ارزیابی سلامت کابل  سیم بکسل های مهار برج آتش (Flare) با تکنیک غیر مخرب نشت شار مغناطیسی MFL

برج‌های آتش (Flares) در صنایع گاز و نفت به‌عنوان یکی از تجهیزات جلوگیری از ورود آلاینده‌های خطرناک هیدروکربنی در اتمسفر به شمار می‌روند. برج آتش یک وسیله احتراق گاز است که در صنایعی چون پتروشیمی‌ها، صنایع شیمیایی، پالایشگاه‌های گاز طبیعی همچنین در سایت‌های تولیدات گازی و نفتی دارای چاه‌های نفت، گاز، دکل‌های نفتی و گازی و دفن زباله‌های دریایی کاربرد دارد.

در کارخانجات صنعتی، برج‌های آتش برای سوزاندن گازهای آزادشده توسط شیرهای فشارشکن مورد استفاده دارد. در حین استارت و خاموش برخی کارخانجات و پالایشگاه‌ها، برج آتش برای احتراق‌های گاز برنامه‌ریزی‌شده در طول دوره کوتاه مورد استفاده قرار می‌گیرد.

این برج‌ها به‌طور عمومی مطابق شکل نشان داده‌شده به چند قسمت تقسیم می‌شوند:

• خود پشتیبان
• مهارشده توسط دکل یا دیرک
• مهارشده توسط کابل سیم بکسل

.

ارزیابی سلامت

سلامت برج‌های آتش توسط روش‌های مختلفی قابل ارزیابی است که به شرح زیر می‌باشند:

بازرسی چشمی

استفاده از روش غیر مخرب MFL

تمیزکاری و روان کاری سیم بکسل ها

تأییدیه سلامت برج‌ها

ارزیابی میران کشش کابل‌های سیم بکسل

.

سیم بکسل ها

سیم بکسل های به‌عنوان طناب‌های کششی جهت برقراری پایداری و تعادل در سازه‌ها طراحی و مورد استفاده دارند. در شکل تعاریف اولیه برای بخش‌های مختلف سیم بکسل آورده شده است.

وایر یا مفتول

استرند (کلاف) یا مجموعه‌ای از مفتول‌ها

هسته: مجموعه‌ای از مفتول‌های قرارگرفته در مرکز طناب

طناب: مجموعه کلاف‌های احاطه‌کننده هسته

پیکربندی‌های مختلفی برای سیم بکسل ها مدنظر است. این سیم بکسل ها برای کاربردهای مختلفی طراحی و استفاده می‌شوند.

.

چرایی بازرسی کابل سیم بکسل ها

کابل‌های سیم بکسل به دلایل زیادی خراب شده و استحکام خود را در طول عمر مفیدشان از دست می‌دهند. در طول عملکردشان در طول دوره‌های زمانی بلند، خرابی‌های مختلفی مثل خوردگی و شکستگی مفتول‌ها به خاطر دما، بارگذاری‌های مختلف، عوامل محیطی و باد در آن‌ها به وقوع می‌پیوندد. این کابل‌ها مثل زنجیر می‌باشند اگر یک عضو دچار شکستگی یا آسیب شود کل زنجیره دچار گسیختگی می‌گردد. به همین صورت اگر مفتول‌های طناب دچار شکست شوند در این صورت باعث افزایش تمرکز تنش به دلیل بارگذاری‌های مختلف شده و استحکام آن پایین می‌آید و درنتیجه سیم بکسل دچار گسیختگی می‌گردد. در شکل زیر شکل‌های مختلف خرابی آورده شده است.

.

چه موقعی این طناب‌های کارایی خود را از دست می‌دهند باید دور انداخته شوند؟

در شروع راه‌اندازی سیم بکسل ها بعد از نصب، سیم و رشته‌های در حین به‌کارگیری در جای خود قرار می‌گیرند و قدرت شکستن طناب افزایش می‌یابد. پس از رسیدن به حداکثر خود سرعت آن کاهش می‌یابد. بازرسی دوره‌ای و روان کاری برای حفظ قابلیت اطمینان سیم‌های برج آتش و یکپارچگی آن‌ها الزامی است. برای عملکرد امن، سیم بکسل ها باید به‌صورت دوره‌ای مورد بازرسی قرار بگیرند و طی یک دوره‌ای باید دور انداخته شوند. دور انداختن سیم بکسل ها قبل از موعد مقرر پرهزینه است. داده‌های بازرسی این امکان را به وجود می‌آورد که تصمیم منطقی در مورد دور انداختن یا بکار گرفتن سیم بکسل ها گرفته شود.

