نوشته‌ها

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

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 ۳۲mm و پیکربندی ۶×۳۶ 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

روش نشتی شار مغناطیسی – بخش دوم

نشتی شار مغناطیسی Magnetic Flux Leakage

نشتی شار مغناطیسی یکی از روش‌های آزمون‌های غیر مخرب است که برای شناسایی خوردگی ، ترک‌هایی محیطی و کاهش ضخامت دیواره سطح لوله‌ها و تیوپ‌های فولاد کربنی، نیکیل، فولاد ضدزنگ بکار می‌رود. این روش به‌طورمعمول برای بازرسی کول‌های هوا و تیوب‌های بویلرهای حرارتی بکار برده می‌شود. این روش ازنظر قابلیت سایزبندی عیب دارای محدودیت‌هایی است دامنه سیگنال نشتی شار مغناطیسی از تغییرات سرعت حرکت سنسور مغناطیسی تأثیر می‌پذیرد و سیگنال دارای مؤلفه فاز نیست؛ بنابراین این محدودیت در جهت شناسایی روش نشتی مغناطیسی بیشتر عمل می‌کنند تا پیدا کردن اندازه عیب. بازرسی تقریباً در این روش سریع است و سرعت حرکت سنسور تا بر ۱m/s هم می‌رسد. همچنین این روش برای شناسایی و افزایش حساسیت نیازمند این است که سنسور در مرکز تیوب یا لوله‌ها قرار بگیرد. اصل حاکم بر این روش بر اساس مغناطیس کردن استوار است. دو آهنربا در هسته لوله فولادی به‌طوری باید قرار بگیرند که باعث مغناطیس شدن دیواره و به اشباع رسیدن میدان در داخل دیواره گردند. برای این منظور از سه کویل استفاده می‌شود که هرکدام به عیب خاصی حساس می‌باشند.

.

شناسایی کاهش ضخامت دیواره تیوب‌ها

برای شناسایی کاهش ضخامت دیواره تیوب‌ها، از یک کویلی استفاده می‌شود که در مود مطلق قرار دارد. این کویل به دور یک هسته از جنس فولاد پیچیده می‌شود که دارای دو آهنربا است. این کویل توان میدان مغناطیسی ایجاد شده توسط آهنرباها را اندازه می‌گیرد؛ بنابراین جاهایی که کاهش ضخامت یا خوردگی ایجاد می‌گردد حتی اگر تغییرات شار میدان مغناطیسی هم اتفاق نیفتد قدرت یا توان میدان کاهش می‌یابد و این تغییرات قابل‌شناسایی است.

.

شناسایی پیتینگ

برای شناسایی پیتینگ، از یک کویل راهبر استفاده می‌شود. این کویل بر روی کویل مطلق پیچیده می‌شود و بین دو آهنربا قرار می‌گیرد. زمانی که میدان مغناطیسی از بخش پیتینگ عبور می‌کند یک مقداری میدان دچار اعوجاج می‌شود و این اعوجاج باعث نشتی میدان از خارج جداره تیوب یا لوله می‌گردد. کویل راهبر این میدان را شناسایی و این کویل قابلیت شناسایی این را ندارد که آیا عیب در داخل جداره است یا بیرون جداره. برای پیدا کردن محل پیتینگ، نیازمند یک کویل سومی هست به نام کویل دنباله که قابلیت شناسایی عیوب داخلی و خارجی را نسبت به هم دارد.

منبع:

https://www.zener-group.com/knowledge-base/magnetic-flux-leakage-mfl/

بیشتر بخوانید: عملکرد نشتی شار مغناطیسی در عیب‌یابی خوردگی کف مخازن

عملکرد نشتی شار مغناطیسی در عیب یابی خوردگی کف مخازن

عملکرد نشتی شار مغناطیسی در عیب‌یابی خوردگی کف مخازن

Magnetic Flux Leakage for Corrosion Mapping of Storage Tank Floor

در این متن عملکرد نشتی شار مغناطیسی در عیب یابی خوردگی کف مخازن مورد بررسی قرار می گیرد.

ساختار اولیه بازرسی به روش MFL در شکل ۱ نشان داده شده است. این شکل نشان‌دهنده یک اسکنر MFL است که توسط شرکت silverwing طراحی و ساخته شده است. این وسیله از یک یوک مغناطیسی و مجموعه‌ای از سنسورهای مغناطیسی که در یک راستا چیده شده‌اند تشکیل‌شده است؛ تا در هر بار اسکن بتواند سطح مشخصی را تحت پوشش قرار داده و بازرسی کند. تمامی این ملزومات در بخش پایینی اسکنر تعبیه می‌شود. این مجموعه بر روی سطح فولادی قرار گرفته و توسط یک سیستم محرک در جهات مختلف حرکت می‌کند. معمولاً جهت یوک و سنسورها نسبت به جهت حرکت درجه اختلاف دارد.

.

