نقش تست غیرمخرب در بازرسی سلامت مخازن

صنعت نفت و گاز در گذشته با چالش‌های مهمی روبرو بوده است. با کاهش مصرف سوخت، مازاد قابل‌توجهی نفت خام در جهان به وجود آمده است. این وضعیت منحصربه‌فرد باعث شده است که انبارها به حداکثر ظرفیت رسیده و حتی از مخازن و تانکرهای نفت خام برای ذخیره‌سازی محصولات ناخواسته استفاده شود.

تأسیسات ذخیره‌سازی کنار گذاشته شده برای استفاده مجدد هدف قرارگرفته‌اند و اپراتورها در حال بررسی ساخت مخازن برای افزایش ظرفیت هستند. با افزایش نیازمندی‌های ذخیره‌سازی و تعویق‌های احتمالی بازرسی، نیاز به انجام بازرسی مخازن در حین خدمت برای ارزیابی سلامت این دارایی‌ها نیز افزایش یافته است.

شرکت‌های زیادی وضعیت را به شکل دقیق‌تری بررسی کرده‌اند تا متوجه شوند آیا کارایی فناوری می‌تواند به تقاضای بالقوه در ارزیابی سلامت تأسیسات ذخیره‌سازی قدیمی کمک کند یا خیر.

این مقاله به تشریح برخی از بهترین برنامه‌های بازرسی سلامت مخازن می‌پردازد که می‌تواند به افزایش اطمینان در بازگرداندن امکانات ذخیره‌سازی کمک کند.

ارزیابی مبتنی بر ریسک

تأسیسات ذخیره‌سازی مختلف بالای زمین هنگام بازرسی سلامت و کارایی، نیازها و الزامات خاص خود را دارند و همکاری با مهندسین مکانیک واجد شرایط برای ایجاد یک طرح کتبی و دقیق بازرسی بسیار مهم است. یک مهندس باتجربه قادر خواهد بود نوع محصول، شرایط تاریخی، اطلاعات ساخت‌وساز و سال‌های به‌کارگیری و خدمت را برای انجام ارزیابی مبتنی بر ریسک (RBA) risk-based assessment دارایی ارزیابی کند.

در طی این ارزیابی اولیه است که دانش و فناوری بازرسی نقش مهمی داشته و می‌تواند به تصمیم‌گیری بهتر کمک کند. بازرسی به مجموعه‌ای از تست‌های مشخص‌شده تقسیم می‌شود و هر جزء از این بازرسی را می‌توان با انتخاب صحیح فناوری بهبود بخشید.

تکنولوژی‌های توصیه‌شده جهت بازرسی سلامت مخازن

همان‌طور که بحث شد، هر بازرسی مخزنی منحصربه‌فرد است و اگرچه پروتکل‌های بازرسی زیر در صنعت شناخته شده است، مهم است که قبل از اجرای بازرسی اطلاعات گفته شده در بخش ارزیابی مبتنی بر ریسک در نظر گرفته شود.

از مهم‌ترین بازرسی‌های متنوعی که برای بررسی سلامت مخازن و اجزای آن‌ها استفاده می‌شود می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• بازرسی کف داخلی / حلقوی / صفحات مخازن
• بازرسی پوسته و سقف مخازن
• بازرسی بصری تمام اجزای حیاتی مخازن
• بازرسی و تشخیص کامل ترک جوش‌های داخلی و خارجی مخازن
• بازرسی بخش حلقوی مخازن
• بازرسی کف داخلی / حلقوی / صفحات مخازن

بازرسی کف داخلی / حلقوی / صفحات مخازن

یک مکانیسم رایج عیب و خرابی، نشت از طریق کف داخلی مخازن است که به پایه مخزن آسیب می‌رساند و منجر به ناپایداری و در بعضی مواقع شکست های فاجعه‌بار می‌شود.

رایج ترین فناوری مورد استفاده برای بازرسی صفحات کف مخزن از نظر خوردگی، روش نشت شار مغناطیسی magnetic flux leakage (MFL) است و دلیل آن هم حساسیت این روش به تغییرات حجمی است.

روش نشت شار مغناطیسی از آهنربای قوی برای القای میدان مغناطیسی در صفحه پایین استفاده می‌کند. هنگامی که با خوردگی با اندازه مشخص مواجه می‌شود، میدان مغناطیسی “نشت” می‌کند. هرچه نرخ حجمی بحرانی‌تر باشد، نشت بیشتر است.

نشتی با ترکیبی از چندین نوع سنسور تشخیص داده می‌شود. فناوری MFL به‌تنهایی قادر به تشخیص عیوب در قسمت بالا یا پایین صفحات نیست. به همین دلیل، آن را با تکنولوژی هایی ترکیب می‌کنند که امکان نقشه‌برداری از کف مخازن ذخیره‌سازی را فراهم می‌کند تا مشخص شود که خوردگی در سمت بالا وجود دارد یا نه.

