8 روش تشخیص درز و تست نشتی در لوله های فولادی مانیسمان و درزجوش

مقدمه

در صنعت پایپینگ، استفاده از لوله‌های با کیفیت بسیار مهم است. در بسیاری از موارد، لوله‌های مانیسمان به دلیل خواص مکانیکی و استحکام بالاتر، نسبت به لوله‌های درزدار مورد ترجیح قرار می‌گیرند. اما چگونه می‌توان این دو نوع لوله را از یکدیگر تفکیک کرد؟ در اینجا نیاز به روش‌ها و آزمایش‌های مناسب برای تشخیص لوله‌های بدون درز و تفاوت آن‌ها با لوله‌های درزدار به وجود می‌آید.

هدف مقاله

هدف از این مقاله، معرفی و بررسی روش‌های آزمایشی غیرمخرب برای تشخیص لوله‌های بدون درز و تمایز آن‌ها از لوله‌های درزدار و هم چنین وجود درز و نشتی در تمامی لوله های فولادی در صنعت پایپینگ است. در این مقاله، به صورت جامع به مطالعه معیارها، روش‌ها و آزمایش‌هایی که مهندسان پایپینگ در این زمینه استفاده می‌کنند، پرداخته خواهد شد.

ابتدا، روش آزمایش هیدرواستاتیک مانند بررسی ترکیبات لاستیکی شکسته شده و تشخیص نشست‌ها و نشتی در لوله‌ها را توضیح خواهیم داد. در ادامه، روش‌های تجزیه فنی و آزمایش‌های خمش، کشش و انعطاف پذیری را برای ارزیابی خواص مکانیکی لوله‌ها معرفی خواهیم کرد.

آزمایش‌های اولتراسونیک و رادیوگرافی نیز به عنوان روش‌های پیشرفته تشخیص خطاها و نقایص در لوله‌ها مورد بررسی قرار خواهند گرفت. همچنین، آزمایش ترموگرافی و تست هلیوم نیز به عنوان روش‌های پیشرفته و بسیار حساس در تشخیص نقاصی‌ها و نشتی‌ها در لوله‌ها به طور مفصل معرفی خواهند شد.

این مقاله باعث خواهد شد تا مهندسان پایپینگ با روش‌ها و آزمایش‌های موجود برای تشخیص و تمایز لوله‌های بدون درز و لوله‌های درزدار آشنا شوند و بتوانند لوله‌های با کیفیت و استحکام بالاتر را در پروژه‌های خود انتخاب کنند.

آزمایش هیدرواستاتیک(Hydrostatic Test)

در ادامه توضیح داده می‌شود که چگونه آزمایش هیدرواستاتیک انجام می‌شود و چه مسائلی با استفاده از این آزمایش قابل تشخیص هستند. این آزمایش عموماً شامل مراحل زیر می‌شود:

آماده‌سازی لوله‌ها

لوله‌ها باید قبل از انجام آزمایش تحت بررسی و آماده‌سازی شوند. تمیز شدن لوله‌ها از ذرات معلق، روغن یا رسوبات داخلی ضروری است. همچنین، بررسی اتصالات و جوش‌ها به دقت باید انجام شود.

اعمال فشار

پس از آماده‌سازی لوله‌ها، فشار آب یا مایع مشخص به لوله‌ها اعمال می‌شود. فشار معمولاً تحت فشار سیستم عملکردی لوله‌ها و مقررات مشخصه تعیین می‌شود.

تشخیص نقاط ضعف و نشتی

در طول فرآیند اعمال فشار، نقاط ضعف، نشست‌ها و نشتی‌ها در ساختار لوله‌ها قابل تشخیص هستند. این موارد می‌توانند به صورت ظاهری با نشت آب یا مایع از محل نشت یا از طریق روش‌های فلورسنت (استفاده از ماده روشنگر) تشخیص داده شوند.

اصلاحات و رفع نقاط ضعف

در صورت تشخیص نقاط ضعف و نشتی در لوله‌ها، اقدامات اصلاحی برای رفع مشکلات انجام می‌شود. این شامل ترمیم ترک‌ها، جایگزینی اتصالات ناصحیح یا اجرای مجدد جوش‌های نادرست است.

