نوشته‌ها

مطالعه موردی از بازرسی پیوسته به روش نشتی شار مغناطیسی

مطالعه موردی از بازرسی پیوسته به روش نشتی شار مغناطیسی

(شرکت اینترون پلاس INTRON PLUS)

 

دستگاه نشت شار مغناطیسی شرکت اینترو پلاس INTRON PLUS

intron

نتایج حاصل از بررسی دستگاه ساخته‌شده توسط شرکت اینترون پلاس INTRON PLUS به روش ارزیابی مغناطیسی کابل MRT (در سال ۲۰۱۰-۲۰۱۱) نشان داده است که ۲۵٪ از تمام کابل‌های بازرسی شده باید قبل از رسیدن به مقدار ton-mile (تن-مایلِ) تعیین شده توسط مقررات بازرسی خدمات کابل تعویض شوند. (توضیح آنکه یک  ton-mile معادل حمل یک تن محصول به میزان یک مایل است). این موضوع نشان دهنده اهمیت بازرسی کابل به روش MRT در سکوهای حفاری است. در این مطلب مطالعه موردی از بازرسی پیوسته به روش نشتی شار مغناطیسی شرکت اینترون پلاس مورد بررسی قرار گرفته است.

از سال ۲۰۱۴ سیستم پایش وضعیت پیوسته و خودکار کابل Intros-Auto برای بازرسی چندین دکل حفاری ۴ شرکت مختلف در روسیه نصب شد. این سیستم، کابل های فولادی از سازه های ۶ رشته ای و ۸ رشته ای با قطر ۲۸ میلی متر تا ۳۵ میلی متر را بررسی می‌کند.

بیشتر بخوانید : پیاده‌سازی سیستم پایش وضعیت پیوسته کابل

پایش وضعیت به طور پیوسته و به صورت دوره‌ای انجام می‌شود. کابل باید قبل از هر شیفت، یعنی دو بار در روز بررسی شود.

در حین بازرسی، قلاب از پایین ترین موقعیت به بالاترین موقعیت می‌رود تا حداکثر عبور طول کابل از هد مغناطیسی فشرده compact magnetic head (MH) را فراهم کند.

ذکر این نکته ضروری است که هنگام بازرسی، کابل باید بار یکسانی داشته باشد، زیرا بسته به این بار، نتایج حاصل شده می‌تواند متفاوت باشد.

بیشتر بخوانید: بازرسی کابل فولادی؛ آنچه نمی‌توانید مشاهده کنید

نتایج بازرسی به روش نشتی شار مغناطیسی

شکل ۴ نتایج بررسی LMA و LF کابل را پس از ۳۰ روز را نشان می دهد که به ۴۵۴۵ تن کیلومتر رسیده است که تقریباً ۵۰٪ (۳۰۰۰ تن کیلومتر) از معیارهای برش و لغزش فراتر رفته است: کابل عیب قابل توجهی ندارد. فقط چندین شکستگی در نتایج LF-trace کابل دیده می‌شود.

LMA and LF traces for the rope running 4545 t-km.

شکل ۴ – آثار LMA و LF برای طناب با طول ۴۵۴۵ تن کیلومتر

شکل ۵ آثار LMA و LF را هنگام ظاهر شدن نشانگر زرد در صفحه نمایشگر نشان می دهد. این اتقاق پس از ۳۶ روز عملیات رخ داده و شرایط به موقعیت ۵۴۰۰ تن کیلومتر دست یافته بود.

LMA and LF traces for the rope running 5400 t-km

شکل ۵ – آثار LMA و LF برای طناب با طول ۵۴۰۰ تن-کیلومتر

مناطقی با محل تجمع کابل های شکسته هم وجود دارد: در فاصله ۹۰ – ۱۵۰ متر و در فاصله ۲۰۰ – ۱۵۰ متر.

حداکثر شکستگی کابل در طول ۳۰ روز در منطقه دوم بیشتر از منطقه اول است و از آستانه هشدار که با نور زرد مشخص شده است فراتر رفته است.

