لماذا يعتبر تحليل السبب الجذري أكثر أهمية من الإصلاح
عادةً ما يتم استبدال أنبوب الغلاية الذي ينفجر خلال ساعات، ولكن إذا لم يتم تحديد آلية التلف، فإن نفس العطل يعود إلى أنبوب مجاور. يعالج تحليل السبب الجذري الأنبوب الفاشل كدليل: مظهر الكسر، والرواسب الداخلية، وسمك مقياس الأكسيد وسجلات كيمياء المياه معًا تحدد ما إذا كان الأنبوب محمومًا أو متآكلًا أو مرهقًا أو ببساطة أقل من الحد الأدنى للجدار الذي يتطلبه القسم الأول من ASME BPVC.
يتم تجميع الأعطال على نطاق واسع إلى آليات قصيرة المدى، والتي تعمل خلال دقائق أو ساعات، وآليات طويلة المدى، والتي تعمل عبر آلاف ساعات التشغيل في درجة الحرارة.
ارتفاع درجة الحرارة على المدى القصير والزحف على المدى الطويل
يؤدي ارتفاع درجة الحرارة على المدى القصير إلى تمزق مفاجئ مع فتحة فم السمكة ذات الشفاه الرفيعة، وقشور داخلية قليلة أو معدومة، وترقق الجدار الشفاف عند الانفجار. يحدث ذلك بسبب التدفق المقيد أو انخفاض مستوى الماء أو وجود أنبوب مسدود أو فشل التحكم الذي يسمح لدرجة حرارة المعدن بتجاوز النطاق الحرج. نظرًا لأن المعدن قد تم أخذه فوق نطاق التحول الخاص به، فإن علم المعادن يُظهر بنية مجهرية متغيرة بالقرب من الفشل، مما يميزه عن الزحف.
ارتفاع درجة الحرارة على المدى الطويل يعمل ببطء. تحت ضغط مستمر عند درجة حرارة معدنية مرتفعة، تتراكم أضرار الزحف التي تظهر على أنابيب ASTM A213 T11 وT22 وT91 والتي تظهر على شكل تشقق طولي وأكسيد بخاري سميك ونمو قطري قابل للقياس. يتم إجراء تقييم الزحف مقابل بيانات تمزق الإجهاد في ASME BPVC، القسم II الجزء D لدرجة حرارة المعدن التصميمي، وتؤدي علامات التحذير العملية إلى زيادة مقياس الأكسيد وزيادة قطر الأنبوب المقاس في نفس المواقع في كل انقطاع.
آليات التآكل والأضرار الناجمة عن الماء
أضرار الهيدروجين:كسر هش مع تشوه بسيط، وغالبًا ما يكون متاخمًا للحام أو الانحناءات. تؤدي الرواسب وانخفاض درجة الحموضة إلى حدوث تفاعل تآكل يؤدي إلى إطلاق الهيدروجين في الفولاذ، مما ينتج عنه تشقق بين الحبيبات يمكن تأكيده عن طريق دراسة المعادن.
التلاعب الكاوية والحمضية:ترقق موضعي أسفل الرواسب المسامية حيث تتركز كيمياء مياه الغلايات، مما يُظهر محيطًا ناعمًا محفورًا على الجانب المائي لجدار الأنبوب المواجه للمدفأة.
التآكل المتسارع التدفق:ترقق الجدار العام بسطح صدفي خالٍ من الأكسيد، وأشد التركيبات خطورة، في المناطق الاقتصادية والضغط المنخفض، وحيث تجتمع سرعة التدفق ودرجة الحرارة.
التآكل بجانب المدفأة:الهدر على السطح الخارجي الناتج عن رماد الوقود وغاز المداخن، الذي يعتمد بشدة على كيمياء الفحم أو النفط، ودرجة حرارة الغاز، والجو المخفض بالقرب من الشعلات.
