بازرسی و آزمون شیرهای صنعتی به ویژه در صنعت نفت وگاز

در صنایع حساس مانند نفت، گاز و پالایشگاهی، ایمنی و قابلیت اطمینان تجهیزات انتقال و کنترل سیالات از اولویت‌های اصلی است. شیرآلات صنعتی به عنوان یکی از مهم‌ترین عناصر سیستم‌های فشار، نقش حیاتی در جلوگیری از نشتی، کنترل جریان و ایمنی عملیات دارند.

بنابراین، بازرسی و آزمون شیرها پیش از تحویل و نصب، یک فرآیند ضروری و غیرقابل چشم‌پوشی محسوب می‌شود. این فرآیند نه تنها اطمینان از کیفیت ساخت و عملکرد شیر را فراهم می‌کند، بلکه به عنوان یک مدرک قانونی و فنی، گواهی از مطابقت محصول با الزامات فنی، استانداردها و قراردادهای بین طرفین عمل می‌کند.

هنگام خرید شیرآلات صنعتی به ویژه شیرهای پالایشگاهی بایستی به موارد ازجمله ایمنی و تست های انجام شده روی شیرآلات توجه کرد. ولوسند تخصصی ترین مرکز فروش انواع تجهیزات نفت وگازمحصولات خود را با گواهینامه های معتبر به فروش می رساند .

اهمیت برنامه بازرسی و آزمون (ITP)

برای اطمینان از کنترل کامل فرآیند ساخت و تست شیرآلات، یک برنامه بازرسی و آزمون (Inspection and Test Plan – ITP) بین سازنده و خریدار توافق می‌شود. این سند یک نقشه راه فنی است که تمامی مراحل بازرسی، الزامات، مراجع، حدود پذیرش (Acceptance Criteria)، نوع آزمون‌ها، مدت زمان، سیال مورد استفاده و مدارک مورد نیاز را به صورت جامع و منظم مشخص می‌کند.

وجود ITP به ویژه در پروژه‌های بزرگ صنعتی، از جمله پروژه‌های نفت و گاز، ضروری است، زیرا این سند به عنوان مرجع قانونی در صورت بروز اختلاف یا مشکل، مبنای تصمیم‌گیری است. ITP به طور خاص، مراحلی مانند بازرسی اولیه مواد، بازرسی فرآیند ساخت، آزمون‌های فشار، آزمون‌های نشتی، آزمون‌های خاص (مانند آنتی استاتیک یا آتش) و نهایتاً صدور گواهی تست را پوشش می‌دهد.

این ITP کلیه مراحل بازرسی، مراجع، الزمات، حد پذیرش و مدارک مورد نیاز در مورد شیرآلات صنعتی را در خود جای می دهد.

تصویر زیر نمونه ای از یک ITP برای شیرآلات صنعتی است.

 استانداردهای معتبر در بازرسی و آزمون شیرها

استانداردهای بین‌المللی و ملی نقش کلیدی در تنظیم فرآیندهای بازرسی و آزمون شیرهای صنعتی ایفا می‌کنند. یکی از مهم‌ترین این استانداردها،API 598  است که به عنوان استاندارد اصلی برای آزمون شیرهای صنعتی در صنایع نفت و گاز شناخته می‌شود. این استاندارد شامل آزمون‌های فشار، نشتی، عملکرد آب‌بندی و آزمون‌های خاص برای انواع شیرها می‌شود، از جمله:

• شیرهای دروازه‌ای (Gate Valves)
• شیرهای بشقابی (Butterfly Valves)
• شیرهای توپی (Ball Valves)
• شیرهای پروانه‌ای (Plug Valves)
• شیرهای کنترلی و ایمنی

علاوه بر API 598، استانداردهای دیگری مانند API 6D (برای شیرهای نفت و گاز)، ASME B16.34 (برای شیرهای فلزی)، EN 12266 (استاندارد اروپایی) و ISO 5208 نیز در فرآیند بازرسی و آزمون مورد استفاده قرار می‌گیرند. هر استاندارد، الزامات خاص خود را برای نوع شیر، فشار کاری، دمای عملیاتی، مواد ساخت و نوع آزمون‌ها دارد.

همانطور که گفته شد تست های شیرآلات صنعتی و پالایشگاهی براساس استاندارد های موجود در طراحی شیرآلات متفاوت است مشابه استاندارد های طراحی لوله صنعتی و فلنج های صنعتی، شیرها هم استاندارد های خاص خودش را دارد.

اغلب این استاندارد ها تست های متتوعی را شامل می شود که برای مثال می توان این ارزیابی ها را اشاره کرد :

• تست بدنه Shell test
• تست basket
• تست فشار پایین مجرا بند Low-Pressure Closure Test
• تست فشار بالای مجرا بند High-Pressure Closure Test
• تست فشار بالای مجرابند شیرها
• آزمایش ظاهری ریخته گری
• تست پنوماتیک فشار بالای بدنه High-Pressure Pneumatic Shell Test

این ارزیابی ها در شرایط خاصی اجرا می شود و عوامل متعددی از نوع سیال، فشار سیال، مدت زمان و … در انجام آن مورد توجه قرار می گیرند.

