انواع ترک های SSC، HICو تاول هیدروژنی، SOHIC و ASCC در این محیطها رخ می دهد.
روشهای بازرسی این ظروف و لوله ها باید به گونه ای انتخاب شود که ترک H2S مرطوب را مشخص کند. همچنین زمان وهزینه بازرسی هم باید مورد توجه قرار گیرد.
در زیر روشهای معمول بازرسی در محیطهای محتوی گازهای اسیدی آورده شده است.
۱- ذرات مغناطیسی فلورسنت تر (WFMT)
این روش ترک های ریز سطح را نمایان می کند و بیشترین استفاده را دارد. تفسیر علائم ظاهر شده و همچنین تشخیص ترک های فعال و غیر فعال در بازرسی ها مشکل است. برای استفاده از روش WFMT سطح باید به طور کامل از هر نوع هیدروکربن، رسوبات آهن و آلودگی پاک گردد. تمیزی سطح باید در حد Sa 2 1/2 باشد. عمده ترین محدودیت در تمیزکاری سطح به روش پاشش ساینده ها در برجهای سینی دار، زمان و هزینه است. تجربه نشان داده است که تمیز کاری به روش پاشش آب و ابزار دستی ممکن است تمام ترک ها را آشکار نسازد. تکنیک های دیگر تمیزکاری شستشوی شیمیایی و میکرو سایش با پاشش آب است. سطح آماده سازی شده برای بازرسی باید ۱۵۰-۱۰۰ میلیمتر در اطراف جوش باشد. این اندازه مساحت بستگی به موقعیت جرقه های ناشی از قوس و جوشهای خارج از خط جوش دارد. تجربه نشان داده است که تمییزکاری سطح با وایر برس، سطح قابل قبولی ارائه نمی دهد. بازرسی بلافاصله پس از تمیزکاری باید آغاز شود وگرنه نشستن گرد و غبار ایجاد مشکل می کند.
در این روش از یک یوک با برق AC برای بازرسی های داخلی سیستم آمین استفاده می شود. یوک AC عیوب سطحی را بهتر مشخص می کند و تداخل امواج را کاهش می دهد. روش Half-Wave عیوب نزدیک به سطح را بهتر مشخص می کند. روش DC با ایجاد قوس روند ترک خوردن را تشدید می کند.
۲- اندازه گیری میدان جریان متناوب (ACFM)
ACFM یک تکنیک الکترومغناطیس است که می تواند ترک های سطحی در فلزات فرومغناطیس را مشخص کند. این روش برای سطوح با یک لایه پوشش نازک نیز قابل استفاده می باشد و نیاز به تمیز کاری سطح ندارد. بهترین روش برای مشخص کردن ترک جوش ها و ناحیه مجاور آن با کمی آماده سازی سطح و یا حتی بدون آماده سازی سطح می باشد. این روش می تواند جایگزین WFMT شود. حساسیت ACFM با افزایش پوشش سطح و رسوبات کاهش می یابد. این روش اندازه ترک ها را بطور قابل اعتمادی مشخص می کند همچنین عمق ترک های غیر شاخه ای را نمایان می کند دقت این روش از WFMT بیشتر است.
۳- آزمون آلتراسونیک(UT)
به صورت دستی و اتومات برای مشخص کردن ترک های سطحی به کار می رود. UT شامل امواج طولی و برشی می باشد. برای مشخص کردن ترک های با سایز بزرگتر از ۳ میلیمتر به کار می رود. برای بازرسی از ظروف در سرویس می تواند مورد استفاده قرار گیرد. این روش به حساسیت روش WFMT نیست و ترک های کم عمق را نشان نمی دهد و تفسیر عیوب HIC بسیار مشکل است. از مزایای این روش آشکار سازی ترک های سطحی می باشد.
روش استفاده از امواج طولی برای مشخص کردن ترک های همانند تاول هیدروژنی به کار می رود. استفاده از امواج برشی برای مشخص کردن SCC ,HIC ,SOHIC وASCC به کار می روند.
۴- آزمون انتشار صوتی ( Acoustic Emission, AET)
به عنوان ابزار نمایش مورد پذیرش می باشد. این روش بعنوان یک روش انفرادی استفاده نمی شود. AET را زمانی می توان استفاده کرد که ظروف در سرویس باشند اما اکثر بازرسی ها در زمان خارج از سرویس انجام می گیرد. در این روش ورود به ظروف در زمان بازرسی لازم نیست مگر اینکه نیاز به رویت آن شود.
