گردآوری : آقای نوید نجفیان

تاریخ :2 اردیبهشت 1403

شرکت: پتروشیمی کرمانشاه

میانگین زمان خواندن:38دقیقه

چکیده

برای اطمینان از عملکرد ایمن مخازن و تجهیزات سنتز فشار بالا در یک کارخانه اوره، اطمینان از سالم بودن لاینر داخلی تجهیزات بسیار مهم است. سالم بودن این لاینرها باید در حین تعمیر و نگهداری واحد بررسی شود. و همچنین یکپارچگی وسلامت آن باید در حین کار کارخانه از طریق یک سیستم نشت یابی مناسب به طور مداوم تحت کنترل باشد. بهترین روش این است که یک نفر را به عنوان مسئول سیستم نشت یابی با مسئولیت اضافه جهت بررسی هرگونه تغییر تعیین کنید. وجود یک سیستم تشخیص نشتی با زمان پاسخ کوتاه برای جلوگیری از تشکیل مواد جامد در پشت لاینر تجهیزات بسیار ضروری است. از نظر تیم ما، صبر کردن تا زمانی که کف و فوم از لوله های تشخیص نشتی مشاهده شود، یک سیستم تشخیص نشتی مناسبی نیست. به خودتان اطمینان دهید که همه سوراخ‌های سیستم تشخیص نشتی با هم ارتباط دارند، توجه داشته باشید که مخازن فولاد کربنی چند لایه دارای سوراخ‌های تهویه هستند که نباید با سوراخ‌های تشخیص نشتی اشتباه گرفته شوند. در مورد استفاده از بخار در سیستم های نشت یابی دیدگاه های متفاوتی در صنعت وجود دارد. توجه داشته باشید که استفاده از بخار در سیستم تشخیص نشتی می تواند منجر به خطرات غیرقابل قبولی شود. مانند ترک خوردگی تنشی دیواره تحت فشار فولاد کربنی از داخل یا در آستر، در ناحیه‌ای که بازرسی غیرممکن است. در صورت شک با سازنده تجهیزات خود تماس بگیرید. به عنوان مثال Stamicarbon یک سیستم تشخیص نشتی پیشرفته را توسعه داده است. لطفا برای اطلاعات بیشتر به وب سایت آنها مراجعه کنید.

مقدمه

همانطور که می دانیم فرآیند تولید اوره از مواد خام آمونیاک و دی اکسید کربن نیاز به فشارها و دماهای بالا دارد. بسته به فناوری توسعه داده شده برای فرآیند تولید اوره، فشار عملیاتی معمولاً بین 140 تا 210 بار و دمای عملیاتی بین 170 تا 200 درجه سانتیگراد متغیر است. تشکیل اوره در دو مرحله انجام می شود:

Step 1: 2 NH3 + CO2 è Carbamate + Q

Step 2: Q + Carbamate è Urea + H2O

واکنش اول سریع و گرمازاست است در حالی که واکنش دوم کند و گرماگیر است. به همین دلیل است که هر کارخانه تولید اوره دارای یک راکتور سنتز اوره با حجم نسبتاً زیاد است که حاوی مخلوطی از آمونیاک، دی اکسید کربن، کاربامات، اوره و آب است. کاربامات در اینجا تنها محصول بسیار خورنده است. همچنین وجود آمونیاک و دی اکسید کربن در شرایط چگالش (در نتیجه تشکیل کاربامات) به عنوان یک خطر بالقوه برای خوردگی شدید در نظر گرفته می شود.

راکتورهای فشار بالا سنتز ، مانند سایر تجهیزات فشار بالا در کارخانه اوره، از یک دیواره فولاد کربنی با یک لایه محافظ (پوشش) ساخته شده است. عملکرد بخش فولاد کربنی مقاومت در برابر فشار بالایی است که در آن فرآیند عمل می کند. دیوار فولاد کربنی معمولاً می تواند از نوع دیوار یک تکه، چند جداره یا چند لایه باشد. در این دیواره های مخازن تحت فشار، سوراخ های نشت یابی حفر می شود تا بتوان نشتی احتمالی را تشخیص داد. به این واقعیت توجه داشته باشید که در دیواره های یک لایه و چند لایه نیز سوراخ های تهویه 2 حفر می شود که ممکن است منجر به سردرگمی شود. این سوراخ‌های تهویه، سوراخ‌های کوری هستند که در دیواره های چند لایه حفر می‌شوند و در حین ساخت تجهیز به کار می روند و به مخزن تحت فشار در حین کار اجازه تنفس می‌دهند.

مجموع ضخامت دیواره فولاد کربنی به عوامل زیادی مانند نوع مخزن تحت فشار ، فشار طراحی، قطر، نوع فولاد کربنی و کد طراحی مورد استفاده بستگی دارد اما برای داشتن یک برآورد این ضخامت حدود 100-300 میلی متر خواهد بود. از آنجایی که سرعت خوردگی فولاد کربنی ناشی از کاربامات زیاد است (حدود 1000 میلی متر در سال)، یک لایه محافظ برای محافظت از فولاد کربنی مورد نیاز است. لایه محافظ می تواند آستر جوشکاری شده یا روکش و یا ترکیبی از هر دو باشد. مواد مورد استفاده جهت ساخت تجهیزات می تواند فولاد گرید 316L اوره ، فولاد ضد زنگ 25-22-2، تیتانیوم یا دوبلکس باشد. ضخامت لایه آستر معمولاً بین 4 تا 10 میلی متر متغیر است و به مجوز توسعه دهنده بستگی دارد. لایه محافظ (آستر یا روکش جوش) طول عمر محدودی دارد. خوردگی مداوم توسط کاربامات می تواند بین 0.03 – 0.2 میلی متر در سال در صورت وجود فرایند پسیویشن[1] مناسب (غیرفعال سازی) تغییر کند. با این حال شرایطی وجود دارد که فرایند غیرفعال سازی به صورت مناسب عمل نمی کند و سپس سرعت خوردگی بالاتر می رود. خوردگی کلی تیتانیوم تقریباً صفر است، اما تیتانیوم یک ماده بسیار حساس برای جوشکاری و برای فرسایش مکانیکی است، بنابراین در اینجا نیز طول عمر لایه محافظ محدود است.

گرمایش و سرمایش باعث ایجاد تنش حرارتی بر روی لایه محافظ می شود زیرا ضرایب انبساط حرارتی دیواره فولاد کربنی و لایه محافظ در بیشتر موارد کاملاً متفاوت است. به عنوان مثال هنگامی که یک راکتور از سرویس خارج می شود و برای انجام کار تعمیراتی باز می شود ممکن است برای خنک شدن سریعتر آن آب اسپری شود که وضعیت زیر ممکن است رخ دهد. دیواره ضخیم فولاد کربنی هنوز در دمای 180 درجه سانتیگراد است در حالی که آستر نسبتاً نازک ممکن است فقط 80 درجه سانتیگراد دما داشته باشد. ضریب انبساط حرارتی فولاد کربنی حدود mm/m/100oC 1.2 و فولاد ضد زنگ حدود mm/m/100oC 1.8 است. با فرض اینکه فاصله بین دو آستر جوش شده ثابت می تواند 6 میلی متر باشد، در این شرایط فولاد زنگ نزن آستنیتی می خواهد حدود 1.2*6 = 7.2 میلی متر کوتاهتر از جوش ها باشد. می‌توان تصور کرد که در این شرایط، ترک‌ها به احتمال زیاد در ضعیف‌ترین نقاط مانند نواحی جوش‌ها تحت تأثیر حرارت رخ می‌دهند. بنابراین توصیه می شود دستورالعمل های صادر کننده مجوز یا سازنده تجهیز را در مورد حداکثر نرخ گرمایش و سرمایش رعایت کنید. در نتیجه باید بدانیم لایه محافظ تجهیزات فشار قوی در کارخانه اوره عمر محدودی دارد و بنابراین نیاز به بازرسی منظم دارد. در صورتی که لایه محافظ یک پوشش جوشکاری شده باشد، این بازرسی فقط در طول تعمیر و نگهداری انجام می شود. اما در صورتی که لایه محافظ یک آستر پوسته باشد، که اغلب چنین است، بازرسی مداوم در حین کار یا به عبارت دیگر یک سیستم تشخیص نشتی مداوم برای اطمینان از عملکرد ایمن بخش سنتز فشار بالا یک کارخانه اوره بسیار مهم است.

