Basınçlı Gemi Arızaları: Yaygın nedenler ve bunların nasıl önleneceği

Basınçlı gemiler petrol ve gaz, kimyasal işleme, enerji üretimi, ilaç ve gıda üretimi gibi endüstrilerdeki kritik bileşenlerdir. Önemlerine rağmen, basınç kapları başarısız olursa ciddi güvenlik tehlikeleri oluşturabilirler. Katastrofik başarısızlıklar sadece üretim kesinti süresine yol açmakla kalmaz, aynı zamanda çevresel felaketlere ve insan yaşamının kaybına da neden olabilir.

1. Basınçlı gemi arızalarının ortak nedenleri
1.1 Korozyon ve erozyon
Korozyon, genellikle neme, kimyasallara veya agresif ortamlara maruz kalma nedeniyle malzemelerin kimyasal veya elektrokimyasal bozulmasıdır. İç korozyon, aşındırıcı sıvıları veya gazları idare eden damarlarda yaygındır, yalıtım nemi yakaladığında dış korozyon meydana gelebilir.

Öte yandan erozyon, özellikle viraj, eklemler ve giriş/çıkış noktalarında, kabı duvarları fiziksel olarak yıplayan yüksek hızlı sıvı veya partikül maddeden kaynaklanır.

Dikkate değer riskler:

Yalıtım altında korozyon (CUI)

Farklı metallere bağlı galvanik korozyon

Durgun bölgelerde çukur ve çatlak korozyonu

Sonuçlar:

Duvar inceltme

Sızıntı veya kopma

Tam yapısal başarısızlık

1.2 Yorgunluk ve stres çatlaması
Basınçlı gemiler genellikle zaman içinde yorgunluk arızasına yol açabilecek döngüsel yükleme - düzenli basınç ve basınçlandırma - altında çalışır. Malzemelerdeki veya kaynaklardaki küçük kusurlar bile tekrarlanan stres altında çatlaklara dönüşebilir.

Çekme gerilimi ve aşındırıcı bir ortam birleştiğinde stres korozyonu çatlaması (SCC) meydana gelebilir. Bu tür çatlamaların tespit edilmesi genellikle zordur, ancak ani başarısızlıklara yol açabilir.

Risk Faktörleri:

Dalgalanan basınç ve sıcaklık

Uyumsuz malzemeler

Kaynaktan kalıntı gerilmeler

Önleme:

Tasarım sırasında doğru yorgunluk analizi

SCC'ye dayanıklı alaşımların kullanımı

Stresleri hafifletmek için WELD sonrası ısı işlemi (PWHT)

1.3 Üretim kusurları
Yanlış üretim süreçleri aşağıdakiler gibi kusurlar getirebilir:

Eksik kaynak penetrasyonu

Cüruf kapanımları

Yanlış ısı işlemi

Boyutsal sapmalar

Bu kusurlar, imalat veya devreye alma sırasında tespit edilmezse, hizmet sırasında baskı ve stres altında yayılabilir.

Gerçek dünya örnekleri:

Kaynak kusurlarından kaynaklanan çatlaklar

Kompozit damarlarda delaminasyon

Flanşların veya nozulların yanlış hizalanması

Üretim sırasında kalite güvencesi ve tahribatsız test (NDT) esastır.

1.4 Tasarım kusurları
Üretim mükemmel olsa bile, tasarım hataları bir basınçlı gemiyi savunmasız hale getirebilir. Bu şunları içerir:

Cılız duvar kalınlığı

Yetersiz güvenlik faktörleri

Zayıf nozul yerleştirme veya destek tasarımı

Dinamik yükleri veya termal genişlemeyi göz ardı etmek

Eski tasarım kodlarını veya gerçek operasyonel koşullara bakan kullanmak genellikle erken başarısızlıklara yol açar.

1.5 aşırı basınç olayları
Damar rüptürünün yaygın bir nedeni, aşağıdakilerden kaynaklanabilecek aşırı basınçlandırmadır:

Engellenen çıkışlar

Başarısız Kontrol Vanaları

Kaçak kimyasal reaksiyonlar

Operatör hatası

Basınç tahliye sistemi başarısız olursa veya yanlış boyutlandırılırsa, gemi aşırı basınca dayanmayabilir.

Sonuçlar:

Patlamalar

Yangın tehlikeleri

Uçan şarapnel

Uygun basınç tahliye cihazları ve arıza artışları kritiktir.

