد جز در مواردی که کارفرما خود تولیدکننده، سازنده یا نصب کننده باشد. بازرس باید دارای حداقل ۱۰ سال تجربه در زمینه طراحی، ساخت یا بازرسی پروژه لوله کشی صنعتی تحت فشار باشد. اگر هر کدام از این فعالیت بازرسی به بخش سومی واگذار شود، بازرس کارفرما مسولیت دارد که تعیین کند شخصی که کار بازرسی پروژه به او واگذار شده است صلاحیت کافی را برای انجام آن کار دارد یا خیر.

بازرسی توسط نمایندگی کارفرما، مسئولیت تولیدکننده، سازنده یا نصب کننده را برای تهیه مواد، اجزا و انجام کار مطابق با ملزومات کد یا انجام تمامی آزمایشات موردن یاز و آماده کردن بایگانی های مناسب برای آزمایش و تست پروژه ، کم نمی کند.

قبل از راه اندازی کارخانه، هر مجموعه لوله کشی نصب شده، شامل اجزا و دقت در کار، باید تا سطحی مطابق با ملزومات کد، آزمایش شود. معیار پذیرش بازرسی پروژه در طراحی مهندسی، مقرر شده است و باید با ملزومات مورد قبول که در کد مناسب بیان شده است، همخوانی داشته باشد.

اجزای معیوب یا دقت ضعیف در کار، در طی آزمایش معلوم می شود، که اگر از معیار پذیرش کد بیشتر بود، باید تعمیر و یا تعویض شود. عملکرد جدید باید دوباره با همان روش ها آزمایش شود، با همان گستردگی و به وسیله همان معیار پذیرشی که برای عملکرد اولیه استفاده می شد. اگر آزمایش نقطه ای یا تصادفی، عیبی را در اجزا یا دقت عملکرد مشخص نمود، لازم است که سطح آزمایش را تا نوع مشابه آن جزء یا فعالیت عملکردی انجام شده توسط اپراتور مشابه، افزایش داد.

سیستم های لوله کشی، برای سرویس سیال معمولی باید در محدوده ای که در کد طراحی مربوطه مشخص شده و در صورت سختگیرانه بودن تا طراحی مهندسی بالاتر، مورد آزمایش قرار گیرند. انواع آزمایش ها شامل چشمی، DPI يا MPI رادیوگرافی یا فراصوتی است.

نوع و حوزه آزمایش، به علاوه نتایج، باید سندسازی شده و تمامی گواهینامه های مواد و برگه داده های اجزای لوله کشی نگهداری شوند تا سندی برای ترکیب شیمیایی، خواص مکانیکی، عمليات حرارتی مربوطه و داده ابعادی باشد.

سیستم های لوله کشی برای سرویس سیال گروه D، همان طور که در طراحی مهندسی و طراحی سازه تعیین شده اند ، باید به صورت چشمی مطابق با کد مربوطه، آزمایش شود تا طراحی را راضی کند که اجزای کشی، مواد و عملکرد، با ملزومات موردنیاز مطابق است.

سیستم های لوله کشی برای شرایط دورهای منقطع، باید مطابق دامنه ای که در کد مربوطه یا در صورت سختگیرانه تر بودن، مطابق طراحی مهندسی، آزمایش شود. معیار پذیرش در کد مربوطه بیان شده است. رادیوگرافی نقطه ای باید مطابق انواع ساخت زیر باشد:

جوش های طولی: رادیوگرافی نقطه ای برای جوش های شیار نقطه ای نیاز است تا ضریب اتصال برای 90-0 و آزمایشی رادیوگرافی مطابق کد داشته باشد و…

جوش های محیطی لب به لب و جوش های دیگر: توصیه می شود که دامنه آزمایش کمتر از یک ساچمه (Shot ) بر in 2 و هر 20 جوش برای یک جوش کار، نباشد.

تمامی پرسنل آزمایش باید به طور مناسبی آموزش دیده باشند و تجربه موردنیاز مربوطه را برای کامل کردن این کار، جهت راضی کردن کارفرما داشته باشند. نتایج و شرایط باید حفظت شده و برای بازرسی پروژه کارفرما قابل دسترس می باشد. روش های آزمایش، باید یکی از روشهای تعیین شده در کد و  طراحی مهندسی مربوطه باشد.

انواع آزمایشات

هر روش آزمایش که توسط کد، بازرس کار فرما یا طراح مهندسی تعیین می شود، باید مطابق با یکی از کدها و روش های تعیین شده انجام شود، روش های خاص آزمایش که در کد معین نشده اند اما توسط بازرس کارفرما با طراحی مهندسی خواسته شده است، باید به طور شفاف و با جزئیات کافی و با معیار طراحی تعریف شده برای حفظ شرایط، تعیین شود. موارد زیر برای دامنه هر نوع آزمایش به کار می رود:

آزمامش %100: به معنای آزمایش کامل همه انواع موارد تعيين شده در یک مجموعه مشخص شده اجرای لوله کشی با عملکرد ساخت.