راکتور فشار بالای سنتز اوره، یک مخزن آستر دار تحت فشار و نیازمند به سیستم نشت یابی

مکانیسم شکست آسترهای داخل پوسته

چندین مکانیسم مختلف شکست بسته به نوع فرآیند، جنس ساخت آستر، نوع فولاد کربنی و حتی نحوه طراحی و عملکرد سیستم تشخیص نشتی می تواند باعث از بین رفتن یکپارچگی آستر پوسته شود. عیب های جوشکاری در جوش های آستر و خوردگی در ناحیه متاثر از حرارت[2] جوش ها (HAZ) رایج است. اجازه دهید یک نمای کلی از مکانیسم شکست احتمالی به شما ارائه دهیم:

     

      • عیوب جوش : اولین و بارزترین مکانیسم شکست در آسترهای پوسته، عیوب مربوط به جوش کاری است. هر جوش کاری می‌تواند حاوی نقص‌هایی مانند همجوشی و یا کرم‌چاله‌های ناشی از رطوبت یا رسوب در طول فرآیند جوشکاری باشد، به‌ویژه زمانی که جوشکاری در شرایط سخت در محیط انجام شده باشد. این عیوب جوش می توانند باعث مشکلات خوردگی شوند همانطور که در بند 2 نشان داده شده است، اما عیوب جوش مانند همجوشی نیز می توانند باعث کاهش یا از بین رفتن استحکام مکانیکی در نتیجه نیروهای وارده به آستر در طول چرخه های گرمایش و خنک کاری شوند.

      • خوردگی شکافی در آسترهای فولادی ضد زنگ و دوبلکس : خوردگی شکافی معمولاً در جوش های آستر یا در جوش های گیره های داخلی نگهدارنده به آستر مانند گیره های سینی در یک راکتور یا تقسیم کننده های گاز/مایع در مبدل های حرارتی رخ می دهد. بسیاری از اوقات کرمچاله یک نقص زیرسطحی است و در طول فرآیند ساخت شناسایی نمی شود. اما پس از مدت معینی از کارکرد و پس از مقداری خوردگی غیرفعال، سوراخ کرم چاله باز می شود و کاربامات می تواند وارد سوراخ کرم چاله (شکاف) شود. در شکاف هیچ اکسیژن تازه ای جهت ایمن سازی (پسیویشن) وارد نمی شود، اکسیژن موجود پس از مدتی تخلیه می شود و خوردگی فعال با سرعت بالاتر شروع می شود. یکی دیگر از مناطق برای خطرات خوردگی شکافی، ترک‌ها هستند که می‌توانند در نتیجه چرخه‌های گرم کردن و سرد ‌کردن رخ دهند. (Stamicarbon بیان می کند که دوبلکس Safurex® خوردگی فعال را تجربه نمی کند).

       

        • خوردگی در ناحیه متأثر از حرارت جوش های آستر: با توجه به دماهای در طول فرآیند جوشکاری، ناحیه مجاور جوش، به اصطلاح مناطق متاثر از حرارت، نسبت به مشکلات خوردگی حساس تر هستند. چندین بار پدیده‌های [3]Weld Decay یا [4]Knife-Line Attack در این ناحیه مشاهده می‌شود. Knife-Line Attack نوعی خوردگی بین دانه ای و بین جوش و آستر است. این حمله تیز به نظر می رسد و از این رو به آن حمله “خط چاقو” می گویند.

         

          • خوردگی چگالش (کندانسیشن گاز) در لاینرهای فولادی ضد زنگ و دوبلکس: در فرآیند تولید اوره، خود اوره خورنده نیست. این محصول میانی واکنش یعنی کاربامات آمونیوم است که بسیار خورنده است. برای جلوگیری از خوردگی از فولادهای ضد زنگ مخصوص استفاده می شود که به عنوان آستر باید در حالت غیرفعال خوردگی باقی بماند. نرخ خوردگی غیر فعال فولادهای زنگ نزن آستنیتی حدود 0.1 میلی متر در سال است در حالی که خوردگی فعال صدها برابر سریعتر است. بنابراین افزودن مداوم هوا (اکسیژن) یا پراکسید هیدروژن به فرآیند از اهمیت بالایی برخوردار است. علاوه بر این، باید توجه داشت که خوردگی (الکتروشیمیایی) فقط در فاز مایع رخ می دهد. در فاز گاز خوردگی نمی تواند رخ دهد. با این حال، هنگامی که چگالش گازها در فاز گاز رخ می دهد، مایع کارباماتی که تشکیل می شود در آن اکسیژن یا پراکسید هیدروژن وجود ندارد. به دلیل کمبود اکسیژن، لایه غیرفعال روی آستر حفظ نمی شود و خوردگی فعال آستر شروع می شود. بنابراین مناطقی در مخازن تجهیزات تحت فشار بالا که در آن فاز گاز در طول عملیات عادی وجود دارد برای این نوع خوردگی حیاتی هستند. این قسمت های تجهیرات و خطوط انتقال باید شناسایی شده و به خوبی عایق بندی شوند.

        خوردگی چگالشی در فاز گاز در مکان‌هایی که یک ناحیه سرد وجود دارد (نازل‌ها، روکش‌های راه‌اندازی، گیره‌های بالابر، پیچ‌های گل میخ) و یا جایی که تریسینگ ها و عایق ظروف در شرایط خوبی نیست رخ می‌دهد.