AET را می توان برای ترک یابی سطوح داخلی استفاده کرد همچنین این روش مانند UT و WFMT برای سطوح کوچک قابل استفاده است. AET تنها ترک های فعال را آشکار می کند ولی عمق و طول آن را مشخص نمی کند. تفسیر داده های این روش بسیار پیچیده است. تعداد کمی شرکت تایید شده قادر به ارائه این خدمات می باشند.
۵- آزمون پرتونگاری (RT)
این روش ترک های بزرگ یا شدید را نشان می دهد و حساسیت بالایی ندارد.
۶- آزمون مایعات نافذ (PT)
این روش توصیه نمی شود زیرا ترک های باریک را مشخص نمی کند.
۷- بازرسی چشمی (VT)
جزئی از بازرسی است. این روش ترک لوله ها و ظروف بدون عایقی را نشان می دهد که دچار نشتی شده اند. وجود حباب در رنگ در ناحیه جوش باید مورد توجه قرار گیرد زیرا می تواند نشان دهنده یک ترک ریز باشد.
تحقیقات آزمایشگاهی نشان داده است که برداشتن لایه محافظ رسوب(Scale) از سطوح داخلی ظروف درآماده سازی سطح احتمال وقوع ترک را افزایش می دهد که بستگی به خورندگی محیط شرایط راه اندازی و سازگاری فلز و جوش به ترک دارد. استفاده از ممانعت کننده ها بعد از عملیات آماده سازی سطح به کاهش جریان هیدروژن در سطح فلز کمک می کند.
بازرسی اولیه
بازرسی اولیه دستگاههایی که عملیات حرارتی نشده اند به روش آزمون مغناطیسی با ذرات فلورسنتی مرطوب (WFMT) انجام می گیرد. در بازرسی موردی پوشش ۲۰ درصد جوش ها کافی است، اگر ترک دیده شد سطوح بیشتری بازرسی گردد. اگر تاول هیدروژنی در طول بازرسی مشاهده شد آزمون آلتراسونیک(UT) برای مشخص شدن محدوده تاول که با چشم دیده نمی شود انجام گیرد. تاول هیدروژنی در صورتی که HICو SOHICرخ داده باشد نیاز به بررسی بیشتری دارد. می توان از آزمون UT با پراب زاویه ای (امواج برشی) از جداره خارجی در زمان سرویس دهی دستگاه استفاده کرد. اگر بازرسی خارجی ترکی را مشخص کرد بازرسی داخلی به روش WFMT باید مورد بررسی قرار گیرد. سوابق عملیات حرارتی دستگاهها جهت بررسی مشکلات گذشته بررسی گردد.
روش های زیر جهت بازرسی غیر مخرب سطح خارجی لوله مفید است: UT، RT و VT. ممکن است نیاز شود بخشی از لوله بریده شود و آزمون WFMT از درون آن بعمل آید.
نکات
– فاصله بازرسی ها باید بر مبنای زمانی باشد که احتمال رشد ترک در ظروف خاص وجود دارد.
– اثرات فرآیندی که منجر به افزایش مقدار گاز ترش و در نتیجه تاثیر آن بر خوردگی و پتانسیل می شود تعیین گردد.
– لازم است وسعت لوله ها و اتصالات که نیاز به بازرسی دارند مشخص شود.
– سریعترین و ارزانترین روش آماده سازی سطح برای تست WFMT مشخص شود.
– ممانعت کننده های خوردگی برای کاهش نفوذ هیدروژن به درون فولاد مورد بررسی قرار گیرد.
– برای مشخص شدن فولاد مقاوم به HIC کنترل کیفیت صورت گیرد.
تعمیر ظروف و لوله های آسیب دیده
تعمیر ترک
روش های زیر برای تعمیر دستگاهها و لوله با قطر بالاست، لوله های با قطر کم (۲ اینچ و کمتر) بهتر است تعویض گردد.
وقتی ترک آشکار می گردد برای انتخاب روش تعمیر می بایست عمق آن مشخص گردد جهت این امر می توان از آزمون UT با پروب زاویه ای و یا برداشتن ترک استفاده نمود. اکثر ترک ها کم عمق هستند و با سنگ زنی خفیف از بین می روند. اگر ترک ها در محدوده Corrosion Allowance باشد نباید کار دیگری روی آن صورت گیرد. لبه سطوح سنگ زده شده برای رفع لبه های تیز و دستیابی به سطحی صاف نسبت به سطوح مجاور کنترل گردد و اگر عمق برداشته شده بیش از حد Corr. All. باشد باید با جوش تعمیر گردد.
