علل و مکانیزم عیوب در تیوب کوره:
عمده عیوبی که در حین بازرسی خارجی تیوب ها مشاهده می شوند عبارتند از :
1- کمانش و اعوجاج در تیوب ها
2- باد کردگی در تیوب ها
3- اکسید اسیون
4- ترک و جدایش
5- خوردگی خارجی
6- مشاهده رسوب های خارجی
عمده علل وقوع واماندگی در تیوب های کوره عبارتند از:
1- خزش به دلیل بهره برداری غیر معمول ، سرعت کم جریان و بر خورد مستقیم شعله با سطح خارجی تیوب می باشد. از جمله عیوب ظاهری که این پدیده باعث وقوع آن می شود خمش و بادکردگی سطح تیوب می باشد.
میزان مجاز کمانش برابر با 5 برابر قطر (S= 5D) و میزان مجاز بادکردگی) (DBulging-D)/D<=(1%-5%
می باشد.
معمولا" عمر تیوب های کوره در اسناد سازنده های تیوب وجود دارد ولی با استفاده از قانون لارسون –میلر می توان عمر باقی مانده تیوب کوره را محاسبه کرد. برای استفاده از قانون لارسون –میلر نمونه برداری از تیوب کوره در ناحیه ای که بیشترین دما و تنش اعمالی وجود دارد انجام می گردد. نمونه را در زمان (t1) و دمای (T1) تحت تنش ثابتی قرار می دهند تا شکست اتفاق بیافتد. در شرایط بهره برداری بیشترین دما را (T2) فرض کرده و با استفاده از رابطه لارسون –میلر زمان t2 را محاسبه می نمایند.
T1(Log(t1) + 20) = T2(Log(t2) + 20
البته روش متالوگرافی و همچنین با استفاده از محاسبه کرنش ها نیز جهت مشخص نمودن عمر تیوب های کوره مورد استفاده قرار می گیرد در این حالت با استفاده از نمودار کلی خزش می توان عمر باقیمانده را محاسبه نمود.
2- خوردگی سولفیدی: خوردگی سولفیدی در فولاد ها در دمای بالا رخ می دهد و به درصد عناصر آلیاژی نیز بستگی دارد. سرعت خوردگی برای فولاد های مختلف در شکل 2-24 نشان داده شده است.
3- خوردگی در اسید نفتالیک: عواملی که در خوردگی سولفیدی موثر هستند در این نوع تخریب نیز تاثیر دارند. اسید نفتالیک باعث خوردگی های موضعی و کاهش ضخامت می گردد.
4- سایش : حضور ذرات جامد کک در زمان کک زدایی از عوامل موثر در سایش می باشد
5- کربوراسیون: حضور کک به صورت کربن خالص روی سطح داخلی تیوب و دمای بالا باعث نفوذ کربن به داخل فلز و کاهش خواص مکانیکی از جمله مقاومت به خزش می شود. تشخیص اولیه این پدیده با آزمایش سختی سنجی می باشد ولی آزمایش دقیق جهت ارزیابی پدیده مذکور متالوگرافی ، آنالیز و استفاده از میکروسکوپ های الکترونی می باشد.
6- کروی شدن : تیوب های حاوی 1.25Cr-0.5Mo (به عنوان مثال A335 P11 ) مستعد این پدیده هستند. در صورتیکه د ر دراز مدت در دمای بالا در سرویس بهره برداری باشند. کربن به صورت گرافیت لایه ای و سپس کروی در می آید که منجر به تضعیف خواص مکانیکی از جمله مقاومت به خزش می شود.
7- خوردگی داخلی: در بویلر های واحد های تامین برق و انرژی شیوع بیشتری دارد و دلیل آن کیفیت پایین آب و ناخالصی های موجود در آن می باشد.
در جدول 2-1 خلاصه ای از مکانیزم های تخریب ، عیب احتمالی ، معیار پذیرش و روش های پیشگیری قید شده است.
جدول 2-1: مکانیزم تخریب و نوع عیوب احتمالی در کوره ها (API 573 2010 Table 2)
|
روش های پسشگیری |
معیار پذیر ش |
روش بازرسی |
عیب اختمالی |
مکانیزم تخریب |
|
کاهش دمای بهره برداری کوره و تنش های اعمالی |
بین 1 تا 5 درصد. |
بازرسی چشمی و اندازه گیری قطر |
بادکردگی تیوب |
خزش /پارگی |
|
معیار پذیر ش وجود ندارد |
متالوگرافی |
بادکردگی تیوب |
خزش | |
|
تا 5 برابر قطر تیوب |
اندازه گیری با متر و ریسمان |
خمیدگی تیوب |
خزش | |
|
از عملکرد صحیح مشعل ها مطمئن شوید.و نشانگر های اندازه گیری سرعت و فشار سیال بررسی شود. |
بیشینه عدد سختی برای فولاد های کربنی 220BH و برای فولاد های آلیاژی حاوی کرم و مولیبدن 28BH |
اندازه گیری عدد سختی |
بالا رفتن عدد سختی |
تغییر ساختار های متالوژیکی (فریت) |
|
از فولاد ضد زنگ مناسب استفاده شود. |
معیار پذیرش وجود ندارد |
آزمونهای غیر مخرب مانند PT و UT |
ترک های شاخه ای |
خوردگی تحت تنش |
|
کاهش دمای بهره برداری و استفاده از متریال مقاوم به اکسیداسیون |
محاسبه حداقل ضخامت مورد نیاز |
ضخامت سنجی |
کاهش استحکام |
کاهش ضخامت ناشی از اکسیداسیون سطح خارجی |
|
کنترل درصد گوگرد، دما و تغییر متریال |
محاسبه حداقل ضخامت مورد نیاز |
ضخامت سنجی |
کاهش استحکام |
کاهش ضخامت در اثر خوردگی سولفیدی |
|
کنترل درصد گوگرد، دما و تغییر متریال |
محاسبه حداقل ضخامت مورد نیاز |
ضخامت سنجی |
کاهش استحکام |
کاهش ضخامت در اثر حضور سولفید دی هیدروژن |
|
کنترل غلظت اسید های موجود در سیال و تغییر متریال |
محاسبه حداقل ضخامت مورد نیاز |
ضخامت سنجی |
کاهش استحکام |
کاهش ضخامت در اثر وجود اسید نفتالیک |
اين وبلاگ در مورد موارد فني مهندسي, مرتبط با جوشكاري و متريال است . مهندسين متالوژي و مكانيك مي توانند اطلاعات مورد نظر خود را در باره جوشكاري از اين وبلاگ استخراج كنند.