           

            • ترک خوردگی تنشی فولاد کربنی : به طور کلی فولاد کربنی به ترک خوردگی تنشی توسط چندین یون مانند نیترات ها و همچنین کربنات ها حساس است. به عنوان مثال، در صورتی که عایق یک مخزن فشار قوی وضعیت خوبی نداشته باشد و کارخانه های اسید نیتریک یا نیترات آمونیوم در همسایگی آن قرار داشته باشند، با باران یا رطوبت برج های خنک کننده آب[5]، نیترات می تواند با فولاد کربنی تماس پیدا کند. این منجر به ترک هایی از بیرون ظروف فولاد کربنی می شود که منجر به تخریب یکپارچگی آن می گردد. بهترین کار این است که یک عایق خوب در ترکیب با یک پوشش مناسب داشته باشید و در بدترین حالت یک پناهگاه در برابر باران بالای مخزن فشار قوی بسازید. با این حال چندین بار نیز ترک هایی از داخل در دیواره فولاد کربنی تجربه شده است، در محلی که لاینر به پوسته وصل شده است. در بازرسی های معمولی به سختی می توان ترک هایی را در این ناحیه پیدا کرد و در بسیاری از مواقع منجر به یک فاجعه ناگهانی می شود. این نوع ترک‌ها می‌توانند هنگام شستشوی سیستم‌های تشخیص نشتی با بخار یا کندانس ایجاد شوند. از طرفی ممکن است تصور شود که بخار واضح ترین و بهترین وسیله برای شستشوی کاربامات و اوره در سیستم تشخیص نشتی پشت لاینر است. با این حال، بارها مشاهده شده که با بخار، یون‌هایی وارد سیستم می‌شوند که می‌توانند باعث ترک خوردگی تنشی مخزن فولاد کربنی شوند. به نظر می رسد که در صنعت دیدگاه های کاملا متفاوتی در مورد استفاده از بخار در سیستم های تشخیص نشتی وجود دارد. اینجا ممکن است چالش یافتن جایگزینی مناسب به جای بخار برای باز کردن مسدودی و گرفتگی یک سیستم تشخیص نشتی باشد.

            • خوردگی حفره ای: ناخالصی‌های موجود در جریان‌های خوراک کارخانه اوره مانند گوگرد و کلرید می‌توانند باعث خوردگی حفره‌ای در آستر شوند، بنابراین سرعت خوردگی محلی بسیار بالاتری رخ می‌دهد.

            • شکاف های خستگی: همانطور که قبلاً اشاره شد ضریب انبساط حرارتی فولاد کربنی حدود mm/m/100oC 1.2 است، در حالی که در فولاد ضد زنگ حدود mm/m/100oC 1.8 است. علاوه بر این توجه داشته باشید که لاینر نسبتاً نازک است در حالی که دیواره فولاد کربنی نسبتاً ضخیم است. در حین گرم شدن[6] راکتور، لاینر در مقابل فولاد کربنی رانده می شود و زمانی که فاصله بین لاینر و دیواره فولادی کربنی حداقل باشد، به سختی انبساط حرارتی رخ می دهد، به جز زمانی که لاینر یک لاینر نرم است و به سختی به فولاد کربنی متصل می شود، به عنوان مثال در مکان هایی که لاینر به شدت خم می شود ممکن است کمی خم شدگی رخ دهد. علاوه بر این در شرایط خنک‌ سازی، لاینر نازک سریع ‌تر از دیواره فولاد کربنی ضخیم خنک می‌شود و لاینر پس از تعداد معینی از چرخه‌های گرمایش/خنک کردن، با نیروهای قوی مواجه می‌شود که باعث ایجاد شکاف می‌گردد.

            • فرسایش (خوردگی مکانیکی) لاینرهای تیتانیومی: تیتانیوم این عیب را دارد که این ماده در دماهای بالا نسبتاً نرم است و بنابراین نسبت به فرسایش حساس است، بنابراین هر جا که سرعت جریان بالایی وجود داشته باشد فرسایش ممکن است رخ دهد و لاینر نازک‌تر شود.

          در نتیجه، یکپارچگی لاینر پوسته دلایل مختلف، حتی به دلیل طراحی و عملکرد نامناسب خود سیستم تشخیص نشتی می تواند در خطر باشد. بیایید در مورد سیستم تشخیص نشتی بیشتر بحث کنیم.

          سیستم های تشخیص نشتی

          سیستم های تشخیص نشتی مختلف بسیاری در صنعت موجود است. اول از همه، فلسفه طراحی یک سیستم تشخیص نشتی تولیدکنندگان مختلف متفاوت است. یک سیستم تشخیص نشتی به طور کلی برای تشخیص نشتی در لاینر داخلی تجهیزات طراحی شده است. یک لاینر از صفحاتی تشکیل شده است که به یکدیگر جوش داده شده اند و این جوش ها هستند که باید بحرانی ترین مناطق از منظر خوردگی در نظر گرفته شوند. این اتصالات لاینری را می توان به دو نوع اتصال سست لاینر[7] به پوسته (دو صفحه لاینری که بدون هیچ گونه اتصالی به فولاد کربنی به هم جوش داده شده اند) و جوش لاینر ثابت[8] (دو صفحه لاینری که به هم جوش داده شده اند و در همان زمان به فولاد کربنی وصل می شوند) تقسیم کرد. جوش های لاینر سست را می توان با آزمایش غیر مخرب (NDT) بررسی کرد و زمانی که آزمایش به درستی انجام شود، می توان این جوش ها را مانند خود صفحات لاینر در نظر گرفت. با این حال، جوش های لاینر ثابت را نمی توان با رادیوگرافی بررسی کرد و بنابراین یک خطر بالقوه برای نشتی است. این بدان معنی است که اساساً سیستم های نشت یابی به گونه ای طراحی شده اند که نشتی در این جوش ها زودتر تشخیص داده شود.

          دوم، قسمت قابل مشاهده سیستم تشخیص نشتی نیز از یک کارخانه به کارخانه دیگر متفاوت است: برخی از کارخانه ها از فلاش با هوا ، برخی دیگر با دی اکسید کربن، برخی دیگر با بخار استفاده می کنند و برخی حتی صبر می کنند تا بخار از لوله های تشخیص نشتی خارج شود، برخی به عنوان نشانگر نشتی از یک تیوب با محتوای فنل فتالئین استفاده می کنند، برخی دیگر از آشکارساز آمونیاک استفاده می کنند و برخی دیگر رسانایی را اندازه گیری می کنند. مهم نیست که شخص از چه نوع سیستمی استفاده می کند، بلکه مهم این است که از حداقل از یک سیستم تشخیص نشتی استفاده شود. بهترین روش این است که یک نفر را به عنوان مسئول سیستم نشتی با مسئولیت اضافه جهت بررسی مکرر تغییرات تعیین کنید. در صورت نشتی لاینر، سیال حاوی کاربامات آمونیوم وارد فضای بین لاینر و دیواره مخزن تحت فشار فولاد کربنی شده و باعث خوردگی فولاد کربنی و فولاد ضد زنگ و در نتیجه پارگی ظرف می شود.

          پارگی اسکرابر فشار قوی به دلیل نقص سیستم تشخیص نشت


          یک نمای کلی از سیستم‌های تشخیص نشتی که در حال استفاده هستند، در زیر فهرست شده است:

          بررسی بوی آمونیاک، بررسی دود، بررسی وجود حباب در لیوان های پر از روغن که به سوراخ های تشخیص نشتی متصل هستند، بررسی اختلاف فشار در یک لوله U پر از روغن که به سوراخ‌های تشخیص نشتی متصل است، بررسی تغییر رنگ شیشه ای پر از یک معرف آمونیاک است که به سوراخ های تشخیص نشتی متصل است و بررسی تغییر در هدایت در تشخیص نشتی.