.

بازرسی چشمی

 بازرسی چشمی به‌صورت دوره‌ای برای شناسایی ناپیوستگی‌های سطحی می‌تواند قرار بگیرد؛ اما این بازرسی‌ها قابل‌اطمینان نمی‌باشند. برای رسیدن به یک بازرسی کامل، قابل‌اطمینان، کمی و تحلیلی روش غیر مخرب نشتی شار مغناطیسی MFL می‌تواند کارساز باشد.

.

روش بازرسی نشتی شار مغناطیسی MFL

برطبق سیستم‌های در حال عملکرد، روش غیر مخرب می‌تواند در جهت ارزیابی شرایط سیم بکسل ها بکار گرفته شود که می‌تواند امنیت، اطمینان و عمر سرویس‌دهی سیسم بکسل ها را نشان دهد. برای شناسایی مفتول‌های شکسته شده سطحی و زیرسطحی، خوردگی‌ها و آسیب‌های مکانیکی، ساییدگی‌ها روش نشتی شار مغناطیسی می‌تواند کارساز باشد.

بخشی از کابل قرارگرفته در کلگی مغناطیسی ازنظر مغناطیسی توسط آهنرباهای قوی در جهت طولی یا محوری اشباع می‌شود. میدان مغناطیسی بالای سطح سیم بکسل تا زمانی که ناپیوستگی در کابل وجود نداشته باشد یکنواخت باقی می‌ماند. سنسورهای هال و کویل های مغناطیسی در اطراف کابل مقادیر ثابتی را ثبت می‌کنند. زمانی که سطح مقطع کابل تغییر کند میدان مغناطیسی دچار امواج می‌شود و نشتی شار مغناطیسی به‌صورت موضعی یا محلی افزایش می‌یابد. این ناپیوستگی‌ها توسط سنسورهای مغناطیسی ثبت می‌شوند. سیگنال‌های دریافت شده از سنسورها به یک سیستم مرکزی فرستاده شده و ذخیره می‌شوند و برای پردازش‌های بعدی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

.

سیگنال سنسورها

دو نوع سیگنال سنسور برای بازرسی نشتی مورد استفاده قرار می‌گیرد که به شرح زیر است:

عیب محلی LF: برای شناسایی مفتول‌های شکسته شده (داخلی یا خارجی) سیگنال‌های کیفی را ارائه می‌کند.

عیب کاهش سطح مقطع LMA: برای محاسبه سطح مقطع، سیگنال‌های کمی را ارائه می‌کند.

عیب محلی یا Local Flaw (LF) – یک ناپیوستگی در کابل سیم بکسل مانند مفتول‌های شکسته یا آسیب‌دیده، خوردگی مفتول‌ها یا پیتینگ، شیارهای سایشی، ایجادشده بر روی مفتول‌ها و هر شرایط فیزیکی دیگری که باعث کاهش سلامت کابل به‌صورت موضعی شود.

کاهش سطح مقطع Loss of Metallic Cross-Sectional Area (LMA)- اندازه‌گیری نسبی مقدار جرم یا ماده ازدست‌رفته در یک‌بخشی از طول کابل با مقایسه یک نقطه نسبت به نقطه مرجع که بیانگر ماکزیمم مقدار کاهش سطح مقطع است.

داده‌های به‌دست‌آمده از یک کابل با قطر 32mm و پیکربندی 6×36 در زیر آورده شده است. سیگنال‌های LF نشانگر مفتول‌های شکسته و LMA بیانگر مفتول‌های از دست داده‌شده می‌باشند.

منبع: 

https://www.linkedin.com/pulse/integrity-assessment-guy-wire-rope-supported-flare-stack-dharman/

بیشتر بخوانید:

روش نشتی شار مغناطیسی – بخش دوم