تست مخازن هوای فشرده

کمپرسور و هوای فشرده

کمپرسورها ماشینهای تراکم هوا میباشند که انرژی مکانیکی که به آنها داده میشود را به صورت انرژی پتانسیل هوای فشرده در میآورند. کمپرسورها از نظر فرایند متراکمسازی به دو دسته کمپرسورهای جابجایی مثبت و کمپرسورهای دینامیکی تقسیم میشوند. در کمپرسورهای جابجایی مثبت، فشار هوا با کاهش حجم افزایش مییابد. کمپرسورهای پیستونی و اسکرو از متداولترین نوع این کمپرسورها میباشند. اما کمپرسورهای سانتریفیوژ با دادن شتاب به ذرات هوا و سپس برخورد این ذرات انرژی جنبشی را به فشار تبدیل میکنند. کمپرسورهای دینامیکی در مواقعی که احتیاج به ،Diffuser با هوای فشرده با ظرفیتهای بالا و فشارهای متوسط است بکار گرفته میشوند.و هوای فشرده

کمپرسور اسکرو

کمپرسورهای نوع اسکرو از متداولترین نوع کمپرسورهای هوا میباشند. در این نوع کمپرسور، هوا در یک مارپیچ حلزونی فشرده میشود. از آنجایی که در کمپرسور اسکرو روغنی، هوا با روغن در واحد جدا شده و پس از خنک شدن و Oil Separator هواساز مخلوط و فشرده میشود، روغن باید در قسمت فیلتراسیون، مجدداً به چرخه تراکم باز گردد.

توسط آب یا هوا خنک میشود. هوای خروجی از After Cooler در Oil Separator هوای خروجی از هواساز کمپرسور به صورت هوای کاملاً اشباع با درجه حرارت بالا میباشد. در قسمت کولر، دمای هوا تا ١٠ درجه سانتیگراد بالاتر از هوای محیط خنک میشود ولی این هوا هنوز قابلیت استفاده در صنعت را ندارد و باید با استفاده از خشک کن های تبریدی یا جذبی، میزان آب موجود در آن کاهش داده شود. آب اصلیترین و مهمترین عامل آسیبهای جدی به دستگاههای توزیع کننده و مصرفکننده هوا میباشد.

 مخزن هوای فشرده :

هوای فشرده با هر نوع کمپرسوری که تولید شود باید برای جلوگیری از شوکهای لحظه ای در زمان ذخیره شود. در (Air Receiver) مصرف و متعادل نمودن فشار در خط انتقال، در مخازن هوای فشرده کمپرسورهای سیار، مخزن بر روی شاسی دستگاه نصب میشود اما در کمپرسورهای ثابت و پرحجم، این مخزن در محلی جدا و معمولاً بعد از دستگاه سردکننده انتهایی قرار دارد.

هر چند هوای فشرده شده قبل از خروج از دستگاه توسط سیستمهای خنک کننده و خشک کن،سرد و خشک میشود ولی هنوز دارای رطوبت است و به قدر لازم خنک نگردیده است. لذا قبل ازفرستاده شدن هوا در شبکه، باید در مخزنی ذخیره شود تا هم به آن فرصت سرد شدن داده شود و همآب و روغن جمع شده در کف مخزن تحت فشار، بوسیله شیری خودکار یا دستی که در کف مخزن نصب شده است، تخلیه گردد.

و زمانی هم که سایر گازهای مخرب وارد مخزن میشود SO2 هوا به همراه عوامل خورندهای از قبیل: رطوبت، گاز و سطوح داخلی آن را تحت تاثیر خوردگی قرار میدهد. سرعت و فشار بالای هوا نیز میتواند مشکلاتی در ارتباط با سایش سطوح داخلی بر اثر برخورد شدید ذرات معلق به وجود آورد. علاوه بر عوامل خورنده و سایندهای که مخزن هوای فشرده در معرض آن قرار دارد چنین مخازنی به طور معمول باید حداقل فشاریدر حدود ۶-۹ bar را تحمل نمایند.