          برای اینکه بتوان نشتی لاینر را تشخیص داد باید یک اتصال باز (دهانه) بین شکاف پشت آستر نرم مقاوم در برابر خوردگی و اتمسفر وجود داشته باشد. این دهانه توسط سوراخ های کوچک حفر شده در دیواره مخزن تحت فشار ایجاد می شود که به آن سوراخ های تشخیص نشت می گویند. در طول سال ها و به دلیل حوادث گوناگون در صنعت، “سیستم تشخیص نشتی” بهبود و توسعه یافته است. مشخص شده که جوش‌های لاینر و به خصوص جوش‌های لاینری که لاینر را به فولاد کربنی متصل می‌کنند، به اصطلاح جوش‌های لاینر ثابت، مهم‌ترین بخش‌ها برای نشتی ‌های احتمالی هستند. این جوش های لاینر ثابت با استفاده از تکنیک های تست غیر مخرب (NDT)قابل بازرسی نیستند. به همین دلیل، در امتداد این جوش های لاینر ثابت، شبکه ای از شیارها یا گذرگاه های طولی و جانبی کوچک ماشینکاری می شود. این گذرگاه ها در نهایت ترجیحاً به حداقل دو سوراخ تشخیص نشتی متصل می شوند و این کار برای هر محفظه لاینر انجام می شود.

          محفظه لاینر به عنوان بخشی از لاینر تعریف می شود که بین جوش هایی که مواد لاینر را به دیواره مخزن تحت فشار فولاد کربنی متصل می کند، در معرض خطر قرار می گیرد. ماشین‌ کاری گذرگاه ‌ها در امتداد جوش‌های لاینر ثابت مطمئناً یک بهبود واضح در سیستم تشخیص نشتی است، اما حالت ‌های خرابی مهم ‌تری وجود دارد که لاینر غیر ثابت را تهدید می‌کند. به عنوان مثال، عیوب در جوش ساپورت سینی ها، جوش نازل ها ، خوردگی چگالش، ترک های ناشی از خستگی فلز، خوردگی شکافی، خوردگی بین دانه ای ناشی از کرنش، ترک خوردگی ناشی از تنش و خوردگی فرسایشی را شامل می شود. این حالت ‌های خرابی همچنین می‌توانند باعث نشتی لاینر شوند و این نشتی‌ ها معمولاً نزدیک یک گذرگاه ماشین‌کاری شده قرار ندارند. نشتی یاب های فوق الذکر بیشتر به سیستم های غیر فعال متصل می شوند. این بدان معناست که تشخیص نشتی تنها زمانی امکان پذیر خواهد بود که نشتی به آشکارساز برسد. در بیشتر موارد نشتی ها بسیار کوچک است و ساعت های زیادی طول می کشد تا متوجه نشتی شوید. طی این زمان رسوبات در شکاف بین لاینر پوسته و دیواره مخزن تحت فشار یا در سوراخ های تشخیص نشتی ایجاد می شود. بدون شک می توان فرض کرد که در صورت نشتی لاینر، رسوبات گرفتگی هایی ایجاد میکند که مانع از تشخیص نشتی و یا حتی جلوگیری از تشخیص نشتی در آینده می کند.

          گرفتگی و رسوب پشت لاینر:


          در اواخر دهه 1980، پس از گزارش یک نشتی لاینر با عواقب جدی (پارگی)، این مشکل شناسایی شد و اکثر صادرکنندگان مجوز تصمیم گرفتند سیستم تشخیص نشتی خود را بیشتر بهبود ببخشند. برای افزایش ایمنی تجهیزات فشار بالا اوره ، تشخیص هر چه سریع تر نشتی لاینر ضروری است. زمان پاسخ، زمان بین شروع نشتی و تشخیص آن، باید به شدت کاهش یابد. از آنجایی که در صورت نشتی کوچک اختلاف فشار تقریباً ناچیز است، تنها می‌توان با شستشوی سیستم نشت‌یابی با کمک یک گاز بی‌اثر (سیستم تحت فشار) یا ایجاد خلاء در شکاف بین لاینر پوسته و دیواره مخزن تحت فشار (سیستم خلاء)، زمان پاسخ را کاهش داد. هر دو سیستم را سیستم های شناسایی نشتی فعال می نامند.

          سیستم تشخیص نشتی تحت فشار و سیستم تشخیص نشتی تحت خلاء


          خروجی این سیستم های فعال به یک آشکارساز متصل است. از آنجایی که همیشه آمونیاک بخشی از مایع نشتی است، سنسورها در بیشتر موارد مبتنی بر تشخیص آمونیاک هستند. هنگام استفاده از یک سیستم تحت فشار، یک گاز بی اثر در پشت لاینر با فشار محدود به گردش در می آید و گاز ترجیحاً از طریق مسیرهایی در امتداد جوش های لاینر ثابت جریان می یابد. توجه داشته باشید که هر محفظه لاینر با دو سوراخ تشخیص نشتی، دو جریان گاز موازی خواهد داشت. به علاوه، در صورت مسدود شدن یک گذرگاه، فرد نمی تواند تشخیص دهد که این اتفاق افتاده است.

          تصویر منطقه آستر تحت تشخیص مستقیم با سیستم تشخیص نشتی تحت فشار (در حالت نرمال و در صورت مسدود شدن یک مسیر)


          همچنین باید توجه داشت که در این مورد تنها بخش محدودی از ناحیه لاینر (جایی که جریان وجود دارد) تحت تشخیص مستقیم قرار دارد (شکل بالا).

          این همچنین به این معنی است که تمام قسمت های محفظه های لاینر باید به صورت سری و نه به صورت موازی متصل شوند. در غیر این صورت، با اتصال باز تمام محفظه های لاینر قابل بررسی و اطمینان نیست. در صورت وجود سیستم تشخیص نشتی تحت خلأ، خلأ در پشت ناحیه کامل لاینر حفظ می شود و بنابراین منطقه کامل لاینر تحت تشخیص مستقیم قرار می گیرد. در این حالت نه تنها خرابی در جوش های لاینر ثابت، بلکه تمام حالت های خرابی احتمالی لاینر

          پوسته مستقیماً شناسایی می شود. پس از انجام یک تحلیل ریسک جامع از سیستم تشخیص نشتی تحت فشار و خلأ، بر اساس بسیاری از استدلال‌ها می توان نتیجه ‌گیری کرد که یک سیستم تحت خلاء قابل اعتمادتر است.

          هنگام کار با یک سیستم تشخیص نشتی توجه به برخی نکات الزامی است:

             

              • حداکثر فشار کاری : از آنجایی که لاینر نسبتاً نازک و دارای مساحت نسبتاً بزرگی است، حداکثر اختلاف فشاری که یک آستر می تواند تحمل کند محدود است: به این معنی که معمولاً فشار سیستم تشخیص نشتی نباید بیشتر از 0.3 بار بیشتر از فشار داخل ظرف باشد.

              • زمان پاسخگویی کوتاه سیستم: نشتی می تواند در فاز گاز یا در فاز مایع رخ دهد. هنگامی که نشتی در فاز گازی رخ می دهد، بخارات آمونیاک و دی اکسید کربن با دمای حدود 170-200 درجه سانتیگراد نشت می کند و فشار آن از 140-210 بار به تقریباً اتمسفر کاهش می یابد در صورتی که سیستم نشت یابی مسدود نشود. دما در سیستم نشت یابی پشت لاینر نزدیک به دمای فرآیند است در حالی که در خطوط نشت یابی در صورتی که این خطوط تریسینگ و عایق نشده و یا در زیر عایق ظروف نصب نشده باشند دمای محیط خواهد بود. در دمای محیط، این بخارات می توانند چگالش یابند و کاربامات تشکیل دهند، کریستال شوند و خطوط تشخیص نشتی را مسدود کنند. هنگامی که گرفتگی رخ می دهد، فشار در سیستم تشخیص نشتی افزایش می یابد و سپس بخارات ممکن است حتی در سیستم تشخیص نشتی در زیر لاینر کندانس شوند و تشکیل کاربامات دهند. مخزن فولاد کربنی فشار بالا در تماس با کاربامات تشکیل شده با سرعت بالا خورده می شود.