شکستگی‌های کابل در گروه های دوره‌ای واقع‌شده است که ویژگی خرابی کابل را در قرقره‌های این بالابر منعکس می‌کند.

شکل ۶ آثار LMA و LF را هنگامی نشان می دهد که چراغ نمایشگر قرمز رنگ است. این مورد بعد از ۳۸ روز است یعنی زمانی که کابل شرایط ۵۹۰۰ تن کیلومتر داشت.

LMA and LF traces for the rope running 5900 t-km

شکل ۶ – آثار LMA و LF برای طناب با طول ۵۹۰۰ تن-کیلومتر

حداکثر شکستگی‌های کابل در بیش از ۳۰ روز در فاصله ۲۰۰ – ۱۵۰ متر از آستانه تعویض کابل فراتر می‌رود. لازم به ذکر است که این اتفاق تنها ۲ روز پس از نمایشِ نشانگر زرد رخ داده است. پس از شروع، تخریب کابل با سرعت بسیاری پیش می‌رود.

معیارهای تعویض کابل برای نشانگر قرمز مربوط به شکستگی ۱۰٪ کابل در یک طول لبه (مربوط به ۶ روز) است. در این مورد مطالعاتی، این حالت به معنی شکستن ۲۱ کابل است.

به منظور شمارش تعداد واقعی کابل های خراب، بیشتر قسمت‌های خراب‌شده کابل بریده‌شده و از هم جدا شد.

بیشتر بخوانید:

مراحل بازرسی به روش آزمون نشتی شار مغناطیسی (MFL)

اطلس عیوب ایجادشده بر روی کابل‌ها سیم بکسل

شکل ۷ رشته ها جداگانه یک کابل را بعد از جدا کردن رشته ها نشان می دهد. حداکثر شکستگی کابل ها در طول باند ۲۷ است.

 Broken wires of one strand after its unstranding

شکل ۷ رشته ها جداگانه یک کابل را بعد از جدا کردن رشته ها

بنابراین نشانگر سیستم سالم است. لازم به ذکر است که شمارش دقیق کابل های خراب در محل تجمیع خرابی‌های کابل، کار نسبتا پیچیده‌ای است، بنابراین در این حالت فقط تخمین آماری می‌توان انجام داد.

جدا کردن اغلب رشته های خراب کابل پس از چرخه بعدی عملیات نیز تکرار شد و برآورد صحیح کابل بررسی‌شده توسط Intros-Auto  را تأیید کرد.

 

نتیجه‌گیری

مفهوم بازرسی پیوسته به روش نشتی شار مغناطیسی در سیستم نظارت بر کابل شرکت اینترو پلاس INTRON PLUS ایجاد و اجرا شد.

این سیستم تشخیص به موقع خرابی و عیوب کابل را فراهم می‌سازد و در نتیجه عملکرد مناسب کابل می‌تواند منجر به کاهش هزینه شود.

عملکرد مناسب سیستم نظارت پیوسته کابل در شرایط صنعتی، قابلیت اطمینان، سادگی در عملکرد و اعتبار نتایج بازرسی را نشان داده می دهد. این مفهوم به برنامه‌های مهم دیگری در خصوص بازرسی کابل نیز گسترش خواهد یافت.

 

بیشتر بخوانید:

سایر کاربردهای نشتی شار مغناطیسی

آزمایش نشتی شار مغناطیسی با تجهیزات ایجاد میدان مغناطیسی قوی و ضعیف

اهمیت بازرسی مغناطیسی کابل ها – کنفرانس لیفتکس

اهمیت بازرسی مغناطیسی کابل ها – کنفرانس لیفتکس

در مقاله‌ی پیش رو بخشی از نکات بیان شده توسط آقای بری موردو (Barrie Mordue) مدیر شرکت tensology، در کنفرانس لیفتکس Liftex Conference را می‌خوانید. او در این کنفرانس در خصوص اهمیت بازرسی مغناطیسی کابل ها و نقش پررنگ این روش در امنیت و مسائل مالی مربوط به بررسی و تعویض کابل ها سخن گفته است.

