تست دیگ بخار

وقوع مجموعه‎ای از حوادث فاجعه بار در مراکزی که از دیگ‎های بخار و مخازن تحت فشار استفاده می‎کردند منجر به اجرای قوانین ایمنی دیگ‎های بخار گردید. امروزه مقررات سخت‎گیرانه طراحی، مواد اولیه، تولید و عملیات بویلر را کنترل می‎کنند. تست دیگ بخار و اجرای این قوانین در سراسر جهان اجباری است.

تست دیگ بخار به طور کلی در صورت بروز هرگونه تغییر در عملکرد دستگاه، در بازرسی‎های سالیانه و یا در صورت بروز نقص انجام می‎گیرد. انجام این تست‎ها به منظور اطمینان از عملکرد قسمت‎های مختلف دستگاه در هنگام تولید و بهره‎برداری ضرورت دارد.

روش‎های تست دیگ بخار

به طور کلی به سه طریق می توان تست دیگ بخار را انجام داد:

1. تست هیدرولیک
2. تست هیدرواستاتیک
3. تست ضخامت سنجی

تست دیگ بخار

تست هیدرولیک

تست هیدرولیک یکی از روش‎های تست دیگ بخار می‎باشد. وقتی که دیگ بخار مورد بهره‎برداری قرار می‎گیرد. می‎توان توسط آب سرد یا آب گرم به وسیله پمپ تغذیه، در آن فشار لازم را اعمال کرد. معمولاً پمپ‎های تغذیه دارای کلید روشن و خاموش دو حالته هستند. این کلید در حالت اتوماتیک قرار می‎گیرد.

هر زمانی که سیستم لول کنترل به آن فرمان دهد (مدار آن را برقرار نماید) الکتروپمپ روشن می‎شود ولی به محض اینکه به مرحله سطح تنظیم شده رسید؛ برق آن قطع و متوقف می شود. ولی در حالت دستی، تا زمانی که توان پمپ فشار لازم را داشته باشد کار خواهد کرد، و به این حالت هد پمپ گفته می‎شود.

به طور مثال الکتروپمپی که با فشار شانزده اتمسفر طراحی شده، همان مقدار فشار تولید می‎نماید و پس از آن با توجه به اینکه پمپ کار می کند، ولی فشار ایجاد نمی‎نماید؛ بنابراین به حالت (هد) دستی مقدار فشار مورد نظر ایجاد می‎شود که به این حالت تست هیدرولیک می‎گویند.

تست هیدرواستاتیک

دیگ بخار در یک نیروگاه حرارتی مدرن، بخار را تحت فشار و دمای بسیار بالا تولید می‎کند. یکی از ساده‎ترین و مهم‎ترین آزمون‎هایی که یکپارچگی دیگ بخار را تضمین می‎کند، تست هیدرواستاتیک است.

در هر دیگ‎خانه تعداد زیادی از قطعات تحت فشار مانند خطوط لوله، لوله‎کشی داخلی و خارجی، ناودان، دریچه، اکونومایزر، درام و مفاصل وجود دارد. هدف از انجام تست هیدرواستاتیک اطمینان از عدم نشتی اتصالات جوش در تمامی فرآیندها می‎باشد.

در این تست اجزای تشکیل دهنده دیگ بخار برای اندازه‎گیری مقاومت و عدم وجود نشتی تست و بازرسی می‎شوند. تست هیدرواستاتیک آخرین آزمایش برای اطمینان از انطباق و ایمنی قبل از تولید بخار دیگ بخار است. آزمایش شامل پر کردن مخزن بویلر با آب و اعمال فشار با حداقل ۱.۵ برابر فشار طراحی می‎باشد.

الزامات قبل از انجام تست هیدرواستاتیک

در حالت هیدرواستاتیک مانند شرایط قبلی که توضیح داده شده آزمایش انجام می‎شود ولی برای اینکه آزمایش حالت ایستایی داشته باشد (حالت ماندگار یا پایدار) باید عملیات زیر انجام شود تا نتایج مطلوب حاصل گردد.