            هنگامی که نشت در فاز مایع رخ می دهد، مایع کاربامات آمونیوم با اوره احتمالاً نشت می کند. دو پدیده ممکن است رخ دهد: کاربامات می تواند به دلیل فشار کمتر به بخارات آمونیاک و دی اکسید کربن تجزیه شود و یا کاربامات می تواند به دلیل دمای بالا به اوره و بیشتر به بیورت[9] و تریورت[10] تبدیل شود. بیوره و تریورت منجمد و متبلور می شوند و می توانند سیستم تشخیص نشتی را در زیر لاینر مسدود کنند. اینکه کدام پدیده رخ خواهد داد بستگی به اندازه نشتی دارد. اما در صورتی که خطوط تشخیص نشتی در دمای محیط باشند، بخارات آمونیاک و دی اکسید کربن می توانند کندانس شوند، کاربامات تشکیل دهند، متبلور شوند و خطوط تشخیص نشتی سرد را مسدود سازند. در این صورت کاربامات دیگر تجزیه نخواهد شد و مطمئناً خوردگی مخزن فولاد کربنی فشار بالا شروع می شود. واقع بینانه است که در نظر بگیریم پس از حدود 30 تا 40 ساعت ممکن است انسداد سیستم تشخیص نشتی اتفاق بیوفتد. مهمترین مسئله در این شرایط این است که کاربامات سرعت خوردگی بسیار بالایی را برای فولاد کربنی ایجاد می کند و یکپارچگی تجهیزات فشار بالا را به خطر می اندازد.

            نشتی ها اغلب بسیار کوچک هستند و به سختی افزایش فشار در سیستم تشخیص نشتی قابل اندازه گیری است. این بدان معنی است که به سختی جریانی وجود خواهد داشت و مدت زمان زیادی طول می کشد تا چنین نشتی در خارج از تجهیزات قابل مشاهده باشد. بنابراین یک سیستم نشتی یابی برای شناسایی در مراحل اولیه نشتی مورد نیاز است.

               

                • خطوط تشخیص نشتی : همانطور که در بالا ذکر شد مهم است که از چگالش بخارات در خطوط تشخیص نشتی جلوگیری شود. بنابراین توصیه می شود تریسینگ مناسب نصب کنید (حداقل دما باید دمای تبلور کاربامات 153 درجه سانتیگراد باشد) و خطوط را عایق بندی کنید یا خطوط را زیر عایق تجهیزات فشار بالا نصب کنید. هر دو گزینه معایب خود را دارند اما انتخاب عدم اتصال لوله های تشخیص نشتی به نشتی یاب و تکیه بر تشخیص بصری نشتی از نظر فنی قابل قبول نیست. استفاده از نمونه بسته های خط لوله ردیابی شده ممکن است جایگزین خوبی باشد، مانند تصویر زیر:

                 

                  • از ابتدا یک سیستم نشت یابی را اجرا کنید: در صنعت هیچ بحثی در مرود اینکه یک سیستم نشت یابی قابل اعتماد ضروری است وجود ندارد ، با قدیمی شدن تجهیزات کارخانه، نشت یابی اهمیت بیشتری پیدا می کند و زمانی که از ابتدا یک سیستم نشت یابی صحیح نداشته باشید، دست یابی به یک سیستم نشت یابی قابل اعتماد تقریبا غیرممکن به نظر می رسد. تنها با تلاش زیاد و در مقابل هزینه بالا می توان دوباره یک سیستم تشخیص نشتی مناسب ایجاد کرد. بسیاری از اوقات اپراتورها متوجه می شوند که سیستم تشخیص نشتی مسدود شده است. در بیشتر موارد، تنها با تغییر در خود تجهیزات فشار بالا، می توان یک سیستم تشخیص نشتی کارآمد را تحقق بخشید. شستشوی سیستم با بخار و کندانس یک اقدام بسیار مخاطره آمیز برای باز کردن مسدودی و گرفتگی سیستم تشخیص نشتی است، زیرا می تواند باعث ایجاد ترک خوردگی تنشی در فولاد کربنی و در پوشش فولاد ضد زنگ همانطور که در بالا توضیح داده شد، شود.

                سیستم نشت یابی تحت خلأ

                سیستم‌های تشخیص نشتی باید قبل از نصب، پس از سرویس خارج شدن و هر هفته در حین کار آزمایش شوند تا از ارتباط بین سوراخ‌های هر محفظه لاینر اطمینان حاصل شود. یک سیستم تشخیص نشتی به منظور به حداقل رساندن خطرات انسداد ، به ویژه در زمان توقف، راه اندازی و از سرویس خارج شدن باید همیشه فعال و در سرویس باشد. هنگامی که یک سیستم تشخیص نشتی مسدود و دچار گرفتگی شود، بازیابی مسیرها دشوار خواهد بود و به شدت به محل انسداد بستگی دارد. در صورت نشت لاینر خطر انسداد دائمی وجود دارد. سیستم نشت یابی تحت خلاء تنها سیستم نشت یابی است که نشت یابی مطمئن را در تمامی حالت های کارکرد (توقف، راه اندازی و از سرویس خارج شدن) و در صورت انسداد پشت لاینر تضمین می کند. هرگز سیستم نشت یابی را با آب، میعانات یا بخار شستشو ندهید. پس از وقوع نشتی ویا در صورت انسداد پشت لاینر، توصیه می‌شود از سیستم تشخیص نشت AMMO LASER (سیستم تشخیص نشت AMMO LASER ، یک سیستم تشخیص نشتی تحت خلأ می باشد که در آن تمام محفظه های لاینر به طور مداوم با یک پمپ خلاء به طور مداوم در حال کار هستند و برای اطمینان از حداکثر قابلیت اطمینان طراحی شده است) استفاده کنید تا اطمینان حاصل شود که حداکثر منطقه لاینر تحت تشخیص مستقیم نشتی است.

                به طور خلاصه، به دلایل عمده زیر استفاده از یک سیستم تشخیص نشتی تحت خلأ به جای یک سیستم تحت فشار ترجیح داده می شود:

                   

                    • زمان پاسخگویی در صورت نشتی حداقل است

                    • منطقه کامل لاینر تحت تشخیص مستقیم است

                    • به دلیل فشار پشت لاینر هیچ خطری برای فشار دادن لاینر به داخل وجود ندارد.

                    • یک سیستم خلاء را می توان در تمام مراحل عملیاتی بدون خطر کمانش لاینر در کار نگه داشت.

                    • در صورت انسداد پشت لاینر، تنها یک سیستم تشخیص نشت خلاء می تواند نشت یابی قابل اعتماد را تضمین کند.

                  همانطور که در تصویر زیر می بینید، در صورت عدم ارتباط بین دو سوراخ تشخیص نشتی، یک سیستم تشخیص نشتی تحت خلأ، حداکثر سطح لاینر تحت تشخیص مستقیم را تضمین می کند.

                  بنابراین یک پیش شرط بسیار مهم در هر سیستم تشخیص نشتی، برقراری ارتباط بین سوراخ های تشخیص نشتی هر محفظه لاینر است. اگر این ارتباط قطع شود، بر روی کارکرد یک سیستم تشخیص نشتی تحت فشار تأثیر منفی می گذارد. در این حالت با یک سیستم تشخیص نشتی تحت خلأ، هنوز می توان هر دو سوراخ تشخیص نشتی را تحت خلأ نگه داشت و یک نشت یابی قابل اعتماد داشت.