انواع آزمون‌های فشار و بازرسی شیرها

تست بدنه (Shell Test)

این آزمون اصلی‌ترین آزمون فشاری است که برای اطمینان از سلامت بدنه شیر انجام می‌شود. در این تست، شیر در حالت نیمه باز قرار داده می‌شود و از دو طرف آن Blind (بسته) می‌شود. فشار تست (معمولاً 1.5 برابر فشار کاری یا مطابق استاندارد) به مدت زمان مشخص (معمولاً 10 تا 30 دقیقه) به بدنه اعمال می‌شود.

در طول تست، هیچگونه نشتی از بدنه، جوش‌ها یا ناحیه Bonnet Gasket مجاز نیست. این آزمون نشان می‌دهد که بدنه قادر به تحمل فشارهای بالا بدون ترک یا نشتی است.

تست نشتی مجرا بند (Closure Test)

این آزمون به منظور بررسی عملکرد آب‌بندی شیر در حالت بسته انجام می‌شود. شیر در حالت کاملاً بسته قرار می‌گیرد و از یک طرف Blind می‌شود. فشار تست (معمولاً 1.1 برابر فشار کاری) به مدت زمان مشخص (معمولاً 5 تا 15 دقیقه) اعمال می‌شود.

در این حین، نشتی از ناحیه نشیمنگاه (Seat) و مجرابند (Stem Packing) مورد بررسی قرار می‌گیرد. مقدار نشتی باید در حد مجاز استاندارد (مثلاً در API 598، مقدار نشتی برای شیرهای فلز به فلز بسیار کم است) باشد.

تست فشار پایین و بالای مجرا بند (Low-Pressure & High-Pressure Closure Test)

این دو آزمون به ترتیب برای بررسی عملکرد آب‌بندی در فشارهای مختلف انجام می‌شوند. آزمون فشار پایین (معمولاً 1.1 برابر فشار کاری) برای شیرهایی که در فشارهای کم کار می‌کنند، و آزمون فشار بالا (معمولاً 1.5 برابر فشار کاری) برای شیرهای فشار بالا است.

این آزمون‌ها به ویژه در شیرهای توپی و دروازه‌ای که نیاز به آب‌بندی بسیار دقیق دارند، حیاتی هستند.

تستBaskets

این آزمون به منظور اطمینان از عملکرد صحیح نیم‌بند (Baskets) در شیرهای دروازه‌ای و بشقابی است. شیر در حالت کاملاً باز قرار می‌گیرد و از دو طرف Blind می‌شود. در این حالت، Gland (سیستم فشاردهنده بسته‌بندی) کاملاً شل می‌شود تا ساقه شیر به طور کامل آزاد باشد.

سپس فشار تست (معمولاً 1.1 برابر فشار کاری) به مدت زمان مشخص (معمولاً 10 دقیقه) به سیستم اعمال می‌شود. هدف از این تست، بررسی نشتی از ناحیه Stuffing Box (جعبه بسته‌بندی) است. در صورتی که هیچ نشتی از این ناحیه مشاهده نشود، شیر موفق به این آزمون می‌گردد.

تست آنتی استاتیک (Anti-Static Test)

بر اساس استانداردهای API SPEC 6D و API 598، مقاومت الکتریکی بین بدنه شیر و ساقه (Stem) و مجرابند (Seat) نباید بیش از 10 اهم باشد. این آزمون به منظور جلوگیری از تجمع بارهای استاتیکی در شیرهای نفت و گاز طراحی شده است، به ویژه در شرایطی که گاز یا مایعات قابل اشتعال جریان دارند.

در این تست، جریان مستقیم (DC) با ولتاژ حداکثر 12 ولت اعمال می‌شود و مقاومت الکتریکی بین بدنه و ساقه اندازه‌گیری می‌گردد. اگر مقاومت بیش از 10 اهم باشد، سیستم آنتی استاتیک (معمولاً یک سیم اتصال بین ساقه و بدنه) ناقص است و خطر جرقه‌زدگی وجود دارد. این آزمون به ویژه در شیرهای مورد استفاده در خطوط انتقال گاز طبیعی و نفت خام ضروری است.

تست اتش (Fire Test)

این آزمون یکی از مهم‌ترین آزمون‌های ایمنی در صنعت نفت و گاز است و بر اساس استانداردهای API 607،   API 6FA و ISO 10497انجام می‌شود. در این آزمون، شیر به مدت 30 دقیقه در معرض شعله آتش با دمای بین 761 تا 980 درجه سانتی‌گراد قرار می‌گیرد.

هدف از این تست، بررسی عملکرد شیر در شرایط آتش‌سوزی و اطمینان از اینکه شیر پس از قرار گرفتن در معرض آتش، همچنان بتواند به صورت آب‌بندی کامل عمل کند و نشتی از ناحیه نشیمنگاه یا بسته‌بندی نداشته باشد.

این آزمون به ویژه در شیرهای مورد استفاده در پالایشگاه‌ها، معدن‌ها و خطوط انتقال حیاتی است، زیرا در صورت وقوع آتش‌سوزی، شیر باید بتواند به عنوان یک خط دفاعی اولیه عمل کند و از گسترش آتش جلوگیری نماید.

 

این مقاله تنها به تعدادی از ازمایش های مرتبط با شیرآلات اشاره کرد و بخش گسترده و جزئیات متعددی از این بررسی ها باقی مانده است. جهت کسب اطلاعات بیشتر به بخش ویدیوهای شیرآلات صنعتی ما مراجعه کنید.