1.6 Kötü bakım ve muayene
Zamanla, kontrolsüz bırakılırsa malzemeler bozulur ve küçük sorunlar artabilir. Rutin denetimleri atlamak veya önleyici bir bakım programından yoksun olmak, tespit edilmemiş damar bozulmasının en yaygın nedenlerinden biridir.

Sık sık kaçırılan uyarı işaretleri şunları içerir:

Sızan flanşlar veya vanalar

Olağandışı titreşimler

Çarşamba veya pas çizgileri

İhmal:

Ani Sızıntılar

Çevresel kontaminasyon

Personele güvenlik tehlikeleri

2. önleme stratejileri
2.1 Düzenli muayene ve test
Rutin denetimler, kritik hale gelmeden önce erken aşama hasarını tespit etmeye yardımcı olur. Teknikler şunları içerir:

Ultrasonik Test (UT): Duvar kalınlığını ölçer ve dahili kusurları tespit eder

Radyografik Test (RT): Gizli çatlakları veya kapanımları tanımlar

Manyetik Parçacık Denetimi (MPI): Ferromanyetik malzemelerde yüzey çatlakları için kullanışlı

Hidrostatik Test: Sızıntıları veya zayıflıkları kontrol etmek için gemiyi su ile basınçlı hale getirir

Öneri: ASME, API 510 veya yerel düzenlemeler tarafından belirlenen denetim aralıklarını takip edin.

2.2 Uygun malzeme seçimi
Maddi seçim hayati önem taşır. Farklı uygulamalar farklı özellikler gerektirir, örneğin:

Paslanmaz çelik: Mükemmel korozyon direnci, yiyecek/ilaç için iyi

Karbon çeliği: uygun maliyetli ancak korozyona daha yatkın

Hastelloy, Inconel veya Titanyum: Oldukça aşındırıcı veya yüksek sıcaklıklı ortamlar için

Uyumlu malzemelerin seçilmemesi erken bozulmaya yol açabilir.

2.3 Kalite Üretimi
Aşağıdakilere uyan üreticilerle ortak olun:

ASME Kazan ve Basınç Kodu Kodu

ISO 9001 Kalite Yönetim Sistemleri

Sertifikalı Kaynakçılar ve Prosedürler (WPS/PQR)

İpuçları:

Üçüncü taraf muayenesinde ısrar edin

Malzeme Test Raporlarını (MTR'ler) ve imalat çizimlerini gözden geçirin

2.4 Standartlara göre tasarım
Tasarım aşağıdaki gibi kapsamlı standartlara dayanmalıdır:

ASME Bölüm VIII (Div 1 ve 2)

Avrupa için PED (Basınç Ekipmanı Direktifi)

Belirli depolama uygulamaları için API 650/620

Tasarım faktörleri:

Güvenlik marjları

Yorgunluk analizi

Korozyon ödeneği

Uygunsa sismik ve rüzgar yükleri

2.5 Güvenlik cihazlarını yükleyin
Her basınçlı kabın aşağıdakilerle korunması gerekir:

Basınç tahliye vanaları (PRV'ler): Aşırı basıncı otomatik olarak bırakın

Rüptür Diskleri: Kritik Basınç Altında Kırılan Başarısız Güvenli Cihaz

Basınç ve sıcaklık sensörleri: Alarm veya kapatma sistemlerine bağlı

Bu güvenlik cihazlarının periyodik testi ve yeniden kalibre edilmesi esastır.

2.6 Eğitim ve Standart Çalışma Prosedürleri (SOPS)
Operatörler ilk savunma hattıdır. Sağlamak:

Devam eden teknik eğitim

Acil müdahale tatbikatları

Normal ve anormal koşullar için açık, erişilebilir SOP'lar

İnsan hatası gemi başarısızlığına önemli bir katkıda bulunur - eğitim bu riski en aza indirir.

3. Basınçlı hat arızalarının vaka çalışmaları
Dava 1: BP Texas City Rafineri Patlaması (2005)
Neden: Hatalı seviye göstergeleri ve alarmları nedeniyle bir kulede aşırı basınç.

Sonuç: 15 ölüm, 180 yaralanma.

Ders: Her zaman enstrümantasyonu doğrulayın ve gereksiz güvenlik sistemlerini yükleyin.

Durum 2: Tahıl Silo Patlaması
Neden: Toz birikimi basınç artışına ve ateşlemeye yol açtı.

Sonuç: Toplam tesis kaybı.

Ders: Küçük muayene sorunlarını görmezden gelmek büyük kayıplara yol açabilir.