                  قبل از نصب سیستم نشت یابی، ابتدا باید از برقراری ارتباط بین سوراخ های تشخیص نشتی در تمام محفظه های لاینر اطمینان حاصل کرد. علاوه بر این، باید به طور دوره ای سیستم نشت یابی را برای انسداد سیستم بررسی شود. توصیه می شود هر هفته چنین بررسی را انجام دهید. معمولاً سیستم‌های نشت‌یابی فعال به گونه‌ای طراحی می‌شوند که این بررسی‌ها را می‌توان به روشی ساده انجام داد، یا با بررسی دبی ‌سنج‌ها یا با باز کردن یکی یکی شیرهای توپی اتمسفریک هر مدار تشخیص نشتی و بررسی تأثیر بر فشار خلأ این کار انجام می شود.

                  دلایل انسداد سیستم نشت یابی

                  دلایل متعددی وجود دارد که ممکن است سبب شود انسداد رخ دهد. این دلایل می تواند در هر مرحله از عمر تجهیزات فشار بالا اتفاق بیفتد و این خطر حتی از قبل در مرحله ساخت شروع می شود.

                     

                      • در حین ماشینکاری گذرگاه ها و مسیرها : اندازه گذرگاه ها و مسیرها کوچک است. استحکام دیوار فولاد کربنی با توجه به عمق و عرض این گذرگاه و مسیرها محدود می شود. اگر یک گذرگاه بیش از حد عریض باشد، فشار داخلی تجهیز، لاینر را به گذرگاه فشار می دهد و باعث ایجاد گذرگاه باریک تر و احتمالاً مسدود شدن آن می شود. با توجه به این موضوع، باید توجه داشت که این گذرگاه ها بیشتر با دست ایجاد می شوند، همچنین بریدگی هایی که در اثر ماشین کاری راه های عبور ایجاد می شود، مانع از ورود سیال به راه های عبور می شود.

                      • در حین نقاشی : دلیل دیگر می تواند در هنگام رنگ آمیزی تجهیزات رخ دهد. هنگام رنگ آمیزی تجهیزات، سندبلاست اعمال می شود. هنگامی که سوراخ‌های تشخیص نشتی به درستی با پلاگ های رزوه‌ دار فولادی ( در برخی مواقع از شمع های پلاستیکی استفاده می شود، می توان آنها را در حین سند بلاست به سوراخ های تشخیص نشتی فشار داد.) محافظت نشوند، محصول مورد استفاده برای سندبلاست می‌تواند از طریق سوراخ‌های تشخیص نشتی وارد شده و انسداد ایجاد کند.

                      • در حین حمل و نقل : در صورت ارسال و حمل تجهیز توسط کشتی، سیستم تشخیص نشتی می تواند آلوده شود. به دلیل تغییر دما یا ورود آب دریا به سیستم تشخیص نشتی ممکن است باعث خوردگی فولاد کربنی و در نتیجه انسداد احتمالی شود.

                      • در صورت نگه داری تجهیز در انبار در محل سایت: حفره های تشخیص نشتی را در حین حمل و نقل و همچنین در هنگام نگه داری تجهیز، بسته نگه دارید، همچنین پرج به وسیله نیتروژن را برای جلوگیری از تشکیل زنگ زدگی برقرار کنید. اغلب، در حین نگهداری در انبار، نصب لوله تشخیص نشتی تا حد معینی عمل خوبی است. در صورت انجام این کار، باید تجهیزات را در زیر یک پناهگاه نگهداری کرد تا از نفوذ هر گونه آلودگی جلوگیری شود و انتهای لوله تشخیص نشتی تا زمان نصب نهایی بسته شود.( نمونه ای از پلاگ کردن سوراخ سیستم نشت یابی را در شکل زیر مشاهده می کنید)

                    توصیه می شود که سیستم لوله قبل از اولین استفاده با هوای خشک یا نیتروژن شسته شود تا از آلودگی منیفولدها و هدرها جلوگیری شود. هرگز از آب یا مایعات دیگر استفاده نکنید. همچنین بسیار مهم است که تمام سوراخ‌ های تشخیص نشتی به روش صحیح به لوله‌های تشخیص نشتی متصل شوند. قبل از راه اندازی تجهیزات، تمام اتصالات را به درستی و با ثبت عکس مستند و آرشیو کنید. پس از عایق بندی تجهیزات، بررسی اتصالات در شرایط نصب بسیار دشوار و زمان بر خواهد بود.

                       

                        • در هنگام نصب تجهیزات: یک گام مهم برای اطمینان از قابلیت اطمینان یک سیستم تشخیص نشتی، مرحله نصب سیستم تشخیص نشتی است. نه تنها مکان اجزای مختلف سیستم تشخیص نشتی در کارخانه مهم است، بلکه لوله های اتصال نیز بسیارمهم هستند. اتصال لوله به سیستم تشخیص نشتی مهم است ، اما همچنین ضروری است که لوله یا زیر عایق تجهیزات نصب شود یا به اندازه کافی تریسینگ نصب شود. حداقل دمای 60 درجه سانتی گراد باید تضمین شود تا انجماد کاربامات آمونیوم در لوله رخ ندهد. نمونه ای از نصب اشتباه لوله در عکس زیر نشان داده شده است.

                         

                          • سیستم تشخیص نشت در حال کار : سیستم تشخیص نشتی را نیز در زمان توقف کارخانه فعال نگه دارید. توجه داشته باشید که هنگام توقف، شروع به کار و در حین از سرویس خارج شدن واحد، خطر نشت افزایش می یابد. در مورد تجهیزات با پوشش تیتانیوم، بیشترین خطر برای نشتی در هنگام راه اندازی است و در مورد استفاده از فولاد ضد زنگ آستنیتی خطر در هنگام از سرویس خارج شدن است. در این لحظات سطح استرس در لاینر بالاترین میزان خواهد بود. در صورت استفاده از ماده آستنیت-فریت به عنوان لاینر ، در هنگام راه اندازی و از سرویس خارج شدن تنش های بیشتر قابل توجه نخواهد بود. برای اطمینان از اینکه هیچ انسدادی در سیستم تشخیص نشتی شما رخ ندهد، مهم است که سیستم نشت یابی را به طور مداوم فعال نگه دارید زیرا خطر ایجاد انسداد در صورت نشتی را کاهش می دهد. پس از نصب و در سرویس قرار دادن، باید هر هفته سیستم تشخیص نشتی را برای هرگونه انسداد بررسی کنید. انسداد در سیستم تشخیص نشتی ممکن است نتیجه موارد زیر باشد:

                        نشتی در آستر، شرایط جوی، فعالیت های تعمیر و نگهداری. فعالیت های تعمیر و نگهداری همیشه یک خطر بزرگ برای قابلیت اطمینان سیستم های تشخیص نشتی هستند. در مورد باز کردن منهول های لاینر دار تجهیز، باید لوله‌های تشخیص نشتی را جدا کنید تا امکان برداشتن درپوش‌ها فراهم شود. معمولاً هنگام نصب مجدد این لوله های سیستم تشخیص نشتی، لوله به دلیل خم شدن آسیب دیده یا مسدود می شود و بدتر از آن این لوله تشخیص نشتی دیگر اصلاً وصل نمی شود. همچنین نصب مجدد عایق و ورق های پوششی آن اغلب بد انجام می شود.