التعب والاهتزاز والفشل المتعلق باللحام
يظهر التعب الحراري على شكل تشققات محيطية في المواقع ذات التقلبات السريعة في درجات الحرارة، مثل نقاط رش جهاز إزالة الحرارة الزائدة وملحقات الرأس، وينتج عن الإجهاد الحراري الدوري. يؤدي إجهاد الاهتزاز إلى حدوث تشققات في الدعامات والدعامات والوصلات حيث يكون الأنبوب حرًا في الحركة. عادة ما يكون الفشل المرتبط باللحام مشكلة تصنيع أو معالجة حرارية ويتم تقييمه وفقًا للإجراءات المؤهلة ASME BPVC القسم التاسع ومتطلبات المعالجة الحرارية بعد اللحام الخاصة بـ ASME BPVC القسم الأول، نظرًا لأن المعالجة الحرارية المفقودة أو غير الصحيحة تترك منطقة صلبة ومعرضة للتشقق ومتأثرة بالحرارة.
بناء التحقيق في الفشل
إن تسلسل التحقيق القابل للتكرار يستحق أكثر من أي تقنية فحص واحدة:
قم بتسجيل موقع الفشل واتجاهه وموضعه بالنسبة للشعلات ونافخات السخام والملحقات الملحومة.
قم بقياس سمك الجدار حول منطقة العطل وقم بتصوير سطح الكسر قبل أي عملية تنظيف.
جمع الودائع الداخلية ومقياس الأكسيد لتكوين وقياس سمك.
قطع عينة لعلم المعادن، مع الحفاظ على سطح الكسر سليما، وفحص المنطقة المتضررة بالحرارة من اللحامات المجاورة.
قم بمراجعة الأدلة مقابل كيمياء المياه ودرجة حرارة التشغيل وسجلات التدفق للساعات التي سبقت الفشل.
قم بمراجعة حالة التصميم مقابل القسم الأول من ASME BPVC مرة أخرى، لأن كل من التشقق المحيطي والزحف يحتاجان إلى الحد الأدنى من السُمك المحسوب كنقطة مرجعية.
التعليمات
س: ما هو السبب الأكثر شيوعًا لفشل أنبوب الغلاية؟
ارتفاع درجة الحرارة في أشكاله على المدى القصير والطويل، تليها آليات التآكل من جانب الماء والتآكل المتسارع بالتدفق. تمثل هذه العوامل معًا غالبية أعطال أجزاء الضغط في غلايات الطاقة.
س: كيف يتم التمييز بين ارتفاع درجة الحرارة على المدى القصير والضرر الزاحف؟
يؤدي ارتفاع درجة الحرارة على المدى القصير إلى ظهور انفجار رقيق ذو حجم صغير وبنية مجهرية متحولة. يُظهر الضرر الزاحف أكسيدًا سميكًا بجانب البخار ونموًا قطريًا وتكسيرًا يتبع اتجاه الضغط.
س: كيف يبدو تلف الهيدروجين؟
يظهر ككسر هش وسميك الجدران مع عدم وجود أي تشوه بلاستيكي تقريبًا وتشقق بين الحبيبات عند فحص المعادن، ويرتبط عادةً بتراكم الرواسب وكيمياء المياه الحمضية.
س: ما هو المعيار الذي يحدد الحد الأدنى المقبول لجدار الأنبوب؟
ASME BPVC القسم الأول، باستخدام قيم الضغط المسموح بها المنشورة في ASME BPVC القسم II الجزء D لدرجة حرارة المعدن التصميمي ومواصفات الأنبوب المعنية.
س: هل يمكن تصحيح العطل المتكرر في نفس الموقع دون استبدال البنك؟
في بعض الأحيان، ولكن فقط بعد التعرف على الآلية. إذا كان السبب هو تقييد التدفق، أو عدم توازن الموقد، أو رحلة كيميائية، فإن استبدال الأنابيب يؤدي ببساطة إلى إعادة ضبط نفس ساعة الفشل.
