بازرسی مخازن ذخیره آمونیاک به روش آکوستیک امیشن
همانطور که می‌دانید عملیات تخلیه و بازرسی مخزن زمان‌بر می‌باشد و در فرصت محدود تعمیرات اساسی غیرقابل اجرا است. بنابراین درصورت نبود مخزن یدک، انجام تعمیرات اساسی آن مستلزم خروج چند ماهه واحد آمونیاک و دیگر واحدها از سرویس خواهدبود. تولید یک واحد آمونیاک در دمای منفی 33 درجه سانتی‌گراد به مخازن ذخیره آمونیاک با فشار کمتر از 0.1 اتمسفر (تحت وکیوم) ارسال می‌شود. كه در اين فشار دمای آمونياك مايع حدود منفی 33 درجه (نقطه جوش آمونياک) در حال تعادل با گاز آن است. يک كمپرسور با ظرفيت 50-20 تن بخارات بالای سطح مايع را در روز میگیرد و پس از فشردن و مايع كردن در دمای پايين (منفی 33 درجه سانتی گراد) به مخزن برمی‌گرداند.
با توجه به نمودار تعادلی دما و فشار برای آمونياک می‌توان نتيجه گرفت با افزايش دما، فشار بخار آمونياک افزايش میابد. بنابراین جهت نگهداری نياز به مخازن تحت فشار خواهيم‌داشت. مخازن ذخیره آمونیاک را بواسطه سیال با دمای بسیار پایین (منفی 33 درجه سانتی گراد) به‌صورت دوجداره و با ضخامت عایق نسبتاً بالا می‌سازند. در مخزن ميانی آمونياک مايع و بين جداره داخلی و خارجی جسم عايق مانند پرليت ريخته می‌شود. از پايين مخزن لاين‌هايی جهت تغذيه پمپ‌های فيد آمونياك با جریان كم و فشار زياد (برای ارسال به واحدهای اوره و مصرف‌كنندگان ديگر) و پمپ‌های لودينگ با جریان زياد و فشار نسبتا كم جهت ارسال به مخزن قرار میگیرد.
شکل 1: شماتیک مخزن آمونیاک
بازرسی آکوستیک امیشن
شروع استفاده از روش آکوستیک امیشن برای بازرسی مخازن ذخیره آمونیاک به دهه ۱۹۸۰ میلادی بر می‌گردد. در این مخازن به‌واسطه مشکلات ناشی از ایجاد خرابی ناخواسته، نفوذ اکسیژن و تنش حرارتی سعی می‌گردد که از تخلیه، تمیزکاری و بازرسی آن اجتناب گردد. روش بازرسی مخازن ذخیره سازی که حاوی آمونیاک مایع بی آب در فشار اتمسفر هستند، در کشورهای مختلف اروپا یکسان نیست. یکی از دلایل این امر این است که مقررات رایج مربوط به سیستم‌های تحت فشار برای این مخازن ذخیره سازی اعمال نمی‌شود. زیرا اساساً در فشار اتمسفر عمل می‌کنند. در حالی که در برخی کشورها به عنوان مثال. اتریش و بلژیک مقرراتی وجود دارد که تعداد دفعات بازرسی این مخازن را مشخص می‌کند، در برخی دیگر از کشورها مثل بریتانیا کدهای صنعتی برای این منظور تهیه شده‌است. از طرفی، در چندین کشور دیگر به عنوان مثال. آلمان، یونان، ایتالیا و پرتغال، هیچ مقررات یا کد خاصی در مورد الزامات بازرسی برای این مخازن وجود ندارد.
از خروجی پمپ‌های فيد یک انشعاب بعد از گذر از یک مبدل (گرم كردن آمونياك سرد تا دمای محيط ) جهت لود تانكر آمونياك استفاده می‌گردد. به همین سبب به‌واسطه ساخت لایه‌ای و دو جداره این مخازن روش آکوستیک امیشن یکی از بهترین و همین طور از معدود روش‌های بازرسی، به‌ویژه در کف آن است. در این مقاله به بررسی آن خواهیم پرداخت.
انواع مخازن ذخیره آمونیاک
- مخزن فولادی با دیواره بتنی با ظرفیتی که محتویات کامل مخزن و فضای بین مخزن و باند دارای کف و سقف غیر قابل نفوذ است.
