انفجار الأنابيب عالية الحرارة
Thread Content
في السنوات الماضية، في أحد المشاريع، كانت هناك أنابيب تعمل تحت درجة حرارة 200 درجة مئوية، وقد نجحت اختبارات الضغط عليها، دون القيام بأي فحوصات للكشف عن العيوب. كما تم تشغيل هذه الأنابيب لفترة من الوقت، لكن حدث تسرب في الوصلات، مما أدى إلى انفجارها. لماذا؟
أنت نفسك قلت، لم يتم إجراء فحص للتأكد من عدم وجود أضرار. في بعض الأماكن، توجد فقاعات هواء أو شوائب في اللحام. أثناء اختبارات الضغط، رغم تحمله للضغط، إلا أن التآكل الداخلي واهتزازات الأنابيب خلال مرحلة التشغيل قد يؤثران على اللحامات. لم أرَ ذلك بنفسي، لكني سمعت أن هناك فقاعات في اللحام، وأثناء اختبار الضغط لوحظ تسرب بطيء للماء، وعند ضربه بمطرقة صغيرة، تنفجر المياه.
للأنابيب الكبيرة، تم اختيار أنابيب الفولاذ الملحومة من نوع 3091 لصنع الأنابيب الملفوفة من الصفائح المعدنية. من يعرف الفرق بين الاثنين وكذلك ملاحظات التصميم الهندسي والبناء، أرجو إفادتي.
هناك تسرب في اللحام، ولم يُذكر ما إذا كان التسرب في لحام الأنابيب أثناء عملية التركيب، أم في لحام جسم الأنبوب نفسه. بالإضافة إلى ذلك، فإن مواصفات أنابيب اللحام من نوع 3091 التي تم شراؤها في البداية غير واضحة، سواء من حيث طريقة اللحام أو حالة المعالجة الحرارية. إن اجتياز اختبار الضغط لا يعني بالضرورة عدم وجود مشاكل في اللحام، بل إن المشاكل لم تظهر أثناء اختبار الضغط فقط. أما عيوب مثل الشوائب والفجوات الهوائية والتفكك الطبقي، فلا بد من اكتشافها عبر الفحص غير المدمر.
المعالجة الحرارية بعد اللحام: بالنسبة لأنابيب الفولاذ الكربوني، يجب أخذ سمك الجدار في الاعتبار، بالإضافة إلى نوع المادة الموجودة داخل الأنبوب؛ مثل غاز H2S الذي يحتوي على رطوبة، وفي هذه الحالة يجب إجراء المعالجة الحرارية بغض النظر عن سمك الجدار.
أنابيب هيدروجين ونيتروجين عادية، خالية من الأمونيا وكبريتيد الهيدروجين.
يتم استخدام خليط الهيدروجين والنيتروجين بشكل متكرر في أجهزة تصنيع الأمونيا. وعند استخدام الفولاذ الكربوني، نطلب إجراء معالجة حرارية له، وذلك لأن الإجهادات المتبقية في اللحامات التي لم تخضع لمعالجة حرارية بعد اللحام، بالإضافة إلى الصلابة العالية، تزيد من احتمالية حدوث تآكل ناتج عن الهيدروجين. يحدث معظم التآكل الناتج عن الهيدروجين في مناطق اللحامات والمناطق المتأثرة حراريًا، وليس في المادة الأساسية نفسها.
يتطلب خليط الهيدروجين والنيتروجين عالي الضغط المستخدم في تصنيع الأمونيا، والذي يزيد سمك جداره عن 19 مم، معالجة حرارية بعد اللحام وفقًا لمتطلبات المواصفات مثل 50235. ليس لدي هنا حالة تعرض للهيدروجين، أي أن الأنابيب كبيرة، من نوع DN1200، وهي قصيرة ومستقيمة.
تم تعديل هذا المنشور آخر مرة بواسطة إيمي في تاريخ 2015-12-24 الساعة 09:36، ويُطلب أيضًا إجراء معالجة حرارية لأنابيب الغاز المضغوط (بسمك جدار أقل من 19 مم). ليس من الضروري أن يحدث تآكل الهيدروجين في الحالات الحرجة فقط؛ ففي حالة كانت جودة اللحام ضعيفة وكانت هناك إجهادات متبقية، فإن ذلك يشكل خطرًا كبيرًا. كما أن الأنابيب القصيرة والمستقيمة تكون عرضة لتركز الإجهادات أيضًا. بالنسبة للحادث الذي تتحدث عنه، أعتقد أن من الضروري تحديد الأسباب المحددة وإجراء تحليل كامل للحادث. وبالحديث عن اختيار المواد فقط، فأنا شخصيًا لن أستخدم خليط الهيدروجين والنيتروجين من نوع 3091، لأن قدرة جزيئات الهيدروجين على النفاذ مرتفعة جدًا. وهناك نقطة أخرى، إذا كانت الأنابيب التي تتحدث عنها هي أنابيب ملحومة باللحام المقاوم للتيار، فلا يُنصح باستخدامها عند درجات حرارة تزيد عن 200 درجة مئوية، انظر البند 7.1.8 من المعيار SH/T3059.
نتيجة تحليل الحادث: جودة اللحام سيئة. الجهة المنفذة تتحمل المسؤولية الرئيسية. يتحمل التصميم مسؤولية ثانوية.
وفقًا للمعيار TSG D0001-2009، الخاص بإجراءات الرقابة التقنية على سلامة الأنابيب تحت الضغط – الأنابيب الصناعية، المادة 86... يجب على وحدة التركيب أن تتحمل مسؤولية جودة نقاط اللحام في الأنابيب التي لم يتم فحصها باستخدام طرق الفحص غير المدمر. السبب المباشر هو عدم حدوث اللحام الكامل. بالطبع، حتى لو قاموا جميعًا بما هو مطلوب وفقًا للتصميم، فليس من المؤكد ألا تحدث مشاكل. لكن نتيجة ذلك، تقع المسؤولية الأساسية على وحدات التركيب، كما تأثر التصميم بشكل كبير.
أما أنابيب اللحام بالصفائح، فقد رأيت فقط أن هناك بعض الأحكام المذكورة في 20801، ويبدو أن هناك أيضًا بنودًا توضيحية في دليل 20801. لم أرَ المعايير المحددة من قبل. لكني أعتقد شخصيًا أن مواصفات 20801 غير كافية من الناحية التفصيلية، ويجب تصميمها بحيث تتضمن متطلبات تقنية مفصلة. لدى ASME معايير لأنابيب اللحام بالصفائح، يمكن الرجوع إليها كمرجع. من المؤكد أن الجهة المنفذة مسؤولة عن جودة اللحام.
يجب فحص جميع اللحامات، إن تجاهل ذلك أمر يتطلب شجاعة كبيرة.
الجاهل لا يخاف، فمن يتعجل مع من؟