بازرسی چشمی کابل و جرثقیل

بازرسی سنتی کابل درواقع بازرسی چشمی کابل است که به عقیده بری موردو مدیر شرکت tensology شرایط داخلی کابل ها را به‌درستی مورد ارزیابی قرار نمی‌دهد. به‌خصوص برای کابل های چند کلافه (چند رشته ای) که پیچیدگی‌های بیشتری دارند، دسترسی و نظارت بر شرایط داخلی کابل ها اهمیت دوچندانی پیدا می‌کند. خوردگی داخلی رشته ها یا کلاف ها باعث فشار بیشتر بر طناب می‌شود. این خوردگی به‌طور مستقیم بر میزان تحمل بار و ظرفیت و توان نهایی کابل ها مؤثر است. همچنین خوردگی داخلی بر شرایط خارجی کابل ها هم مؤثر است؛ و با گذشت زمان سبب کاهش چشمگیر عمر طناب یا کابل های مورد استفاده می‌شود.

معایب بازرسی چشمی کابل و جرثقیل

بازرسی سنتی کابل های یک بازرسی موضعی است که فقط شرایط بیرونی رشته ها را مورد بررسی قرار می‌دهد. البته برخی روش های موجود در این بازرسی استفاده از گیره (clamp) را توصیه می‌کنند برخی هم خیر. پس‌ازاین که یک بخش مورد ارزیابی قرار گرفت نیاز است که به شکل و حالت قبلی برگردد. این امر به‌خودی‌خود می‌تواند باعث فشار نیروهای جدیدی بر طناب گردد.

این روش محدودیت های زیادی دارد. به‌عنوان مثال این روش تنها می‌تواند برای کابل هایی به کار رود که شرایط بازرسی را داشته باشند. برای برخی کابل ها مثل کابل های بسیار سنگین یا کابل های با پلاستیک پوشانده شده (plastic coated) یا  کابل های با پوشش PFV (plastic filled valley) نمی‌توان این روش را به کار برد.

پلاستیکی کردن کابل های فلزی مزایایی هم دارد. به‌عنوان مثال حالت بالشتکی ایجاد شده سبب کاهش فشار بر هسته کابل می‌گردد. کابل PFV دارای خاصیت ترموپلاستیکی (thermoplastic) در اطراف رشته هایش است که شیارهای کابل را می‌پوشانند. تحقیقات نشان داده که پلاستیک تماس کابل ها را کاهش می‌دهد، فضای پوششی بیشتری را فراهم می‌کند و مانع از خوردگی داخلی می‌شود. در نهایت هم قطر کابل افزایش نمی‌یابد.

اما بازرسی داخلی با استفاده از روش‌های سنتی بی‌فایده است. حتی اگر شما بتوانید به‌صورت چشمی کابل را بازرسی کنید نمی‌توانید تمام طول کابل را به‌دقت برسی کنید ( شاید تنها ۱۰ درصد) و حتی ممکن است به یک سمت از کابل دسترسی داشته باشید. ( بنابراین درنهایت تنها ۵ درصد بازرسی صورت می‌گیرد) .

اگر شما نقش حیاتی که کابل ها در فرآیندهای کاری دارند و همچنین هزینه های قابل‌ملاحظه ناشی از تعویض نا به هنگام کابل ها را در نظر بگیرید، این روش بسیار ناکارآمد است.

