دوره آموزشی بازرسی کوره ها و بویلرها بر اساس استاندارد API 573

از سال ۱۹۲۴ موسسه نفت آمریکا API ، سنگ بنائی در ایجاد و حفظ استانداردهای صنعت نفت و گاز جهانی بوده است.  فعالیت های API به صنعت کمک می کند که محصولات برتر اختراع و ساخته شود. استاندارد API ترفیع دهنده محصولاتی با پذیرش و عرف جهانی است.

استاندارد های API تقویت کننده ایمنی در بهره برداری صنعتی و اطمینان دهنده کیفیت نیز می باشد. استاندارد های API کمک می کند تا هزینه ها پایین نگهداشته شود و سردرگمی ها در فرآیند طراحی و تولید کمتر شود. استاندارد های API به پذیرش سریعتر محصولات کمک کرده و محصولات را با سرعت بیشتری به بازار روانه می سازد. استاندارد های API کمک می کند محصولاتی که قرار است ساخته شود هر بار به خلق چرخ منجر نگردد.

استاندارد API 573 ، اقدامات بازرسی برای دیگ‌های بخار و هیترهای فرایندی را تحت پوشش قرار می دهد که در صنایع نفت و گاز و پتروشیمی کاربردهای بسیاری دارد. این روش توصیه شده (RP) بازرسی دیگ‌های بخار، بویلرها و هیترهای، بصورت دوره زمانی، کوتاه مدت و در شرایطی که تجهیزات در حال بهره برداری یا تعمیرات هستند، در پالایشگاه های نفت و نیروگاه ها و پتروشیمی را پوشش می دهد.

استاندارد بازرسی واترتیوب ها در حین سرویس استاندارد ASME Section VII می باشد.

API همچنین توصیه هایی را درباره­ ی بازرسی بویلرهای فایرتیوب شامل می شود که به طور مخصوص استاندارد API  RP 573 متعلق به بازرسی این دسته از بویلرها می باشد.

براساس ماده 3 آیین نامه بازرسی اداره کار، علاوه بر مولد بخار، لوازم و اتصالات مربوطه به آن باید از مواد مناسب و بر اساس استاندارد ساخته شوند.

در حین ساخت بعد از نصب و قبل از آنکه به کار انداخته شوند.
پس از هر نوع تعمیر اساسی یا تجدید ساختمان و قبل از راه اندازی مجدد منظما در فواصل کمتر از 12 ماه بر اساس ماده 12 اداره کار برای بازرسی یک مولد بخار باید تست هیدرواستاتیک انجام شود که بدین منظور فشار آزمایش در حدود یک و نیم برابر فشار موثر مجاز بویلر افزایش پیدا می کند و این تست انجام می شود.

علاوه بر آزمایش هیدرواستاتیک بویلر، لازم است قسمت‌هایی که در آنها قطعات تقویتی جوشکاری شده وجود دارد و در تست هیدرواستاتیک ممکن است که عیب یابی نشوند دوباره بازرسی شوند.

علاوه بر موضوعات ذکر شده آیین نامه اداره کار شامل 197 ماده می باشد که بازرسی مولد بخار را به صورت جامع نشان می دهد.بر اساس تعریف اداره کار، مولد بخار یا دیگ بخار تجهیزی است که با استفاده از انرژی گرمایی آب را به بخار آب تبدیل کرده و با فشاری بیشتر از فشار هوای خارج از آن خارج می گردد.

بویلر ها ظروفی تحت فشار هستند که با سوختن گاز، زغال، گازوئیل حرارت تولید کرده و این حرارت را به آب متنقل می سازند و آب را به بخار آب تبدیل می کنند. این حرارت تولید شده به سه روش رسانش، همرفت و تابش به آب منتقل می شود و مقدار قابل توجهی انرژی به صورت بخار را به وجود می آورد.

به طور کلی بویلر ها به دو نوع اصلی واترتیوب و فایرتیوب تقسیم می شوند:

واترتیوب ها دسته ای از بویلرها هستند که آب به داخل تیوب ها وارد شده و حرارت ناشی از مشعل آب را بخار تبدیل کرده و بخار آب وارد خط کارخانه می شود.در این بویلرها گازهای حاصل از سوختن از دودکش متصل به بویلر خارج می شود که این بخارات گرم می تواند باعث بروز خوردگی در دودکش های بویلر ها بشوند. علاوه بر این موضوع، تنظیم نیودن بویلر و شعله آن و مشکلاتی که در داخل تیوب های بویلر ممکن است پیش بیاید در نهایت می تواند منجر به رهایش گاز های گلخانه ای در محیط بشود.

نوع دوم بویلرهای مورد استفاده در صنایع، بویلر های فایر تیوب هستند که در داخل تیوب آتش وارد شده و آبی که در اطراف تیوب ها وجود دارد را گرم کرده و به بخار تبدیل می کنند. در مراحل بعدی این آب به صورت بخار از سیستم خارج می شود. در این نوع از بویلرها سوختن به تیوب های داخلی بویلر محدود می شود و همین امر باعث می شود که محفظه احتراق به مقدار قابل توجهی از بویلر های واترتیوب کوچکتر باشد و در نتیجه توان تولیدی کاهش یابد.

بازرسی بویلرها به عنوان دسته ای از ظروف که تحت فشار قرار می گیرند از اهمیت قابل توجهی برخوردار است و در ایران به صورت دوره ای هر سال طبق قوانین اداره کار انجام می شود.بازرسی به موقع و اصولی بویلرها می تواند مشکلات و حوادث پیش آمده در این بخش را به مقدار قابل توجهی کاهش دهد. بازرسی دوره ای بویلرها دارای اهمیت بسیار زیادی می باشد و اگر این بازرسی های دوره ای انجام نشود، بعضی عیوب ممکن است که شناساسایی نشوند.