آزمایش تصادفی: آزمایش کاملی از درصدی از نوعی تعیین شده از موارد در یک مجموعه لوله کشی است.

آزمایش موضعی: این یک آزمایش جزئی تعيين شده از هر نوع مشخص شده از موارد، در مجموعه ای معین شده از لوله کشی است، همانند بخش هایی از طول همه جوش های ساخته شده در کارگاه در مجموعه ای از لوله کشی جداره ای و آزمایش موضعی تصادفی به معنای آزمایش جزئی تعیین شده درصدی از نوع مشخص موارد، در مجموعه معین شده لوله کشی است.

آزمایش چشمی

آزمایش چشمی کل یا بخشی از سیستم لوله کشی باید مطابق کد BPV  انجام شود. ازمایش چشمی با چشم غیرمسلح انجام شده، عيوب اجزا و عملکرد را بدون هدف اندازه گیری یا ابزار ثبت کننده که در آموزش ابزار دقیق بررسی میشود ، بیان می کند. بازرسی چشمی، اولین و متداول ترین انتخاب است که در روش تست غیر مخرب برای تست پروژه به کار می رود.

ازمایش چشمی برای کاربردهای زیر استفاده می شود

– آماددسازی صحیح جوش

– عیوب سطح همانند شیارها و ترکها

– شكل جوش (سرجوش، ریشه)

– اندازه گیری هندسة اجزا

– انداز دکتری زیر سطح

– پیدا کردن خوردگی

– پیدا کردن عیوب و ترکها

– پیدا کردن عیوب سایش اضافی

آزمایش نفوذ مایع

آزمایش نفوذ مایع جوش ها و دیگر اجزا به جز ریخته گری ها  مطابق با کد BPV  انجام می شود. پس از بازرسی چشمی، تست نفوذ مایع احتمالا قدیمی ترین و دومین روش کاربردی متداول بعد از NDT است، و می تواند بر روی هر فلز بدون تخلخلی به کار رود؛ اما کاربرد آن به آشکار ساخت عيوب سطحی، محدود می باشد.

جوهری رنگی یا فلوئورسان برای سطح تمیز شده قطعه کاری به کار رفته و به مدت 10 تا 20 دقيقة باقی می ماند. این جوهر به وسیله فشار مویینگی به صورت ناپیوسته در آمده و به سطح نفوذ می کند. این فشار مویینگی با عرض ناپیوستگی، کشش سطحی و زاویه تماس جوهر روی سطح، تعیین می گردد.

سپس جوهر اضافی از سطح برداشته شده و پودر آشکارساز به کار برده می شوند که بر روی جوهر کشیده می شود و تفاوت رنگ قابل مشاهده مناسبی به عيوب می دهد. قطعه کاری مورد بازرسی، به مدت 10 دقیقه در همان حال باقی می ماند، سپس سطوح به صورتی چشمی با به کار بردن نور سفید برای جوهر های قرمز و نور فرابنفش برای جوهرهای فلوئورسان، بازرسی می شوند.

آزمایش ذرات مغناطیسی (Magnetic Particle Examination)

ازمایش ذرات مغناطیسی (MPE) جوش ها و اجزایی به غیر از ریخته گری ها باید مطابق کد انجام شود مثل کد BPV و MPE روش بسیار موثری برای آشکار سازی سطح و روش تقریبا موثری برای ناپیوستگی های سطح در همه موارد فرومغناطیس است. این روش بر پایه این اصل استوار است که میدان مغناطیسی در داخل یک جزء، يكنواخت است مگر اینکه با حضور شکافی، غیریکنواخت شود. شكاف، تولید میدان موضعی قوی تری میکند که به عنوان میدان نشتی شناخته می شود، این میدان ، ذرات مغناطیسی زمینه، همانند جوهر یا پودر خشک که در اجزا برای شناسایی چشمی و ظاهر کردن عیب به کار می رود را بطور قابل قبولی جذب می نماید.

تعدادی از عوامل می توانند محصول و کیفیت ظاهرسازها را تحت تأثیر قرار دهند همانند: اندازه عیب، عمق عيب زیر سطح، خاصيت مغناطیسی شدن، سطح جریان مغناطیسی شدن نسبت به جهت عیب، جهت مغناطیسی شدن، خواص مغناطیسی اندازه قطعه تست و خواص مغناطیسی واسطه آشکارساز.

فواید این روش عبارت است از:

– آزمایش ساده

– توانایی آشکارسازی سطح و شکاف های نزدیک سطح و

توانایی آشکارسازی شکاف های پر شده با آلوده کننده هایی مثل زنگ زدگی یا ذرات مواد زاید غیر فلزی ضعف های این روش عبارت است از:

کاربرد محدود به مواد فرومغناطیسی

عدم توانایی در آشکارسازی شکافهای داخلی عمیق

اماكن اسیب وابسته به جریان های بالای کاربردی برروی جزء

معمولا اجزا باید مغناطیس زدایی شوند.