بازرسی مغناطیسی کابل جایگزینی مناسب برای بازرسی سنتی 

به‌منظور بازرسی داخلی یک طناب تجهیزات جدیدی توسعه یافته اند که به کاربران اجازه می‌دهند که شرایط دقیق کابل و همچنین رشته های داخل آن را بدون شکافتن فیزیکی کلاف ها یا رشته های بیرونی کابل موردبررسی قرار داد.در خصوص اهمیت بازرسی مغناطیسی کابل باید گفت که روش بازرسی مغناطیسی کابل یا magnetic rope testing (MRT) تکنولوژی خیلی جدیدی نیست. این تکنولوژی در بسیاری از صنایع از جمله معدن و صنایع دریایی به‌خوبی نهادینه شده است. این روش نشتی شار مغناطیسی (magnetic flux leakage) را در امتداد کابل اندازه گیری می‌کند. تغییرات حاصل در نشتی شار مغناطیسی کاملاً متناسب با ناحیه مغناطیسی است بنابراین در صورت وجود هرگونه عیب به‌خوبی قابل اندازه گیری است.

مزایای تجهیزات به کار رفته روش بازرسی مغناطیسی کابل

تجهیزات به‌کاررفته در روش بازرسی مغناطیسی کابل هم عیوب موضعی ( localized faults  یا LF ) همچون شکست کابل را تشخیص می‌دهند و هم هرگونه کاهش سطح مقطع ( loss in metallic area یا LMA ) را که براثر خوردگی داخلی ایجاد می‌شود. محل دقیق تمامی LMA ها و LF ها به‌خوبی توسط این تجهیزات ثبت می‌گردند. همچنین ثبت دقیق این عیوب با بررسی و مانیتورینگ دقیق و ذخیره‌سازی آن‌ها برای بازرسی های بعدی نیز مورد استفاده قرار می‌گیرند.

در روش بازرسی مغناطیسی، کابل هم می‌تواند در امتداد هد دستگاه MFL حرکت کند و بررسی صورت گیرد و هم خود هد دستگاه MFL می‌تواند در امتداد کابل حرکت کند و کابل را مورد بازرسی قرار دهد. یعنی بازرسی به دو روش قابل انجام است که بسته به شرایط موجود و کابل موردنظر می‌توان هر یک از آن دو را برگزید و به‌خوبی نواحی آسیب‌دیده را تشخیص داد.

 

بازرسی سلامت کابل جرثقیل با روش MRT

اگرچه اغلب روش MRT برای بررسی کابل های مورد استفاده موجود به کار می‌رود؛ اما می‌توان از این روش برای بازرسی سلامت یک کابل قبل از بهره گیری آن نیز استفاده کرد.

نتایج حاصل از بازرسی های صورت گرفته به‌وسیله این روش می‌تواند به‌عنوان داده های مرجع برای بازرسی های آینده ذخیره شوند. بررسی دوره ای داده های حاصل می‌تواند در تشخیص روند آسیب یک کابل یا جلوگیری از فرسودگی یک کابل مورد استفاده قرار گیرد. یعنی روند نمایش داده شده حاصل از بازرسی کابل ها در طول یک بازه زمانی به‌خوبی راهنمایی برای بررسی آن کابل است.

روش MRT برای بررسی کابل های سنگین و کابل های چند کلافه که بررسی آن‌ها سخت‌تر نیز به‌خوبی جواب می‌دهد. همان‌طور که در بالا اشاره شد بررسی کابل های چند کلافه یا چند رشته ای به‌مراتب سخت است و روش های سنتی در بازرسی این کابل ها ضعیف عمل می‌کنند. همچنین برای بررسی کابل های پلاستیکی هم این روش بسیار کارآمد است.

 

اهمیت بازرسی مغناطیسی کابل از دید استانداردهای بازرسی کابل

انجمن بین‌المللی پیمانکاران دریایی (international marine contractors association) یا IMCA تأکید دارد که کابل ها باید حتماً توسط روش بازرسی مغناطیسی کابل مورد بازرسی قرار گیرند. در تمامی قراردادهای پیمانکاری دریایی هم باید این روش مورد استفاده قرار گیرد.