1. اطمینان حاصل کنید که تمامی مراحل نصب به درستی انجام شده باشند و هیچگونه مواد اضافی در داخل دیگ باقی نمانده باشد.
2. کلیه منافذ دیگ بخار شامل شیر خروجی بخار، شیرهای آبنما، شیرهای لول کنترل، شیر تخلیه، دریچه‎های من هول (آدم‎رو)، دریچه‎های هند هول (دست‎رو)، سوپاپ اطمینان و هر منفذ دیگری که وجود داشته باشد، باید مسدود گردد.
3.  شیر فلکه‎ها و یا هر شیر دیگری، چنانچه آب بندی هم باشند، باید آن را به‎وسیله واشرگذاری و فلنچ کور، به طور کامل آب بندی نمود؛ به‎طریقی که شرایط آزمایش مدار گاز را ایجاد نماید.
4. حداقل به مدت ۲ ساعت و حداکثر به هر مدتی که مد نظر باشد، نباید کوچکترین افت فشار در مدار ایجاد شود.
5. یک پمپ جابجایی فشار مثبت (هیدرواستاتیک پمپ) به دیگ بخار وصل کنید.
6. یک فشار سنج دقیق و کالیبره شده را به دیگ وارد کنید.
7. مقدار PH آب باید بین ۸ تا ۹ باشد.

روش انجام تست هیدرواستاتیک

پس از حصول اطمینان از بسته بودن تمام دریچه‎ها، دیگ بخار را از آب پر کنید. در تمامی مراحل آزمایش از حذف هوای ورودی توسط باز کردن دریچه در بالاترین نقطه دیگ بخار اطمینان حاصل کنید. هوای ورودی به‎طور قابل توجهی زمان لازم برای رسیدن به فشار آزمون را افزایش می‎دهد.

پس از انجام مراحل اولیه، تست هیدرواستاتیک آغاز می‎گردد. در حال اجرا، پمپ هیدرواستاتیک فشار دیگ بخار را به تدریج افزایش می‎دهد تا فشار آزمون. به طور معمول فشار آزمون ۱.۵ برابر حداکثر فشار عملیاتی مجاز است.

تست دیگ بخار

فشار در داخل دیگ بخار باید حداقل ۳۰ دقیقه باقی بماند. در طول عملیات وجود هرگونه نشتی یا خیس شدن را مورد بررسی قرار دهید. فشار را به فشار عملیاتی عادی برسانید و از نزدیک هرگونه نشتی را چک کنید. انجام عملیات بسته به اندازه و ظرفیت دیگ بخار ممکن تا چند ساعت نیز طول بکشد.

بعد از توقف فشار، افت فشار را مورد مشاهده قرار دهید؛ اگر افت فشار از فشار تست خیلی کمتر بود تست هیدرواستاتیک موفق بوده‎است. در صورت مشاهده هرگونه نقص آنها را یادداشت کرده و برای برطرف کردنشان اقدام نمایید.

به این حالت آزمایش هیدرواستاتیک می‎گویند که مراحل دیگ بخار اعم از نشتی، محل جوشکاری‎ها، والس لوله‎ها و محل‎هایی که مورد نظر می‎باشد مورد بازدید قرار می‎گیرد. حتی به حالت‎های غیرطبیعی نیز توجه می‎شود.

به‎طوری که دیگ بخار بایستی مانند آزمایش زمان ساخت، سالم و قابل بهره‎برداری باشد و هیچگونه نقطه معیوبی که باعث بروز حادثه باشد نباید مشاهده شود. چنانچه با این مشخصات نتیجه مطلوب به دست آمد، اجازه بهره‎برداری به هر مدتی که از طرف کارشناسان ذی‎ربط در نظر گرفته شده صادر شده و مجوز بهره‎برداری اعطا می‎گردد (معمولاً به مدت یکسال مجوز بهره برداری صادر می‎گردد).

تست ضخامت‎سنجی

برای حصول اطمینان از ضخامت مناسب دیگ بخار جهت تحمل فشار و دمای بویلر باید قسمت‌‌های مختلف آن شامل پوسته، کوره، صفحات انتهائی و محفظه برگشت مورد تست ضخامت‎سنجی قرار گیرد تا چنانچه به دلیل خوردگی در طول زمان ضخامت بدنه از حد استاندارد کمتر شده است از ادامه کار دیگ بخار جلوگیری شود.