اهمیت و کاربرد وسیع مخازن تحت فشار از جمله مخازن هوای فشرده در صنایع و شدت حوادث ناشی از این وسایل سبب شد استانداردهای مختلف در طراحی مخازن تحت فشار در کشورهای مختلف وضع شود تا طراحی و ساخت چنین مخازنی طبق قوانین کنترل شده انجام شود تا بهمراه بازرسیهای ادواری از چنین تجهیزاتی، بستر مناسبی برای پیشگیری از حوادث محتمل فراهم شود. استاندارد انجمن یکی از پیشرفتهترین استانداردها در این زمینه میباشد. (ASME) مهندسین مکانیک آمریکا مخازن تحت فشار، ظروف بدون نشتی هستند که بسته به کاربردشان، موادی به صورت مایع یا گاز با فشار و درجه حرارت مختلف در آنها وارد میشود و میتوانند به شکلهای مختلفی نظیر استوانهای، کروی، بیضوی یا ترکیبی از آنها باشند. امروزه در صنایع گوناگون و بویژه در استخراج معادن بطور وسیعی از مخازن و تجهیزات تحت فشار پنوماتیک استفاده میشود.

پوسته های استوانه ای در ساخت چنین مخازنی از رول کردن ورقهای استاندارد، به عرضهای معلوم و در ضخامت های مختلف ساخته میشوند. در بسیاری از موارد نمیتوان با رول کردن تنها یک ورق مخزن را ساخت. در چنین مواردی از دو یا چند کورس ورق باید استفاده شود.

روال ساخت مخازن تحت فشار که شامل ذوب، شمش، آهنگری، عملیات حرارتی، ماشینکاری، آزمایش خواص مکانیکی ورق، جوشکاری، اجرای تستهای غیرمخرب، مونتاژ قطعات و در نهایت اجرای تست هیدرواستاتیک و آزمونهای غیرمخرب نهایی میباشد، نمایش داده شده است.

مخازن تحت فشار مرسوم در صنعت معمولاً به شکل استوانهای یا کروی ساخته میشوند. مخازن هوای فشرده اغلب از نوع استوانهای میباشند. مخازن استوانهای تحت فشار به صورت افقی و عمودی وجود دارند. یک مخزن تحت فشار معمولاً از اجزای ذیل تشکیل میشود.

۱- پوسته استوانهای که از رول کردن ورق ساخته میشود.

۲-عدسی های انتهایی که با فرم دادن ورق ساخته میشوند.

۳- تکیه گاه مخازن که در مخازن افقی

۴- لوله ها و فلنج ها

بازرسی فنی برای مخازن هوای فشرده

ممکن است انواع نقص ها در ماده یا قطعه مورد استفاده به اندازه های مختلف در طول زمان بهره برداری بوجود آید. ماهیت و اندازه نقص میتواند بر کارکرد ایمن آتی وسیله مورد استفاده تاثیر زیادی داشته باشد.

بنابراین برای آشکارسازی نقص ها و تعیین آهنگ رشد آنها در حین عمر کاری هر وسیله، باید روش های مدونی وجود داشته باشد.با استفاده از اصول اولیه فیزیکی، شماری از سیستم های بازرسی غیر چشمی ساخته شده اندکه بدون تغییر یا تخریب قطعات و مجموعه های مورد آزمایش، دانسته های مربوط به کیفیت ماده را به دست میدهند.

– آزمون اولتراسونیک

استفاده از امواج مافوق صوت (اصواتی با فرکانس بیش از گستره شنوایی انسان) و ارسال انرژی صوتی پر فرکانس به داخل محیط اندازه گیری، یکی از روشهای موثر در بازرسی از مخازن هوای فشرده در طول زمان بهره برداری است که برای تعیین ضخامت باقی مانده از ورق پوسته به منظور تعیین حداکثر فشار. مجاز کاری آنها بکار میرود .

بررسی های اولتراسونیک بر روی طیف وسیعی از مواد مختلف نظیر:

مواد ریخته گری شده، آهنگری شده، جوشکاری شده میتوانند انجام شوند و اطلاعات زیادی از قبیل مقدار ضخامت، محل ناپیوستگی های موجود (ترک، درزه، شکاف) و ویژگیهای آکوستیک جسم مورد بررسی در آزمایش اتاولتراسونیک بدست می آیند.