                        نکات مورد توجه هنگام کار با سیستم تشخیص نشتی

                           

                            • همیشه قبل از شروع به کار کردن سیستم تشخیص نشت، ارتباطات و لوله ها را بررسی کنید

                            • هرگز سیستم نشت یابی را با آب، میعانات یا بخار شستشو ندهید. وجود آب در شکاف بین لاینر سست و دیواره فولادی کربنی دارای استحکام مخازن فشار قوی می‌تواند از چند دیدگاه بر تجهیزات تأثیر منفی بگذارد:

                            • وجود آب در ترکیب با اکسیژن در شکاف بین آستر و دیواره فولاد کربنی مخزن باعث خوردگی فولاد کربنی و در نتیجه تشکیل محصولات خوردگی حجیم می شود. حجم اکسیدهای آهن 7 تا 9 برابر بیشتر از آهن است. این محصول خوردگی حجیم ممکن است شکاف بین لاینر و دیواره مخزن و سوراخ های تشخیص نشتی را مسدود کند.

                            • همچنین در صورت آلوده شدن میعانات یا بخار به کلریدها، حتی ردپایی جزئی از وجود کلریدها می توانند باعث ترک خوردگی شدید تنشی بین دانه ای در مواد فولاد ضد زنگ آستنیتی مانند آلیاژ AISI316L UG- یا آلیاژ X2CrNiMoN 25-22-2 شوند. مواد لاینر ساخته شده از فولادهای ضد زنگ دوبلکس در برابر ترک خوردگی ناشی از تنش کلرید آسیب پذیری کمتری دارند.

                            • اگر بخار یا میعانات با استفاده از عوامل قلیایی کننده غیر فرار مانند سود سوزآور (NaOH) قلیایی شود،وجود سود سوزآور ممکن است باعث ایجاد ترک خوردگی تنش بین دانه ای در دیواره مخزن فولاد کربنی تجهیزات فشار قوی شود که سبب کاهش استحکام می شود. فولادهای دانه ریز به ویژه نسبت به این ترک ها حساس هستند. همچنین اگر بخار یا میعانات با تری سدیم فسفات (Na3PO4) که به NaOH آلوده است، قلیایی شود، خوردگی تنش بین دانه‌ای نیز ممکن است رخ دهد.

                            • کربنات/بی کربنات ناشی از نشت نیز می تواند باعث ایجاد ترک خوردگی تنش بین دانه ای در فولاد کربنی شود. این ترک‌ها در پشت لاینر رخ می‌دهند، بنابراین فرد معمولاً از این حالت‌های شکست بحرانی آگاه نیست!

                          ترک در دیواره فولاد کربنی مخزن تحت فشار در پشت لاینر پوسته


                          باید توجه داشت که هنگام راه اندازی سیستم نشت یابی برای اولین بار، احتمال آن وجود دارد که در اولین دوره راه اندازی مقدار زیادی آمونیاک مشاهده شود. دلیل این مقدار بیشتر آمونیاک ممکن است به علت باقیمانده آمونیاک در شکاف بین لاینر و دیواره فولاد کربنی مخزن فشار بالا به دلیل انجام آزمایش نشتی آمونیاک در هنگام آزمایش نهایی تجهیزات در حین ساخت باشد. تجربه نشان می ‌دهد که علی رغم پاکسازی مکرر سیستم تشخیص نشتی، حذف کامل این آمونیاک تقریبا غیرممکن به نظر می ‌رسد، و آمونیاک باقی می ‌ماند. با این حال، با گذشت زمان، سطح آمونیاک باید کاهش یابد. این همچنین نشان می‌دهد که در یک سیستم تشخیص نشتی تحت فشار، گاز بی‌اثر ترجیحاً از طریق گذرگاه‌ ها جریان می ‌یابد و عمدتاً مناطق آستری نزدیک به گذرگاه‌ ها تحت تشخیص مستقیم هستند.

                          نمودار آمونیاک باقی مانده در پشت آستر پوسته در اولین راه اندازی


                          خوب است که هرگز به نشانه های اوج میزان آمونیاک که در سیستم تشخیص نشتی رخ می دهد، واکنش نشان ندهید. همیشه مراقب روند سطوح آمونیاک در طول زمان باشید و سپس واکنش نشان دهید.

                          مراحل بررسی سیستم تشخیص نشتی برای ارتباط و تعیین محل انسداد

                          در صورت انسداد، مهم است که بدانید کدام قسمت از سیستم تشخیص نشتی مسدود شده است. انسداد سیستم می تواند در پشت لاینر، در سوراخ های تشخیص نشتی یا در لوله های سیستم تشخیص نشتی رخ دهد. در ابتدا مشخص کنید که انسداد در کدام مدار تشخیص نشتی رخ داده است. با سیستم های نشت یابی فعال امروزی، این کار نسبتاً آسان است، زیرا اکثر سیستم های نشت یابی به مدارهای نشت یابی موازی جداگانه ای تقسیم می شوند که از یک یا چند محفظه خطی به صورت سری تشکیل شده اند و از آنجایی که یک محفظه وجود دارد، تأیید گرفتگی در ورودی و خروجی در هر مدار تشخیص نشتی نسبتاً ساده است. بررسی ارتباط سوراخ‌ های نشت ‌یابی لاینر یک محفظه خطی به دو صورت جریان یا خلأ ممکن است که روش خلأ روش بهتری است.

                          بررسی با کمک جریان به این معنی است که باید پشت لاینر فشار وارد کرد و این به نوبه خود می تواند منجر به برآمدگی لاینر شود. به همین دلیل، ترجیحاً این کار باید با تجهیزات در حال کار انجام شود. اگر تجهیزات تحت فشار نیستند، حداکثر فشار مجاز 500 میلی متر ستون آب است. در راکتورهای قدیمی با لاینر نازک ‌تر، توصیه می‌شود با کمک ضخامت لاینر، حداکثر فشار مجاز در شکاف بین لاینر و دیواره مخزن تحت فشار محاسبه شود. بررسی سیستم را می توان با اتصال یک سوراخ تشخیص نشتی به منبع جریان و بستن تمام سوراخ های نشت یابی دیگر (در صورت وجود بیش از دو سوراخ نشت یابی در هر محفظه لاینر) آسترر آن محفظه با کمک یک پلاگ انجام داد. منبع جریان را راه اندازی کنید و یکی از شاخه ها را بردارید و جریان را بررسی کنید. این چرخه را تکرار کنید تا همه سوراخ ‌های وصل شده باز شوند (و بررسی شوند) و دوباره بسته شوند. اکنون منبع جریان را به سوراخ تشخیص نشت دیگری وصل کنید و کار را در همان محفظه تکرار کنید.

                          با خلأ این آزمایش پیچیدگی کمتری دارد و تمام سوراخ ‌های تشخیص نشتی دیگر را به جز یکی با کمک یک پلاگ ببندید. این سوراخ باز را به یک پمپ خلأ وصل کنید. مکش را ایجاد کنید و پلاگ های نصب شده را یکی یکی جدا کنید و ببینید که آیا خلأ را از دست داده اید یا خیر. در این مورد ارتباطاتی وجود دارد. پمپ خلأ را به سوراخ تشخیص نشتی دیگری وصل کنید و آزمایش را تکرار کنید. به این ترتیب می توان ارتباطات نشتی یک محفظه لاینری را ترسیم کرد. جستجوی هدفمند برای یافتن انسداد پشت لاینر کار آسانی نیست.