نحوه ثبت داده

سطح مقطع این اسکنر در شکل ۲ نشان داده شده است. سیگنال نشتی مغناطیسی در اثر حرکت یوک و سنسور بر روی سطح صفحه فولادی و جمع‌آوری داده‌های حاصل از سنسورها حاصل می‌شود.

نحوه ثبت داده در یک سنسور به شرح زیر است:

میدان مغناطیسی توسط یوک مغناطیسی و قطب‌های آهنربا بر روی صفحه فولادی القا می‌شود.

القای مغناطیسی در حدی است که باعث اشباع میدان در راستای ضخامت صفحه می‌گردد.

در صورت عدم وجود عیب در صفحه فلزی فولادی میدان کاملاً یکنواخت در راستای ضخامت پخش می‌گردد؛ ولی درصورتی‌که عیبی در راستای ضخامت وجود داشته باشد یا خوردگی در راستای ضخامت اتفاق افتاده باشد در این صورت به دلیل مقاومت مغناطیسی ایجادشده جریان شار میدان مغناطیسی باعث می‌شود؛ که مقداری از میدان به بیرون از صفحه راه یابد که به این پدیده نشتی شار میدان مغناطیسی گفته می‌شود؛ که این مسیر طبیعی جریان میدان مغناطیسی را تشکیل می‌دهد و از بالا و پایین صفحه منتشر می‌شود. معمولاً در مورد کف مخازن به یک سطح از مخزن دسترسی وجود دارد و سطح پایینی کف مخزن غیرقابل دسترسی است. با روش MFL بدون دسترسی به سطح پایینی صفحه می‌توان مقدار خوردگی آن را مورد تجزیه‌وتحلیل قرار داد.

.

ترکیب روش MFL با تکنولوژی‌های دیگر

ازآنجایی‌که برخی خوردگی‌ها در سطح پایینی صفحه یا کف مخزن اتفاق می‌افتد و برخی از آن‌ها در سطح بالایی صفحه ممکن است ظاهر شوند لذا ازنظر شناسایی توسط روش MFL یک سیگنال را دریافت می‌کنند و تفاوتی ازنظر اثربخشی بر روی سنسورهای مغناطیسی داده بردار ندارند. لذا برخی وقت‌ها روش MFL برای عملکرد نشتی شار مغناطیسی در عیب یابی خوردگی کف مخازن با تکنولوژی‌های دیگری ترکیب می‌شود تا بتواند عیوب پایین صفحه را از عیوب بالایی متمایز و تفکیک کند. این تکنولوژی به نام استارز STARS یا Surface topology air reluctance System معروف است. این تکنولوژی که از روش‌های تست غیر مخرب جدید است در جهت شناسایی تغییرات شار مغناطیسی ایجادشده در سطح صفحه فولادی عمل می‌کند. بطوریکه عیوب سطح بالایی صفحه باعث تغییر جریان شار مغناطیسی شده و این تغییرات توسط استارز قابل‌شناسایی است.

روش استارز از مجموعه‌ای از سنسورها مکمل دیگری بین صفحه و قطب مغناطیسی یوک استفاده می‌کند. وقتی‌که فاصله بین یوک مغناطیسی و سطح بالایی صفحه افزایش می‌یابد. دانسیته شار مغناطیسی کاهش می‌یابد؛ بنابراین هر تغییراتی در سطح بالایی صفحه فولادی (در اثر وجود عیب) باعث تغییر دانسیته شار در فاصله هوایی شده و این تغییرات توسط سنسورهای خاص این کار اندازه‌گیری و ثبت می‌گردد.

منبع:

https://eddyfi.com/en/technology/magnetic-flux-leakage-mfl-tank-inspection

عیب یابی گرده‌ها و لوله‌های فولادی به روش نشتی شار مغناطیسی با جریان متناوب

عیب یابی گرده‌ها و لوله‌های فولادی به روش نشتی شار مغناطیسی با جریان متناوب

در روش نشتی شار مغناطیسی، خطوط میدان در داخل قطعه مغناطیس پذیر نفوذ کرده و بر اساس قرار گیری خطوط میدان نسبت به هم می تواند عیوب موجود در دیواره لوله ها و یا قطعات میلگرد فولادی را شناسایی کند. در برخی از این روش ها منبع ایجاد میدان مغناطیسی از طریق سیم پیچ ها و با بهره گیری از جریان متناوب ایجاد می گردد. جریان مغناطیسی بر روی سیم پیچ هایی که بر روی یوک قرار گرفته اند ایجاد می گردد و این یوک ها به فاصله خیلی کمی از قطعه مورد تست قرار می گیرند که باعث عبور خطوط میدان مغناطیسی از داخل قطعه می شود. در وسط یوک مغناطیسی از سنسورهای حساس به میدان مغناطیسی استفاده می شود. این سنسورها در صورت وجود نشتی شار مغناطیسی آن را شناسایی و مورد ارزیابی قرار می دهند. معمولاً از دو یوک مغناطیسی در اطراف قطعه مورد تست و به زاویه ۱۸۰ درجه نسبت به هم استفاده می شود.