با گذشت زمان، عیوب کوچک و آشکار نشده پیشرفت کرده و ممکن است باعث ایجاد یک شکست و در نهایت انفجار، آسیب دیدن و یا حتی کشته شدن افراد شود. همان‌طور که اشاره شد بویلرها در صورتی که در شرایط کاری مناسبی قرار نگیرند و به درستی استفاده نشوند می توانند مشکلات فراوانی را برای صنایع به وجود آورند.

کوره‌ها و هیترها:
كوره هاي مختلف جهت بالا بردن درجه حرارت سيالات مختلف مورد استفاده قرار مي گيرند. دركوره هاي گرم كننده مواد نفتي ، بالابردن درجه حرارت بخاطر شكستن و يا تفكيك مولكولهاي مواد نفتي و گرفتن مشتقات بيشتر و يا رقيق كردن مواد نفتي جهت ارسال انجام مي گيرد.

نكات مهم مورد نياز در بازرسي كوره ها
كوره هائي كه درسرويس هيدروژن وسولفيد هيدروژن هستند :
كوره هائي كه درفرآيندهاي هيدرودي سولفوريزاسيون ، هيدروفرمينگ ، هيدروكراكينگ وفرآيندهاي مشابه استفاده مي شوند اغلب داراي تيوبهاي از نوع فولاد زنگ نزن آستنیتی مي باشند . فولاد زنگ نزن آستينيته اين كوره ها معمولا جهت تهيه وآماده نمودن خوراك يا گاز برگشتي راكتور بكار مي روند . رسوب سولفيدي تشكيل شده درتيوب‌ها مي تواند با آب واكسيژن واكنش داده واسيد پلي تيونيك تشكيل دهد.

كوره هائي كه درسرويس رفرمينگ متان / بخارآب هستند :
كوره هاي درسرويس رفرمينگ متان / بخارآب معمو لا داراي تيوب هائي با رديف هاي موازي – عمودي ودما ي 760 تا 980درجه سانتیگراد مي باشند. جهت شعله دراين كوره ها بطور نرمال درجهت پائين یا درجهت پهلو درمقاطع مختلف به منظور دست يابي به توزيع حرارتي در تمام طول تيوب‌هاي ناحيه تشعشع مي باشد. تيوب ها ممكن است ازمواد با استحكام بالا شامل آلياژهاي نیکل و يا ازمواد ريختگري شده شامل   Incoloy 800H  ساخته شده باشند . لوله هاي اتصال بين تيوب ها و هدرهاي ورودي و خروجي Pigtails يا دم اسبي ناميده مي شوند.

 Pigtailهاي خروجي در دماي عملياتي (760 º C ) 1400 º F مي بايست باكمترين تنش بالاخص درمحل خم طراحي شوند.

زماني كه تيوب هاي ريختگي سانتريفيوژي Fail مي نمايند ، علت ازكارافتادگي گسيختگي يا پاره گي تنشي درگرم ترين نقطه تيوب ها مي باشد .گرم ترين نقاط معمولا نزديك پائين يا خروجي تيوب ها می باشند. هدرهاي خروجي كوره طرحهاي گوناگوني دارند. آنهائي كه غيرايزوله هستند از ASTM A297 , Grade HT or HK ساخته شده اند . هدرهاي ريختگري شده داراي سابقه ترك نزديك هر اتصال مثل ورودي ها ، خروجي ها ، تي ها يا زانوها دراثر ترد شدن مربوط به رسوب كاربي و تشكيل سيگما را دارند . بدليل تر شدگي تعمير به روش جوشكاري مشكل مي باشد مگراينكه سطوح آنيل شوند ويا قبل از جوشكاري به وسیله مواد جوش پذیر Buttered شوند. هدرهاي چكش خوار كه دردماهاي نزديك1400 ºFدر سرویس هستند، داراي سابقه خوبي مي باشند. آنها شكل پذيري خود راحفظ نموده و مي توانند بوسيله خزش يا انعطاف پذيري تنشي به منظور كاهش تنش هاي محلي تسليم شوند. بعضي از هدرها و لوله هاي خروجي از كربن استيل ، كربن استيل – موليبدن یا موليبدن – كرم ، ساخته شده وداراي پوشش حرارتي داخلي مي باشند . ازآنجائي‌كه فلزپايه اينگونه هدرها در دماهاي بالا به هيدروژن مقاوم نيست، لذا عايق حرارتي مي بايست به منظورحفظ خواص ايزوله خود درشرائط خوبي قرارداشته باشد. عايق هاي حرارتي مورداستفاده درسرويس مونوكسيدكربن وهيدروژن مي بايست حاوي سيليكان وآهن كم بوده كه ازاحتمال واكنش هيدروژن يا مونوكسيدكربن با تركيبات عايق حرارتي و تغيير خواص اصلي عايق جلوگيري شود .

كوره هاي پيروليز
كوره هاي فوق مشكلات ومسائل مشابهي با كوره هاي رفرمينگ متان / بخارآب دارند . مواد مشابه براي هردوكوره استفاده مي شود تفاوتهاي اندكي نيز بين هر دو كوره وجود دارد. خم هايU  وY  شکلی که در کوره های پیرولیز استفاده مي شود دست‌خوش سائيدگي مي باشند. واكنش درون تيوب ها ازنوع كربوريزاسيون بوده و نيازاست سطوح ازجهت Honing و Boring صاف بوده و مواد در برابركربوريزاسيون از مقاومت بالائي برخوردارباشند. موادي كه دركوره هاي بكار مي رود اغلب اصلاح شده مواد با استحكام بالا بوده كه در كوره هاي رفرمينگ كفايت مي نمايد .