آزمایش تجزیه فنی

آزمایش تجزیه فنی یکی از روش‌های معتبر و رایج برای ارزیابی خواص مکانیکی لوله‌ها و تمایز لوله‌های مانیسمان از لوله‌های درزدار در صنعت پایپینگ است. در این آزمایش، خواص فیزیکی و مکانیکی لوله‌ها از جمله مقاومت خمشی، مقاومت کششی و انعطاف پذیری بررسی می‌شوند.

تست کشش و خمش لوله‌ها

در این آزمایش، لوله‌ها تحت بارگذاری تنش‌های کششی و خمشی قرار می‌گیرند. از این طریق می‌توان خصوصیات مکانیکی کلی لوله‌ها مانند شدت مقاومت به کشش و خمش، مدول جوانی و رفتار الاستیک لوله‌ها را تعیین کرد.

تست انعطاف پذیری و تغییر شکل لوله‌ها

در این آزمایش، قابلیت انعطاف پذیری و تغییر شکل لوله‌ها در مقابل استفاده و اعمال نیروهای دینامیکی بررسی می‌شوند. این آزمایش می‌تواند به خوبی نشان دهد که آیا لوله‌ها قادر به انجام جابه‌جایی‌های متناوب است یا نه.

در طول آزمایش تجزیه فنی، مقادیر اندازه‌گیری شده و مشخص شده از لوله‌ها با مقادیر استاندارد مقایسه می‌شود تا تفاوت‌ها و تمایزهای میان لوله‌های بدون درز و درزدار مشخص شود. این آزمایشات به عنوان روش‌های کمی و محدود نیستند، بلکه به مهندسان پایپینگ کمک می‌کنند تا خواص مکانیکی لوله‌ها را ارزیابی کنند و لوله‌هایی را انتخاب کنند که بهترین عملکرد و استحکام را در نیازهای صنعتی خود دارند.

آزمایش اولتراسونیک(Ultrasonic Testing)

اصول کار و روش انجام آزمایش اولتراسونیک

در آزمایش اولتراسونیک، تولید و تشخیص امواج فراصوت با استفاده از دستگاه‌های خاصی مثل پراکنده‌سازها و دستگاه‌های سنجش استفاده می‌شود. امواج فراصوت از لوله‌ها عبور می‌کنند و با دریافت بازتاب این امواج، مشخص می‌شود که آیا لوله دارای ترک یا نقص است یا خیر.

تشخیص ترک‌ها و نقص‌ها با استفاده از امواج فراصوت

امواج فراصوت می‌توانند ترک‌ها، نشست‌ها، نشتی‌ها و نقاط ضعف در لوله‌ها را تشخیص دهند. با تحلیل بازتاب امواج فراصوت و استفاده از روش‌های پردازش سیگنال، ترک‌ها و نقص‌های دقیقی مانند ترک‌های خوردگی، ترک‌های تراکمی و ترک‌های برشی قابل تشخیص هستند.

آزمایش اولتراسونیک به دلیل دقت بالا و قابلیت تشخیص حساس به نقاط ضعف، به عنوان یک روش مورد اعتماد در صنعت پایپینگ محسوب می‌شود. این روش قادر است تا خطاها و نقایص را به صورت غیرمخرب تشخیص داده و بدون نیاز به تخریب لوله‌ها، صرفه‌جویی در هزینه و زمان را ممکن سازد.

آزمایش رادیوگرافی(Radiographic Testing)

روش‌ها و تجهیزات مورد استفاده در آزمایش رادیوگرافی

آزمایش رادیوگرافی به اندازه کافی حساس است تا بتواند ترک‌ها، جرم‌های خارجی، جوش‌های نادرست، نقاط ضعف و نشتی‌ها را در لوله‌ها تشخیص دهد. دستگاه‌های رادیوگرافی شامل منابع پرتوی X و گاما، آشکارسازهای حساس، و تجهیزات تصویربرداری مانند فیلم‌برداری با رادیوگرافی و دستگاه‌های دیجیتال برای تولید تصاویر تماشایی است.

تشخیص خطاها و نقایص در لوله‌ها با استفاده از آزمایش رادیوگرافی

با تشخیص و تحلیل تصاویر رادیوگرافی، عیوب و خطاهای موجود در لایه‌های داخلی لوله‌ها کشف می‌شوند. از جمله خطاها و نقایص می‌توان به ترک‌ها، جرم‌های خارجی، جوش‌های نادرست، نقاط ضعف و نشتی‌ها اشاره کرد. با مقایسه تصاویر رادیوگرافی با استانداردها و نمودارها، تمیز ترک‌ها و خطاها مشخص می‌شوند و به طور کلی وجود خطا یا نقص در لوله قابل تشخیص است.