انتشار امواج مکانیکی در یک محیط کشسان و همگن با سرعت ثابت انجام میشود و مقدارسرعت به ویژگی های فیزیکی محیط مربوط است و به شکل موج و دامنه آن بستگی ندارد. مثلاً سرعت متوسط صوت در فولاد تقریباً ۵٩٢٠ متر بر ثانیه است.برای انتقال امواج مکانیکی مثل صوت، محیط مادی لازم است تمام محیط های مادی مانند فولاد،دارای خواص کشسانی هستند و لذا میتوانند امواج مکانیکی را انتقال دهند. خاصیت کشسانی محیط باعث می شود که در هر جزئی از محیط که از وضعیت تعادلش جابجا شود، نیروهای بازگرداننده ایجاد گردد.

اینرسی تعیین می کند که واکنش این جز جابجا شده در برابر نیروهای بازگرداننده چگونه باشد. این دو عامل یعنی خاصیت اینرسی و کشسانی محیط، سرعت موج را تعیین میکنند.رفتار امواج مافوق صوت مشابه امواج نور است و میتوانند منعکس، منکسر یا متمرکز شوند.

پدیدههای انعکاس و انکسار در برخورد امواج به سطح ما بین دو محیط با ویژگیهای آکوستیکی متفاوت،رخ میدهد. انعکاس امواج مافوق صوت از سطح دیواره پشت ورق، میتواند در تعیین ضخامت آن استفاده شود. از روی زمان گذر صدا از یک محیط، میتوان مسافت عبور صدا را از آن محیط بدست آورد.

ترانسدیوسر، یک قطعه پیزوالکتریک است که از آن برای تبدیل انرژی الکتریکی تولید شده از باطری به ارتعاشات مکانیکی (صدا) استفاده میشود. از ترانسدیوسر هم برای ارسال و هم دریافت انرژی صوتی استفاده میشود.

روشهای گوناگونی برای اجرای آزمون ضخامت سنجی اولتراسونیک وجود دارد. به طورمعمول از تکنیک پالس – اکو که خاص مواردی است که فقط یک سطح از ماده مورد آزمایش در دسترس است در بازرسی فنی و ضخامت سنجی مخازن هوای فشرده استفاده میشود.

– تست هیدرواستاتیک

تست هیدرواستاتیک یکی از آزمونهای مرسوم در بازرسی از مخازن تحت فشار است که هم در کارخانه سازنده مخزن و هم در زمان بهره برداری در دوره های زمانی مشخص شده در آیین نامه های حفاظتی، بعداز تست ضخامت سنجی باید انجام شود.

بستن همه اتصالات مخزن با فلنج کور (به غیر از ورودی آب و مانومتر)، پر کردن مخزن از آب،١ برابر فشار کاری داشته باشد. همگی / فراهم کردن پمپی که قابلیت بالا بردن فشار آب را در مخزن تا ۵ از آماده سازی های لازم قبل از تست میباشند.

از آنجایی که آب سیالی تقریباً تراکم ناپذیر است، در صورت وجود عیبی در بدنه ظرف، خطری در زمان آزمایش وجود نخواهد داشت. در صورتی که این آزمایش با سیال تراکم پذیری مثل هوا انجام شود، ازآنجایی که گازها میتوانند تا چند صد بار حجم اولیه متراکم شوند در صورت وجود نقص در بدنه یا جوش ها،خطر بروز انفجار بسیار مهیبی وجود خواهد داشت. لذا باید قبل از افزایش فشار، از هواگیری کامل مخزن. اطمینان یافت.

۱ برابر حداکثر فشار کاری افزایش / بعد از انجام آماده سازی های لازم، فشار آب توسط پمپ تا ۵ می یابد. مخزن، فشار اعمالی را باید حداقل به مدت ٣٠ دقیقه بدون هیچ اثری از تغییر شکل و یا نشت با فشار ثابت تحمل کند.فشار همه جانبه ای که در حین آزمایش هیدرواستاتیک به پوسته، کله گیها و جوشهای ظروف تحت فشار اعمال میشود یکی از بهترین روشهای تشخیصی برای اطمینان از صحت عملکرد ظروف تحت فشار میباشد.