این وضعیت قرار گیری یوک ها نسبت به هم کارایی بیشتری در شناسایی عیوب و حساسیت تجهیزات تست دارد. از آنجایی که برای قطعات حجیم کل سطح جشم در یک نقطه مشخص قابل ارزیابی و اسکن نمی باشد، لذا با به چرخش در آوردن یوک های مغناطیسی حول محیط قطعه کار می توان کل سطح را اسکن و عیب یابی نمود.

مزایا

از جمله مزایای این روش به موارد زیر می توان اشاره کرد:

  • عیوب به ریزی ۱ میلی متر توسط این روش قابل شناسایی است.
  • حساسیت نسبتا بالا این روش برای شناسایی عیوب محوری یا در راستای طولی میل گرد های فولادی.
  • نیازی به استفاده از از ماده واسط یا کوپلنت ندارد.
  • نتایج با قابلیت اطمینان بالا و قابلیت تکرار پذیری بالا را دارد.

منبع : http://www.natts.co.in/product/magnetic-flux-leakage-testing-mflt/

بیشتر بخوانید: نشتی شار مغناطیسی

.

استفاده از روش نشت شار مغناطیسی برای عیب‌یابی لوله‌ها و میلگردها

نشت شار مغناطیسی

یکی از روش‌های معمول درروش‌های غیر مخرب استفاده از نشت شار مغناطیسی یا MFL است. این روش با تشکیل یک میدان مغناطیسی بسته بین قطعه کار و تجهیز عیب‌یاب به شناسایی ترک‌ها و ناپیوستگی‌ها می‌پردازد. در صورت وجود عیب میدان مغناطیسی از وضعیت طبیعی خود منحرف‌شده و درنتیجه باعث ایجاد نشتی می‌گردد که توسط سنسورهای حساس به میدان مغناطیسی می‌توان محل و اندازه عیب را مشخص نمود.

معمولاً در روش نشت شار مغناطیسی برای مغناطیس کردن سطوح قطعه مورد تست از آهنرباهای دائمی (میدان مغناطیسی دائمی) و یا از سیم‌پیچ‌های مغناطیسی (میدان مغناطیسی موقت) استفاده می‌گردد. بسته به نوع تجهیزات و میزان مغناطیس موردنیاز و کاربردهای مختلف ممکن است منابع تولید میدان متفاوت باشند. یکی از روش‌های زیرمجموعه نشتی شار مغناطیسی، روش تست نشتی مغناطیسی جریان ثابت با استفاده از سیم‌پیچ‌هایی جهت ایجاد میدان مغناطیسی موقت است که کل سطح مقطع از قطعه مورد تست را مغناطیسی می‌کند. این کار باعث می‌شود که عیوب سطحی و داخلی از لوله یا تیوب قابل‌شناسایی باشد. البته با افزایش ضخامت دیواره لوله‌ها شناسایی عیوب داخلی کاهش می‌یابد.

شناسایی عیوب محوری و طولی

از دو یوک متفاوت در این روش استفاده می‌شود. یکی از یوک ها باعث ایجاد میدان مغناطیسی به‌صورت محیطی شده بطوریکه میدان بر روی سطح لوله و پیرامون آن ایجاد می‌گردد. ازآنجایی‌که میدان و سنسورهای شناسایی عیب در یک وضعیت ثابتی نسبت به هم قرار گرفته اند لذا برای شناسایی عیوب در پیرامون لوله نیازمند حرکت دورانی تجهیز عیب‌یابی نسبت به لوله است. تا کل سطح را بتواند از نظر عیب مورد ارزیابی قرار دهد. قابل‌ذکر است که در این وضعیت صرفاً عیوبی که در راستای محوری یا طولی لوله قرارگرفته‌اند قابل‌شناسایی می‌باشند.

شناسایی عیوب محیطی یا عرضی

یوک بعدی از دو کویل یا سیم‌پیچ مغناطیسی تشکیل‌شده است که دو قطب مغناطیسی را تشکیل می‌دهند و به فاصله مشخصی نسبت به هم قرارگرفته‌اند. در فاصله بین این کویل ها از سنسورهای حساس به میدان مغناطیسی در پیرامون لوله استفاده‌شده است بطوریکه این سنسورها کل محیط لوله را پوشش می‌دهند. این چیدمان از کویل و سنسورها در جهت پیدا کردن عیوبی است که در راستای محیطی لوله یا تیوب واقع شده اند. بدلیل پوشش سنسورها در محیط پیرامونی لوله یا تیوب در این نوع چیدمان نیازی به حرکت دورانی تجهیز عیب‌یابی نیست و فقط حرکت در راستای محوری لوله باید انجام بگیرد.

.

مرجع:

http://www.foerstergroup.com/en/usa/technology/flux-leakage-testing/