آزمایش رادیوگرافیک

رادیوگرافی جوش ها و اجزا به غیر از ریخته گری ها، باید مطابق یک کد مثل کد BPV انجام شود. رادیوگرافی، آزمایشی دقیق است که تجهیزات اشعه X را در آزمایشگاه و رادیوایزوتوبها را در سایت، به کار می برد. این روش، گران ترین روش در بین آزمایشات ذکر شده در این قسمت است و بایگانی دائمی از قطعه آزمایش شده، ایجاد می کند. رادیوگرافی، برای آشکارسازی عیوب زیرسطحی به کار می رود و فیلم عکاسی تولید شده به وسيله روش رادیوگرافی، تغییرات چگالی را نشان می دهد. آشکارسازی عیوب بسیار باریک و عمود بر اشعه، مشکل است و گاهی لازم است رادیوگرافی از زاوية متفاوتی انجام شود تا تصویر واضحی به دست آید.

محدودیت اساسی رادیوگرافی آن است که کارکنان بازرسی پروژه باید از اشعه های مضر محافظت شوند و ناحيه ها باید از کارکنان غیربازرس، تخلیه شود که به معنای توقف عملیات است.

گسترش سطح یا مقدار رادیوگرافی انجام شده روی سیستم لوله کشی، به صورت زیر تعریف می شود.

– رادیوگرافی %100: این روش فقط برای جوش های شیاری ۴۵ یا پیرامونی و جوش های اتصالی انشعاب ساخته شده به کار می رود.

– رادیوگرافی تصادفی: این روش فقط برای جوش های شیاری پیرامونی و ۴۵ به کار می رود و…

– رادیوگرافی موضعی: این روش نیاز به عکس برداری تکی برای رادیوگرافی در یک موقعیت خاص دارد.

آزمایش فراصوتی

آزمایش فراصوتی آزمایش فراصوتی اجزا و عملکرد، باید مطابق با کد BPV انجام شود.

آزمایش فراصوتی، موج صوتی با فرکانس بالا (100 Hz-10 MHz) را همانند اشعه، از میان قطعه کاری به کار می برد. وقتی اشعه به عیبی برخورد می کند به منبع بازتابیده می شود. در موارد خاص اگر رادیوگرافی قابل کاربرد نباشد، تست فراصوتی را میتوان به کار برد و به عنوان پشتیبان MPE یا LPE به کار می رود.

تست سیستم های لوله کشی

پیش از آنکه سیستم لوله کشی برای راه اندازی کارخانه قابل استفاده باشد و پس از اینکه تمامی فعالیت های موردنیاز NDE کامل شد، هر سیستم لوله کشی باید جهت اطمینان از کامل بودن قابلیتهای دربرگیرنده فشار، تست شود. این تست معمولا تست نشتی هیدرواستاتیک است، مگر اینکه بنا به دلايل خاص، این روشی قابل انتخاب نباشد.

تعدادی روش برای تست فشار و نشتی سیستم های لوله کشی فرآیندی، وجود دارد و تست پروژه های صنعتی که بیشتر مورد استفاده است عبارت است از:

– تست هیدرواستاتیک، که آب یا سیال تحت فشار دیگری را به کار می برد.

– تست پنوماتیک یا سیال

– تست گاز که هوا یا گاز تحت فشار دیگری را به کار می برد.

– ترکیبی از تست پنوماتیک و هیدرولیک که ابتدا هوای فشار پایین برای تعیین نشتی ها به کار می رود و…

– تست اولیه سرویس، که شامل بازرسی نشتی در موقعی است که سیستم برای بار اول شروع به کار می نماید.

تست خلا، که فشار منفی را برای کنترل وجود نشتی به کار می برد.

کارفرما ممکن است تصمیم بگیرد که سیستم لوله کشی غیرقابل اشتعال غيرسمی گروه سرویس سال D در معرض تست اولیه نشتی سرویس، با به کار بردن سیال سرویس به عنوان واسطه تست قرار گیرد. اگر کارفرما تست نشتی هیدرواستاتیکی غیرعملی را در نظر داشته باشد، می توان آن را با هر یک از تست های پنوماتیکی یا تست ترکیبی هیدرواستاتیکی – پنوماتیکی جایگزین ساخت؛ البته خطر بالقوه انرژی ذخیره شده گاز را باید مد نظر قرار داد و پیش بینی های ضروری ایمنی، باید لحاظ گردد.

هنگامی که کارفرمای کارخانه متوجه می شود که تست هیدرواستاتیک ممکن است خطرناک باشد یا اجزای داخلی سیستم لوله کشی را آلوده کند، یا تست پنوماتیک بسیار پرخطر است؛ رادیوگرافی %100 یا تست فراصوتی همه جوشها در سیستم لوله کشی، تنها انتخاب است. این کار، پرهزینه است، اما گاهی چاره ای دیگر وجود ندارد.