آزمایش رادیوگرافی به دلیل قابلیت تشخیص خطاها و نقایص با رزولوشن بالا، در صنعت پایپینگ مورد توجه قرار دارد. این روش غیرمخربی است که به مهندسان پایپینگ کمک می‌کند ترک‌ها و خطاهای در لوله‌ها را به صورت دقیق تشخیص داده و از عملکرد لوله‌ها اطمینان حاصل کنند.

آزمایش ترموگرافی(Thermographic Testing)

اصول و کاربردهای آزمایش ترموگرافی

آزمایش ترموگرافی بر مبنای تشخیص و ثبت میدان دمایی سطح لوله‌ها استوار است. این آزمایش از امواج تابشی مانند فروسرخ و مادون قرمز استفاده می‌کند و با تشخیص تغییرات دمایی و همگنی سطح لوله‌ها، نقاط ضعف و تغییرات حرارتی را تشخیص می‌دهد.

تشخیص تغییرات دمایی و نقاط ضعف با استفاده از تصاویر حرارتی

با استفاده از تصاویر حرارتی که توسط دستگاه‌های ترمال ایمیجینگ (ترموگرافی) ثبت می‌شوند، تغییرات دمایی و نقاط ضعف در لوله‌ها تشخیص داده می‌شوند. با تجزیه و تحلیل تصاویر حرارتی و تعیین الگوهای حرارتی نقاط ضعف، مشخص می‌شود که آیا لوله دارای نقصی مانند ترک، نشتی یا نقص ساختاری است یا خیر.

آزمایش ترموگرافی به دلیل قابلیت تشخیص دقیق و غیرمخرب مشکلات حرارتی و نقاط ضعف، در صنعت پایپینگ بسیار مورد توجه قرار دارد. این روش با توجه به قابلیت تصویربرداری غیرمخرب، کارآیی بالا و قابلیت استفاده در شرایط عملیاتی مختلف، به مهندسان پایپینگ کمک می‌کند تا با اطمینان از صحت عملکرد لوله‌ها و تشخیص ضعف‌های حرارتی، خطرات احتمالی را به حداقل برسانند.

محلول فلورسنت پنترانت (Fluorescent Penetrant)

محلول مغناطیسی (Magnetic Particle)

محلول تست هلیوم (Helium Leak)

جمع بندی

روش‌های غیرمخرب، ابزارهای موثری برای تشخیص لوله‌های بدون درز و تمایز آن‌ها از لوله‌های درزدار در صنعت پایپینگ می‌باشند. این روش‌ها به کمک اصولی همچون امواج فراصوت، رادیوگرافی و مغناطیسی، تشدید سونار و آنالیز تصاویر ترموگرافی، قادرند به طور دقیق محل وجود درزها را تشخیص داده و تمایز آن‌ها را از لوله‌های بدون درز بکنند.

تحقیقات بسیاری پیرامون روش‌های غیرمخرب صورت گرفته است که نشان می‌دهد این روش‌ها قادر به شناسایی لوله‌های بدون درز با دقت بالا و بروزرسانی‌های دوره‌ای هستند. با استفاده از این روش‌ها، می‌توان از لوله‌های درزدار و ضعیف در صنعت پایپینگ جلوگیری کرده و از حوادث ناگوار جلوگیری نمود.

استفاده از روش‌های غیرمخرب در صنعت پایپینگ مزایای بسیاری دارد، از جمله صرفه‌جویی در زمان و هزینه، کاهش خطرات برای کارکنان، حفظ سلامت و تمامیت ساختار لوله‌ها و افزایش کیفیت و عمر کاربرد لوله‌های بدون درز.

با توجه به پیشرفت فناوری در روش‌های غیرمخرب، امکان بهبود روش‌های موجود و ارتقاء دقت و سرعت تشخیص لوله‌های بدون درز و تمایز آن‌ها از لوله‌های درزدار وجود دارد. تحقیقات بیشتر و همکاری بین صنعت و علم، می‌توانند منجر به پیشرفت بیشتر در این حوزه شوند.

بنابراین، می‌توان نتیجه گرفت که استفاده از روش‌های غیرمخرب در تشخیص و تمایز لوله‌های بدون درز و لوله‌های درزدار، امکان دستیابی به ساختاری قوی‌تر و امن‌تر در صنعت پایپینگ را فراهم می‌کند.