امروزه بازرسی مغناطیسی کابل یا طناب بخش اساسی هر بازرسی کابل است. اما باید در نظر داشت که این روش باید در کنار نکات ذکرشده در استاندارها و قوانین مختلف به کار رود. استانداردها و راهنماهای گوناگونی برای بازرسی و ارزیابی کابل ها ایجادشده‌اند. به‌عنوان مثال به‌عنوان مثال استاندارد ایزو ۴۳۰۹ (ISO 4309 ) که مربوط به مراقبت و نگهداری، بازرسی و  تعویض کابل ها است. نکات بیان شده در این استانداردها باید اساس تمامی بازرسی های کابل باشد. استاندارد بین‌المللی ایزو ۴۳۰۹ (ISO 4309 ) شامل اصول عمومی در خصوص بازرسی، مراقبت، نگهداری و تعویض کابل هاست که اصول روش MRT را نیز دربرمی گیرد.

 

 

کابل های خود را به روش مغناطیسی بازرسی کنید !

کابل های خود را به روش مغناطیسی بازرسی کنید !

روش بازرسی مغناطیسی کابل Magnetic Rope Testing (MRT) یکی از داغ ترین موضوعات مورد بحث در صنایعی است که در آن ها از کابل ها و طناب ها به شیوه های گوناگون بهره می گیرند. از دلایل اصلی توجه به این موضوع هم می توان به بروز شدن استاندارها و اسناد راهنما و همچنین افزایش حوادث ناشی از عدم بررسی دقیق کابل ها اشاره کرد.

دلایل قانع کننده زیادی برای استفاده از روش MRT جهت بازرسی کابل ها وجود دارد که در مجموع این روش را در مقابل هزینه های انجام آن به صرفه می سازد.

چرا بازرسی مغناطیسی کابل ؟

بسیاری از کابل ها و طناب ها در صورت به کار بردن عادی و حتی استفاده های روزمره از داخل فرسوده یا شکسته می شوند. این شکستگی داخلی نشانه های خارجی قابل رویتی ندارند. به عنوان مثال اگر کابل های چند رشته ای یا چند کلافی که در بسیاری از صنایع مورد استفاده قرار می گیرند را در نظر بگیرید؛ ساختار آن ها و پیچش موجود، فشارهای داخلی زیادی را نیز به همراه دارد. حتی در کابل های تک رشته ای هم تماس داخلی بین کلاف ها و تماس کلاف با هسته  مرکزی کابل از عوامل اصلی بوجود آوردنده عیوب داخلی می باشند. جالب است بدانیم کابل های پلاستیکی هم نیازمند بازرسی های دوره ای از طریق روش های متناسب با استانداردهای جدید هستند.

طناب ها و کابل ها مانند هر وسیله مصرفی دیگری دارای طول عمر هستند؛ بنابراین باید آن ها را به طور دوره ای مورد بررسی قرار داد تا قبل از رسیدن به مرز نا ایمن بودن از چرخه مصرف حذف شده یا ترمیم شوند. مسئولیت بررسی کابل ها و همچنین تعیین زمان پایان به کار گیری یک کابل و تعویض آن مسئولیت اصلی بازرس کابل (rope examainer) است.

استانداردهای بازرسی مغناطیسی کابل

تعدادی راهنما و استاندار جهت کمک به بازرس کابل برای تعیین این زمان و بررسی دقیق تر کابل وجود دارد. به عنوان مثال استاندارد ایزو ۴۳۰۹ (ISO 4309 ) که مربوط به مراقبت و نگهداری، بازرسی و تعویض کابل ها است. این استاندارد جهت کمک به تصمیم گیری دقیق و ایمنِ بازرسان کابل ایجاد شد. به وسیله این استاندارد آن ها می توانند بفهمند که کابل مورد استفاده در چه وضعیتی قرار دارد و چه زمانی نیاز به تعویض آن می باشد.