جوش پذیری و امکان عملیات حرارتی باید مورد توجه قرار گیرد تا قابلیت تعمیر ماده با جوش و یا سازگاری آن با عملیات حرارتی مشخص شود.
قبل از سنگ زنی ، جوشکاری و عملیات حرارتی تمامی سیال باید از ظروف تخلیه گردد. شستن با آب کفایت می کند. در بعضی موارد شستشو با ممانعت کننده ها ، اسید شویی و سپس شستشو با آب نیاز می باشد. مطمئن شوید که استفاده از سنگ برش بهترین روش برای برداشتن ترک می باشد. برای جلوگیری از رشد عیوب نیاز به دستور العمل است. در طول سنگ زنی سطوح باید بررسی گردند (ترجیحاً به روش WFMT) تا مطمئن شویم که عیوب کاملاً بر طرف شده اند.
برداشتن عیوب با شعله و یا قوس باید با مراقبت انجام شود زیرا سبب افزایش طول عیوب می شود. این روش می تواند مرحله اول حذف ترک باشد و بعد از آن می بایست سطوح سنگ زده شود و برای اطمینان از حذف عیوب بصورت دوره ای آزمون WFMT بعمل آید.
قبل از هر نوع جوشکاری باید از حذف هیدروژنهای اتمی از سطح جوشکاری مطمئن بود. دستگاههایی که در معرض آمین کثیف هستند به احتمال زیاد در معرض خوردگی و هیدروژن می باشند. نمونه های زیادی وجود دارد که بعد از انجام تعمیر ترک خورده اند زیرا هیدروژن در فلز وجود داشته است. خارج کردن گازها برای آمین تمیز نیاز نیست. یک روش قابل قبول برای خارج کردن گازها حرارت دادن فلز تا دمای ˚C316-232 و نگهداشتن در این دما به مدت ۴-۲ ساعت می باشد.
استفاده از دستور العمل جوشکاری سختی را کاهش می دهد و عملیات حرارتی برای اغلب ظروف تعمیری لازم است. حتی بررسی محل جوش و ناحیه عملیات حرارتی شده قبل از سرویس قرار گرفتن لازم است.
جهت تعمیر می توان ناحیه ترک را با یک نوار از فولاد زنگ نزن پوشاند و یا با ریفرکتوری و یا پوششهای فلزی و غیر فلزی پوشش داده شود.
سطوح قبل از جوشکاری باید پیش گرم شوند (API 510, RP 582). زمانی که همه تعمیرات انجام گردید آزمونهای NDT انجام گردد ( ترجیحاً WFMT). سایر روشها جهت تکمیل آزمون ممکن است استفاده شود.
تعمیر تاول
سطوح تاولهای با قطر کمتر از ۵۰ میلیمتر (۲ in) می بایست سوراخ شده و فشار درونی آن تخلیه شود. برای جلوگیری از وارد آمدن آسیب به افراد رعایت نکات ایمنی در هنگام سوراخکاری لازم است. قبل از سوراخکاری تاولهای با قطر بالاتر از ۵۰ میلیمتر، باید بررسی های مهندسی صورت پذیرد تا از تحمل فشار درونی توسط سطح باقیمانده فلز اطمینان حاصل گردد. می توان ورق فولاد در مواضع تاول را برداشت و قطعه ای جدید جایگزین کرد. قبل از برشکاری و جوشکاری پیش گرم لازم است. تاولها پر از مولکولهای هیدروژن می باشند. این مولکولها در هنگام پیش گرم و عملیات حرارتی قدرت نفوذ ندارند و ممکن است بزرگ شوند و یا باعث شکست شوند. از طرفی مولکولهای هیدروژن باقی مانده در تاول ممکن است در مراحل تعمیر و عملیات حرارتی سبب ایجاد ترک شوند. همچنین ممکن است حمله هیدروژنی در زمان عملیات حرارتی با دمای بالای رخ دهد.
زمانی که نگران ترک تأخیری هیدروژنی هستید بهتر است فاصله بازرسی به روش WFMT حداقل ۴۸ ساعت بعد از جوشکاری انجام گردد.
با تشکر از جناب آقای مهندس روح اله مومنی، کارشناس بازرسی فنی، که زحمت تهیه این مقاله را با توجه به نیاز بازرسان حین بهره برداری تقبل نموده اند.