تأسیسات بازرسی جدید، شناسایی بی‌نظیری را از جمله در مناطق بحرانی ارائه می‌دهند و می‌توانند صفحات و پوشش های ضخیم را به راحتی بررسی کند. این تأسیسات، نقشه‌برداری کامل از کف را با کارایی بی سابقه‌ای ارائه می‌دهند. همچنین زمان بازرسی کف مخازن را کاهش و گزارش‌های دقیقی ارائه می‌کنند. تأسیسات بازرسی جدید مهندسان را قادر می‌سازند تا استراتژی‌های تعمیر و نگهداری بهینه و به موقعی را تعیین کنند.

بیشتر بخوانید: کاربرد آکوستیک امیشن برای سنجش کیفیت مخازن تحت‌فشار دارای نشتی و خوردگی

بیشتر بخوانید: سایر کاربردهای نشتی شار مغناطیسی

بازرسی پوسته و سقف مخازن

متداول ترین روشی که برای تعیین وضعیت پوسته مخازن یا سقف مخازن استفاده می‌شود، خزنده (crawler) تست اولتراسونیک UT با دسترسی از راه دور است. آن‌ها معمولاً برای انجام اندازه‌گیری ضخامت UT مقرون‌به‌صرفه بوده و بدون نیاز به داربست یا دسترسی طناب طراحی شده اند.

خزنده‌های UT می‌توانند به صورت خودکار یا دستی کار کنند. آن‌ها اسکن‌های خطی را روی سطح پوسته مخزن انجام می‌دهند یا مناطق خاصی از جمله سقف را اسکن می‌کنند تا بازرسی سلامت مخازن انجام شود. در اغلب موارد، پوسته مخزن به 8، 16 یا بیشتر بخش مساوی تقسیم می‌شود که توسط آیین‌نامه بازرسی مشخص‌شده است.

داده‌های UT اسکن B برای هر بخش از پایین به بالا ثبت می‌شود و شرایط را در طول هر دوره نشان می‌دهد.

سرعت خزنده UT و سرعت اکتساب داده ها نقش مهمی در کارایی بازرسی سطح دیواره مخزن دارد. این خزنده‌ها با باتری می‌توانند تا 180 میلی متر در ثانیه (7 اینچ در ثانیه) حرکت کرده و بازرسی را انجام دهند.

نقشه‌برداری خوردگی توسط تست آرایه التراسونیک فازی Phased array ultrasonic testing (PAUT) در سال‌های اخیر که بازرسی دقیق‌تری مورد نیاز است یا نیاز به بررسی بیشتر در مورد یک منطقه خاص بحرانی وجود دارد، رایج‌تر شده است.

بیشتر بخوانید: تست التراسونیک برد متوسط برای بازرسی تکیه‌گاه‌های لوله با قطر کم

پروب های آرایه فازی دارای ردپای الکترونیکی گسترده‌ای هستند و با وضوح 1 میلی متر (0.04 اینچ) در عرض پرتو، پوشش اسکن موردنیاز در زمان بسیار کمتری به دست می آید. توانایی جمع‌آوری داده‌های با وضوح بالا با افزایش سرعت اسکن، احتمال تشخیص و تصویربرداری را بهبود می‌بخشد و مشخصات دقیق عیوب را آشکار می‌سازد.

بیشتر بخوانید: ربات بازرس مخازن و خطوط لوله (C-MAP)

بازرسی بصری تمام اجزای حیاتی مخازن

در بازرسی مخازن توصیه می‌شود برای شناسایی مشکلات و انجام تعمیرات قبل از وقوع نشتی قابل توجه، بازرسی بصری همه اجزای حیاتی را انجام دهید.

حفظ این اجزای حیاتی کلیدی است. بنابراین، بازرسی بصری از راه دور remote visual inspection (RVI) با خزنده‌های رباتیک داده‌ها را در زمان واقعی بدون نیاز به داربست گران قیمت یا دسترسی به طناب ارائه می‌کند.

یک کیت بازرسی کامل و دقیق مجهز به قابلیت اسکن خودکار است که بازرسی کامل مخزن 360 درجه از جمله ارزیابی آسترها، جوش ها، بست ها و عیوب را ارائه می‌دهد.

بازرسی و تشخیص کامل ترک جوش‌های داخلی و خارجی مخازن

روش اندازه‌گیری میدان جریان متناوب (ACFM) alternating current field measurement به طور خاص برای تشخیص و اندازه عیوب شکستگی در جوش طراحی و توسعه داده شده اند. این روش می‌تواند از طریق چندین میلی متر پوشش غیر رسانا کار کند.