                          تعیین محل دقیق نشتی نسبتاً آسان است. یک راه قابل اعتماد استفاده از آمونیاک به عنوان ردیاب است. جستجو با گاز هلیوم توصیه نمی شود زیرا وجود رطوبت باعث مسدود شدن گاز هلیوم می شود. وقتی کسی محل دقیق نشتی را می داند، به طور خودکار به این معنی نیست که محل انسداد مشخص است. از طرفی در صورت وجود نشتی در لاینر به احتمال زیاد انسداد در زیر و در مجاورت این نشتی خواهد بود. اگر محل نشتی در لاینر یافت نشد، تعیین محل انسداد تقریبا غیرممکن است و باید از روش آزمون و خطا استفاده کرد که در آن ملاحظات زیر قابل بررسی است.

                          اگر نشتی در لاینر وجود نداشت، بزرگترین شانس این است که انسداد در سوراخ تشخیص نشتی از طریق دیواره مخزن یا در لوله های تشخیص نشتی رخ دهد. ورود گرد و غبار ،ذرات خارجی، هوای مرطوب که منجر به خوردگی پوسته فولاد کربنی می شود می تواند منجر به انسداد شود. همچنین، لوله های تشخیص نشتی می توانند مسدود شوند. با جدا کردن این لوله ها از تجهیزات و بررسی هر بخش از لوله با کمک خلأ، تعیین این امر نسبتاً آسان است.

                          در شکل زیر می بینید که سوراخ تشخیص نشتی مسدود شده است

                          در تمام موارد دیگر انسداد پشت آستر پوسته در شکاف بین آستر پوسته و دیواره فولاد کربنی مخزن تحت فشار خواهد بود.

                          مراحل باز کردن آستر یک محفظه مسدود شده ( انسداد در یا نزدیک سوراخ تشخیص نشتی)

                          از یک مته کف صاف استفاده کنید و سوراخ تشخیص نشتی را با مته باز کنید. این عملیات نیاز به مهارت و دقت دارد. هنگامی که کسی سوراخ را در عمق بیشتری ایجاد کند، ممکن است لاینر توسط مته لمس می شود و به صورت موضعی نازک تر شود. این به نوبه خود خطر نشت را در آینده افزایش می دهد. با یک پین فولادی از سوراخ تشخیص نشتی در جهت مخالف لاینر ضربه بزنید. سعی کنید سوراخ را با استفاده از گاز تحت فشار باز کنید. این روش فقط باید با تجهیزات در حال کار استفاده شود و هرگز از فشار داخلی موجود فراتر نرود!

                          تصویر زیر مقطع یک سوراخ تشخیص نشتی مسدود شده (انسداد در ناحیه سیاه بود)

                          یک پنجره در لاینر محل سوراخ تشخیص نشتی ماشین کنید تا بتوان بازرسی بصری را انجام داد، به عکس زیر نگاه کنید.

                          انسداد پشت لاینر

                          انسداد پشت لاینر که ارتباط بین سوراخ‌های تشخیص نشتی را مسدود می‌کند یک مشکل حیاتی است. در صورتی که محل انسداد مشخص باشد، یکی از گزینه‌ها، روکش کردن لاینر محفظه مربوطه یا بخشی از لاینر است. راه حل دیگر و پیشنهادی ما اعمال یا تغییر سیستم تشخیص نشتی به یک سیستم خلأ است که در آن هر سوراخ تشخیص نشتی در محفظه لاینر مربوطه به پمپ خلاء متصل می شود. به این ترتیب فرد متوجه می شود که حداکثر سطح لاینر تحت تشخیص مستقیم نشتی است. سیستم تشخیص نشتی AMMO LASER برای چنین شرایطی بسیار مناسب است.

                          نتیجه گیری

                          برای اطمینان از عملکرد ایمن مخازن سنتز فشار بالا در یک کارخانه اوره، وضعیت سالم لاینرهای پوسته بسیار مهم است. این لاینرها باید در طول مراحل تعمیر و نگهداری بازرسی شوند و یکپارچگی آن باید به طور مداوم در طول عملیات کارخانه از طریق یک سیستم تشخیص نشتی مناسب بررسی شود. بهترین روش این است که یک نفر را به عنوان مسئول به علاوه مسئولیت اضافه جهت بررسی های مکرر تغییرات تعیین کنید. یک سیستم تشخیص نشتی با زمان پاسخ کوتاه برای جلوگیری از تشکیل کاربامات در پشت لاینرها مهم است. صبر کردن تا زمانی که بخارات و کف از لوله های تشخیص نشتی مشاهده شود، یک سیستم تشخیص نشتی مناسب نیست. اطمینان حاصل کنید که همه سوراخ‌های تشخیص نشتی فعال هستند، توجه داشته باشید که مخازن فولاد کربنی چند لایه دارای سوراخ‌های تهویه هستند که نباید با سیستم تشخیص نشتی اشتباه گرفته شود. در مورد استفاده از بخار در سیستم های نشت یابی دیدگاه های متفاوتی در صنعت وجود دارد. توجه داشته باشید که استفاده از بخار در سیستم تشخیص نشتی می تواند منجر به خطرات غیرقابل قبولی مانند ترک خوردگی تنشی فشاری دیواره داخلی فولاد کربنی از داخل شود در ناحیه ای که بازرسی آن غیرممکن است. هنگامی که یک سیستم تشخیص نشتی مسدود شود، بازیابی ارتباطات این سیستم دشوار خواهد بود و به شدت به محل انسداد بستگی دارد. در صورت نشت لاینر خطر انسداد دائمی وجود دارد. سیستم نشت یابی تحت خلأ تنها سیستم نشت یابی است که نشت یابی قابل اعتماد را در تمام حالت های عملیاتی (توقف، راه اندازی و از سرویس خارج شدن) و در صورت انسداد پشت آستر تضمین می کند.

                          منبع:

                          [1] Leak Detection Systems in Urea Plants, Mechanical Paper April 2009, Mark Brouwer, Netherlands UreaKnowHow.cow

                          [2] A Blocked Leak Detection System, Jo Eikenboom, Mark Brouwer. UreaKnowHow.com

                           

                           

                          [1] Passivation

                          2-weep hole

                          [2] Heat Affected Zone

                          [3] پوسیدگی جوش، شکلی از خوردگی بین دانه‌ای که معمولاً از فولادهای زنگ نزن یا آلیاژهای خاصی از پایه نیکل است که در نتیجه حساس شدن در ناحیه تحت تأثیر حرارت در طول عملیات جوشکاری رخ می‌دهد. حمله خورنده به منطقه متاثر از گرما (HAZ) محدود می شود.

                          [4] حمله با چاقو (KLA) نوعی خوردگی بین دانه‌ای است که در یک فولاد ضد زنگ تثبیت شده یا یک آلیاژ رخ می دهد. این معمولاً در امتداد پست‌های جوش مجاور یا متصل رخ می‌دهد که در محدوده دمایی مناسب برای ایجاد حساسیت گرم می‌شوند. خوردگی به یک خط بسیار باریک، در نزدیکی خط همجوشی محدود می شود.

                          [5] Cooling towers

                          [6] Warm up

                          [7] Loose liner welds

                          [8] Fixed liner welds

                          [9] Biuret

                          [10] triuret