معمولاً  دیگ‎های بخاری که مدت طولانی کار کرده‎اند به مرور زمان دچار پوسیدگی می‎گردند. به طور کلی گذشت زمان و رطوبت محیط، اثر گذار می‎باشند و امکان پوسیدگی در بدنه دیگ بخار را به‎وجود می‎آورند. برای اینکه این نوع پوسیدگی بیش از حد معمول مؤثر نباشد، نیاز به اندازه گیری قطر فلز (بدنه) پیش می‎آید.

در زمان طراحی نسبت به فشار کار و حرارت موجود سعی می‎شود ورقی انتخاب گردد که در برابر دو عامل فشار و حرارت مستقیم فلز مقاوم باشد لازم به توضیح است که در صنعت چند نوع استاندارد وجود دارد مانند (BS-DIN-ASME). ولی امروزه در ایران اکثر دیگ‎های بخار را بر مبنای استاندارد BS می‎سازند.

در استاندارد BS شرایطی را از نظر مقدار کربن، منگنز، آهن و غیره مشخص کرده اند، که از نظر کشش، خمش و مقاومت در برابر دو عامل فشار و حرارت در سطح بالایی قرار داشته باشد. در زمان‎های گذشته ضخامت ورق را با سوراخ کردن آن به وسیله کولیس اندازه گیری می‎کردند؛ اما امروزه با وجود دستگاه‎های ضخامت سنج (اولتراسونیک)، نیاز به سوراخ کردن نیست. به جهت اینکه دستگاه اولتراسونیک با دقت بسیار زیاد ضخامت ورق را به صورت دیجیتالی به شما نشان می‎دهد.

چنانچه چندین نقطه دیگ بخار پس از آزمایش، خوردگی موثر نشان داد فشار قابل تحمل محاسبه و ۳/۲ از فشار قابل قبول را به دیگ بخار اعمال می‎نماییم به طور مثال ضخامت بدنه استوانه‎ای شکل، برابر ۱۶ میلیمتر و قطر استوانه برابر ۲۰۰ سانتیمتر باشد بدین طریق فشار مورد نیاز محاسبه می گردد: ضخامت ورق ضرب در مقاومت ورق تقسیم بر شعاع دیگ بخار.

ضخامت سنج‌های ماوراء صوت

از ضخامت سنج‌های ماوراء صوت برای اندازه‌گیری ضخامت مواد از یک سمت آنها استفاده می‌شود. کار تمامی ضخامت‎سنج‎های ماوراء صوت بر پایه اندازه‌گیری بازه زمانی عبورپالس‌های فرکانس صوتی از میان ماده مورد آزمایش است.

فرکانس یا گام این پالس‌های صوتی فراتر از حد شنوایی انسان است. این امواج فرکانس بالا توسط وسیله‌ای تولید و دریافت می‌شوند که مبدل ماوراء صوت نامیده می‌شود که انرژی الکتریکی را به لرزش های مکانیکی تبدیل می‌کند و بلعکس.

یک ضخامت سنج ماوراء صوت عموماً شامل یک مدار گیرنده و فرستنده، کنترل کننده، زمان‎سنج منطقی، مدار محاسباتی، مدار نمایش گر و یک تامین کننده نیرو است. پالسر، تحت کنترل یک میکرو پروسسور، یک پالس محرک را به مبدل می‌فرستد.

پالس ماوراء صوت بوسیله مبدل که به نمونه تست متصل شده، تولید می‌شود. انعکاس‌ها از انتها یا داخل سطح نمونه به وسیله مبدل دریافت و به سیگنال‌های الکتریکی تبدیل می‌شوند و یک آمپلیفایر دریافت کننده را تغذیه می‌کنند برای آنالیز کردن.

میکرو پروسسور کنترل کننده و مدارهای زمان سنج منطقی پالس را منطبق کرده و سیگنال‌های انعکاسی مناسب را برای اندازه‌گیری بازه زمانی انتخاب می‌کنند. وقتی که انعکاس‌ها دریافت می‌شوند، مدار زمان سنجی، یک بازه برابر با رفت و برگشت پالس صوتی در نمونه تست را بدقت اندازه خواهد گرفت. اغلب این پروسه چندین بار تکرار شده تا یک مقدار متوسط و پایدار بدست آید.