شکل 2: مخزن فولادی با دیواره بتنی
- مخزن فولادی با دیوار بتنی با ارتفاع جزئی با کف غیرقابل نفوذ در محدوده محدود و بدون سقف بر روی فضا
شکل 3: مخزن فولادی با دیوار بتنی با ارتفاع جزئی با کف
- مخزن فولادی با خاکریزی از خاک برای محتویات کامل مخزن و بدون سقف بر روی فضای بین مخزن و خاکریز.
شکل 4: مخزن فولادی با خاکریزی از خاک
- مخزن تک جداره فولادی بدون محفظه ثانویه
شکل 5 : مخزن تک جداره فولادی
نحوه استفاده از روش آکوستیک امیشن
بازرسی این مخازن توسط روش آکوستیک امیشن هر ۵ سال یک‌بار توصیه می‌گردد. برای بازرسی مخازن آمونیاک ابتدا نیاز است مخزن در حالت استراحت (rest) برای مدت مشخص، معمولا 24 ساعت قرارگیرد. در این حالت مخزن تحت‌فشار کمتری نسبت به فشار کاری مجاز قرار میگیرد. مرحله بعدی فشار در زمان کوتاهی افزایش میابد و داده‌برداری صورت میگیرد و سنسورهای مربوطه در صورت وجود خرابی سیگنال‌های مربوطه را دریافت می‌نمایند. در این تست با توجه به دمای پایین دیواره و جهت آسیب ندیدن سنسورهای پیزو الکتریک از تجهیزاتی به نام Waveguide برای اتصال به بدنه مخزن و همچنین قرارگیری سنسور استفاده می‌شود، تا امواج ایجاد شده توسط مکانیزم‌های خرابی را به سنسور منتقل نماید. همانطور که در شکل زیر ملاحظه میفرمایید این تجهیز و نحوه اتصال آن به بدنه و سنسور به طور کامل نمایش داده شده‌است.
شکل6 : اتصال waveguide به بدنه مخزن را نشان می‌دهد.
در شکل 7 نمونه ای از استفاده این تجهیز و نحوه اتصال آن در ایران توسط شرکت تتا را ملاحظه میفرمایید.
شکل 7 : نمایی از اتصال waveguide و سنسور به بدنه مخزن
کانال ها و مدت زمان انجام تست آکوستیک امیشن بر روی مخازن آمونیاک
عموماً برای بازرسی مخازن ذخیره آمونیاک نیازمند تعداد کانال‌های بالا برای تست آکوستیک امیشن است. تعداد کانال‌ها عموماً از ۱۶ تا ۱۲۸ عدد می‌باشد. استاندارد بازرسی در این موضوع ASTM-E1930-97 است. همچنین یکی از مشخصه های دستگاه آکوستیک امیشن قابلیت داده‌برداری برای مدت زمان طولانی است. زمان اجرای این تست بین ۴۸ ساعت تا یک هفته است و نیازی به تخلیه مخزن نیست. شکل زیر نمایش عیوب مختلف را نمایش می‌دهد. این نتایج مربوط به مخزنی در آمریکا بوده که بازرسی آن به سرپرستی Peacock توسط یک دستگاه آکوستیک امیشن ۶۴ کاناله انجام گرفته‌است. در این تست برای ارزیابی داده‌ها از اثر کایزر و معیارهای انتشار سیگنال در حین نگه داشتن بار، مدت زمان تجمعی، تعداد اتفاقات، اتفاقات با حداکثر دامنه و قدرت سیگنال مطابق با استاندارد ASTM-E1930-97 استفاده کردند.
شکل 8 : نمایش عیوب پس از تست آکوستیک امیشن از یک مخزن آمونیاک
شرکت تتا در حوزه آزمون‌های غیر مخرب پیشرفته و پایش وضعیت، مجموعه آزمون‌ها و سرویس‌های متنوعی را ارائه می‌نماید. همچنین تتا توان و تجربه استفاده و بهینه سازی سیستم های بازرسی پیشرفته آکوستیک امیشن را در صنایع مختلف از جمله مخازنی که در این مقاله به تشریح آن پرداختیم را دارا می‌باشد.