 

ایزو ۴۳۰۹

ایزو ۴۳۰۹ (ISO 4309 ) در سال ۲۰۱۷ مورد بازبینی قرار گرفت تا اصول MRT نیز در آن تکمیل تر گردد. علاوه بر معرفی روش MRT در این ایزو، در اکتبر سال ۲۰۱۸ ، انجمن بین المللی پیمانکاران دریایی (international marine contractors association) یا IMCA جدیدترین راهنمای خود را جهت تست مغناطیسی کابل ها منتشر کردند. این سند راهنما با نام راهنمای بازرسی طناب فولادی به روش ارزیابی مغناطیسی (MRT) شناخته می شود. نام کامل و همچنین لینک اصلی وبسایت در لینک زیر آمده است:


IMCA M ۱۹۷ , IMCA HSSE ۰۲۳ , IMCA LR ۰۰۴ – Guidance on examination of steel wire rope through magnetic rope testing (MRT)

 

تمرکز اصلی این سند بر بالابرهای دریایی است. همچنین این سند راهنما، شامل اصول به کارگیری روش MRT جهت خارج کردن انواع کابل ها از چرخه مصرف و همچنین شناخت انواع کابل ها و میزان صلاحیت شان و همچنین مجموعه آموزش هایی جهت به کمک به اپراتورهای به کارگیرنده روش MRT است.

در حالیکه در اتحادیه اروپا بازرسی های دوره ای کابل ها و طناب ها بر مبنا مقررات عملیات بالابر و تجهیزات بالابر در سال ۱۹۹۸ (LOLER) یک الزام قانونی است، ایزو ۴۳۰۹ و سند راهنما IMCA جز الزامات نیست. LOLER یا  Lifting Operations and Lifting Equipment Regulations مجموعه قوانینی برای مطابقت با عملیات بالابر و استفاده از جرثغیل و مواردی از این دست است. در این خصوص ذکر این نکته ضروری است که اگر چه ممکن است این استاندار در بسیاری از مواقع جهت ارزیابی و تصمیم گیری در خصوص کنار گذاشتن کابل کافی باشد. اما عواقب بعدی ناشی از عدم بررسی دقیق و کامل کابل ممکن است بعداً گریبان گیر بازرس کابل گردد.

هزینه روش MRT

امروزه آگاهی از تغییرات به وجود آمده در بازرسی کابل ها و استانداردهای مربوط به آن سبب شده که روش بازرسی مغناطیسی کابل به عنوان تنها روش موثر و دقیق بازرسی کابل شناخته شود. اگرچه همانطور که بیان شد هنوز در بسیاری از کشورها این روش به کار گرفته نمی شود یا الزامات قانونی جهت به کارگیری آن وجود ندارد و ملاک ها و معیارهای دیگری برای بازرسی کابل مورد استفاده است. همچنین بازرسان کابل نیز خیلی در استانداردها و روش های نوین ارزیابی کابل متبحر نیستند و با آخرین تغییرات این استانداردهای جدید و روش های ارزیابی آگاه نیستند. بنابراین امروزه در پیشرفته ترین کشورهای دنیا فراگیری این روش ها و جدیدترین تغییرات بوجود آمده امری ضروری است.

کارشناسان صنایع باید با روش بازرسی مغناطیسی کابل و استانداردهای آن آشنا باشند و بدانند که آیا کابل های مورد بررسی نیاز به بکارگیری روش MRT دارند یا خیر؛ و بعد از تعیین نیازمندی، بازرسان کابل را از اهمیت بکارگیری این روش آگاه سازند. اما نکته قابل توجه اینجاست که گرچه اهمیت این روش برای کارشناسان مشخص است، هزینه یکی از عواملی است که اغلب سبب عدم استفاده از این روش می شود. همانطور که در مقاله مقایسه روش های سنتی بازرسی کابل با روش ارزیابی مغناطیسی کابل بیان شد، هزینه این روش در نهایت با صرفه جویی های حاصل پایین تر از سایر روش های سنتی است.

اگر بدانیم که هزینه های ناشی از عدم تعویض یا شکست کابل ها گاهی بسیار زیاد هستند آن زمان به اهمیت روش MRT و کمتر بودن هزینه آن بهتر و بیشتر پی خواهیم برد. هزینه واقعی باید در مقابل ریسک ناشی از شکست یا عدم تعویض کابل ها اندازه گیری و مشخص گردد.