ارزیابی غیرمخرب مخازن تحت فشار فلزی کروی به دلیل حجم زیاد محصولات خطرناک ذخیره‌شده در فشارهای بالا برای ایمنی و عملکرد یک کارخانه بسیار مهم است. اندازه این مخازن متفاوت است. قطر آنها ممکن است بین 10 تا 25 متر و حتی بیشتر باشد. در حالی که طول کل جوش می‌تواند صدها متر باشد. علاوه بر این، دسترسی برای بازرسی اغلب محدود است. مقاله حاضر استفاده از آزمون آکوستیک امیشن (AE) را بعنوان یک تکنیک تست غیرمخرب پیشرفته برای مخازن تحت فشار فلزی کروی مورد بررسی قرار می‌دهد. همچنین به ارائه این خدمت حین انجام کار آن تجهیز که کل ساختار مخزن از جمله جوش‌ها و فلز پایه را دربر می‌گیرد اشاره می‌کند. این بازرسی در طول آزمایش به صورت آنلاین و منظم و بدون خارج کردن تجهیز مورد نظر از سرویس انجام می‌شود.
ارزیابی آزمون آکوستیک امیشن (AE) مطابق با استانداردهای ASME یا EN انجام می‌شود. کل آزمون 2 تا 4 روز زمان می‌برد. این زمان شامل نصب سنسورها، راه‌اندازی، دادهبرداری و همچنین تحلیل نتایج شامل توصیه‌هایی برای بازرسی بعدی و یا پیگیری برای نقاطی که باید مورد تعمیر قراربگیرد است.
مخازن تحت فشار فلزی کروی
این مخازن معمولاً در تأسیسات صنعتی پتروشیمی یافت می‌شوند و سرمایه گذاری عمده‌ای را نشان می‌دهند و برای بهره‌برداری از تأسیسات بسیار مهم هستند. علاوه‌براین، محتویات چنین ظروفی می‌تواند بسیار قابل اشتعال یا بطور کلی خطرناک باشد. بنابراین، رسیدگی این گونه مخازن هم از نظر هزینه و هم از نظر ایمنی و همینطور محیط زیست بسیار حیاتی است. از این نظر، در بازرسی سیستماتیک لازم است که بطور کامل و دقیق ، اتصالات شامل نازل‌ها، لوله‌ها، سرجوش‌ها و اتصالات جوشی و همچنین فلز پایه برای خوردگی و نازک شدن، به منظور تشخیص عیوب برای تعمیر مورد بررسی قرارگیرد.
تکنیک‌های تست غیرمخرب موضعی (NDT) مانند تست اولتراسونیک (UT) ممکن است برای بازرسی جوش‌ها و فلزات پایه استفاده شود، اما با محدودیت‌های خاصی محدود می‌شوند. زمان یک مسئله اصلی و اقتصادی است. بعنوان مثال یک کره معمولی با قطر 16 متر دارای سطحی در حدود 800 متر مربع است در حالی که طول کل جوش‌ها برای پیکربندی صفحه معمولی بیش از 400 متر است. قابل درک است که بازرسی 100% دشوار است و تنها بخش کوچکی ممکن است در یک بازه زمانی معقول بازرسی شود.
تقاضای روزافزون برای بازرسی‌ها و نگهداری مقرون به صرفه‌تر، صنعت را به سمت راه‌حل‌های “هوشمندتر” سوق داده‌است که نتایج بازرسی لازم را برای ارزیابی وضعیت چنین سازه‌هایی با حداقل اختلال در عملیات و هزینه کم ارائه می‌دهد. از این نظر، آزمون آکوستیک امیشن با موفقیت برای ارزیابی یکپارچگی ساختار مخازن تحت فشار فلزی، در طول آزمایش‌های در حال سرویس و هیدرواستاتیک برای طیف گسترده‌ای از مواد تولیدی استفاده شده‌است.
تست آکوستیک امیشن تمام محدودیت‌ها و مشکلات ذکرشده را برطرف می‌کند. این تست یک ابزار بازرسی 100٪ و بدون محدودیت برای این نوع مخازن است که به ناپیوستگی‌های هندسی یا خواص مغناطیسی مواد آزمایش‌شده بستگی ندارد. می‌تواند به صورت آنلاین، بدون حذف یا خارج کردن مخزن از سرویس یا در حین آزمایش هیدرولیک، اعمال شود. و نتایج سریعی را برای ارزیابی یکپارچگی ساختاری چنین مخازنی ارائه می‌دهد. آزمایش گسترده و موفقیت‌آمیز مخازن تحت فشار منجر به توسعه روش آزمون آکوستیک امیشن مطابق با استانداردهای بین‌المللی شده‌است.
تکنیک آکوستیک امیشن
آزمون آکوستیک امیشن یک تکنیک NDT است که بر تشخیص امواج تنش الاستیک تولیدشده توسط آزاد شدن ناگهانی انرژی در ماده متکی است. این انرژی با انتشار یک نقص، ایجاد خوردگی و غیره در نتیجه تنشی که بر ساختار آزمایش شده اعمال می‌شود، آزاد می‌شود. آزاد شدن سریع انرژی امواج الاستیکی را تولید می‌کند که از درون ماده به سطح سازه منتشر می‌شود. سنسورهای پیزوالکتریک که بر روی سطح سازه نصب شده‌اند، این امواج را شناسایی و به سیگنال‌های الکتریکی تبدیل می‌کنند. سیگنال‌ها از طریق سنسورها جمع‌آوری و دادهبرداری می‌شوند که می‌تواند ویژگی‌های مختلف و عیوب را برای هر سیگنال استخراج کند.
ویژگی‌ها، همراه با اطلاعات دیگر، به سیستم ارسال‌شده و در آن ذخیره می‌شوند و اپراتور می‌تواند نمودارهای مختلفی را مشاهده کند که اطلاعات مهمی در مورد فعالیت آکوستیک امیشن در زمان واقعی ارائه می‌دهد. تشخیص آکوستیک امیشن به ناپیوستگی‌های هندسی یا خواص مغناطیسی بستگی ندارد، تا جایی که امواج مربوطه به سنسور آکوستیک امیشن می‌رسند. بنابراین، این تکنیک را می‌توان مستقیماً روی مخازن فولادی زنگ نزن به کار برد، به همان شیوه‌ای که در مورد هر فلز دیگر اعمال می‌شود. شرط لازم برای انجام تست آکوستیک امیشن این است که مخزن باید بسته به نوع و الزامات آزمایش به میزان کافی و تا10% ماکزیمم فشار سالیانه برای انتشار یک عیب تحت بارگذاری و تنش قرار گیرد. بنابراین، آکوستیک امیشن را می‌توان در طول تست یا در فشار سرویس بدون نیاز به خارج کردن مخزن از سرویس استفاده کرد.
در مورد مخازن تحت فشار کروی، بارگذاری با فشار به دست می‌آید (شکل 1a و 1b نمودارهای افزایش فشار را نشان می‌دهد).
شکل 1a: شماتیک بارگیری معمولی در حین کار با افزایش فشار.
شکل 1b: مشخصات بارگذاری برای یک مخزن تحت فشار در طول آزمایش هیدرولیک
بنابراین برای ارزیابی یکپارچگی مخزن و تجهیزات تحت فشار سال‌هاست که از تست آکوستیک امیشن استفاده می‌شود.