ACFM یک تکنیک بازرسی الکترومغناطیسی است که یک جریان متناوب را به سطح یک قطعه وارد می‌کند تا ترک‌های شکننده سطح را شناسایی کند. وجود یک ترک میدان الکترومغناطیسی را مختل می‌کند و سیگنال برگشتی بلافاصله با تکنیک های پیشرفته ریاضی تبدیل می‌شوند و اپراتورها را از وجود عیب و نقص آگاه می‌سازند.

روش های API و ACFM برای بازرسی جوش مخازن ذخیره‌سازی می‌تواند به جای روش بازرسی ذرات مغناطیسی magnetic particle inspection (MPI) استفاده شود چون سبب حذف پروسه آماده‌سازی پرهزینه سطوح و مواد شیمیایی مورد استفاده می‌شود.

بیشتر بخوانید: پایش وضعیت سازه‌های زیردریا

بازرسی بخش حلقوی مخازن

آلتراسونیک UT و پالس ادی کارنت pulsed eddy current (PEC) می‌توانند خوردگی بخش‌های حلقوی مخازن ذخیره خارجی را به طور قابل اعتمادی تشخیص دهند. به طور خاص، انجام این کار با کاوشگر کف مخزن پالس ادی کارنت در زمانی که مخازن در حال خدمت و به‌کارگیری هستند امکان‌پذیر است.

سنسورهای PEC برای تحمل بالاآمدگی بین سطح تحت آزمایش مانند هوا، خاک، آب، بتن، آسفالت و محصولات خوردگی طراحی شده‌اند.

پروب هایی که به طور خاص برای این نوع بازرسی طراحی شده اند نیز وجود دارند. یکی از این کاوشگرها دارای یک تیغه نازک 4.8 میلی‌متری (0.2 اینچ) تیتانیوم است که می‌تواند تا 400 میلی متر (16 اینچ) زیر حلقه‌های مخازن ذخیره‌سازی بالای زمین بلغزد و به آن امکان می‌دهد ضخامت دیواره باقی مانده این جزء حیاتی را که در معرض خوردگی قرار دارد ارزیابی کند. سنسور کاوشگر می‌تواند تا 13 میلی متر (0.5 اینچ) بالاآمدگی را تحمل کند و ویژگی‌های نرم افزار اندازه‌گیری ضخامت را بهینه سازد که در نتیجه بهترین عملکرد و تکرارپذیری را تضمین می‌کند.

بازرسی تجهیزات لوله ای مرتبط با مخازن

لوله های مرتبط با تأسیسات ذخیره‌سازی مخازن اغلب از نظر خوردگی و حفره بازرسی می‌شوند. محدوده قطر معمولی از 100 تا 400 میلی متر (4 تا 16 اینچ) است اندازه‌گیری ضخامت برای ارزیابی ضخامت دیواره باقی مانده و محاسبه نرخ خوردگی از طریق بازرسی دوره‌ای مشخص می‌شود.

یک ابزار بازرسی MFL خاص به نام Pipescan وجود دارد که به طور ویژه برای بازرسی سریع طول لوله ها و شناسایی مناطق خوردگی و حفره‌ای که می‌تواند بعداً با بازرسی بصری یا UT اندازه‌گیری شود، توسعه یافته است.

این ابزار بالاترین وضوح ابزار اسکن MFL در بازار را داراست و با صفحه نمایش لمسی و پالت رنگی، توانایی بی‌نظیری برای احتمال تشخیص و شناسایی عیوب دارد. تحت شرایط صحیح، Pipescan می‌تواند حفره‌های خوردگی را با ابعاد کمتر از 1×2 میلی متر (0.04×0.08 اینچ) به طور قابل اعتمادی تشخیص دهد و با بهره وری بالا می‌تواند در چهار ساعت بازرسی به 250 متر (820 فوت) برسد.

روش نشت شار مغناطیسی یک فناوری بازرسی نیمه کمی است و اگرچه می‌تواند شدت نقص را با فرآیند کالیبراسیون صحیح فرض کرد، اغلب اپراتورها بازرسی این فناوری را با نقشه‌برداری آرایه‌ای خوردگی فازی (phased array corrosion mapping) تکمیل می‌کنند. سیستم های نقشه‌برداری خوردگی خودکار مکمل کاملی برای روش MFL هستند و می‌توانند اطلاعات کاملا کمی و مجموعه داده های قابل ثبت را ارائه دهند.

نتیجه‌گیری
اجرای راه حل‌های پیشرفته تست غیر مخرب NDT برای بازرسی مخازن و مهمتر از آن، بهره‌گیری کامل و جامع از مخازن در میان کمبود ذخیره سوخت، بسیار مهم است. شرکت‌های بازرسی طیف گسترده‌ای از راه حل‌های اثبات‌شده را برای بهینه‌سازی این فرآیند ارائه می‌دهند، برای اطلاعات بیشتر نیز می‌توانید با کارشناسان شرکت ما نیز تماس بگیرید.