4 نوع روش تست لوله

زمان مطالعه: 6 دقیقه

از سیستم های لوله کشی گرفته تا کاربردهای ساختاری بسیار متنوع، لوله های فولادی در همه جا استفاده می شوند. برای اطمینان از اینکه این لوله ها می توانند در سطوح مختلف، تنش های محیطی را تحمل کنند، باید یک سری آزمایشات را پشت سر بگذارند.

انواع تست های مقاطع فولادی را می توان به آزمایش مخرب و غیرمخرب طبقه بندی کرد. از آن جایی که تقریباً همه لوله ها به ناچار در معرض فرسودگی، خوردگی، ترک خوردگی و سایر عیوب تولیدی قرار می گیرند، روش های آزمایش در پیشبینی رفتار آنها بسیار مهم است.
این کار توسط سازنده یا تأمین کننده لوله انجام می شود تا اطمینان حاصل کنند که لوله برای استفاده موردنظر مناسب است یا خیر. در این مطلب می خواهیم در مورد 4 نوع روش تست لوله صحبت کنیم.

4 نوع روش تست لوله

روش های تست لوله به دو دسته کلی مخرب و غیرمخرب تقسیم می شوند. در تست های مخرب، لوله حین آزمایش آسیب می بیند. اما در تست های غیر مخرب، آسیبی به لوله وارد نمی شود. زیر مجموعه های هر تست نیز به شکل زیر است:

1. آزمایش های مخرب لوله: تست هیدرواستاتیک و ضربه چارپی
2. آزمایش های غیرمخرب لوله: تست اولتراسونیک و بازرسی ذرات مغناطیسی

تست هیدرواستاتیک لوله فولادی (مخرب)

در لوله هایی که باید برای انتقال سیالات در فشار معینی استفاده شوند، آزمایش هیدرواستاتیک برای تعیین ارزیابی ریسک لوله و تعیین شکستگی یا نشتی آن انجام می شود. این آزمایش ها معمولاً پس از بسته شدن خطوط لوله و تعمیرات، انجام می شوند تا تأیید کند که تجهیزات لوله کشی همچنان برای استفاده عملیاتی تحت شرایط خاص مناسب هستند.

روش تست هیدرواستاتیک از طریق پر کردن کامل مواد با آب، وکیوم هوای موجود و تحت فشار قرار دادن کل سیستم تا 1.5 برابر فشار مجاز شروع می شود. طبق تعیین بازرس، واحد برای چند دقیقه تا چند ساعت در این شرایط نگهداری می شود.

در طول این مدت، بررسی های بصری روی لوله انجام شده و بررسی می کنند که آیا علائم احتمالی نشت و ترک وجود دارد یا خیر. برای بهبود دید، مهندسان اغلب از مواد افزودنی به سیال، یک رنگ فلورسنت یا یک ردیاب برای ردیابی دقیق منبع نشت استفاده می کنند..

با فشار دادن تقریباً دو برابر بار فشار توصیه شده به لوله، آزمایش هیدرواستاتیک استحکام لوله را در شرایط محیطی شدید اثبات می کند. با این اطلاعات، صنایع پتروشیمی یا شرکت های لوله کشی، می توانند حاشیه ایمنی برای استفاده از لوله ها تعیین کنند.

روش تست هیدرواستاتیک خط لوله گاز، از 5 مرحله آماده سازی، پر کردن خط لوله با آب، افزایش فشار، نظارت بر فشار و تخلیه آب تشکیل شده است. مدت زمان انجام این تست حداکثر 24 ساعت بوده و عیوبی مانند نشتی، ترک، حفره، ضعف در جوش و انحراف از قطر را نمایان می کند.

تست ضربه چارپی لوله (مخرب)

تست ضربه چارپی لوله یک روش تست مخرب است، که برای تعیین چقرمگی آن استفاده می شود. چقرمگی یک لوله، توانایی آن در جذب انرژی قبل از شکست در اثر ضربه است. لوله هایی که چقرمگی بالایی دارند، در برابر شکست در اثر ضربه مقاوم تر هستند.

در تست ضربه چارپی لوله، یک نمونه استاندارد از لوله تحت آزمایش قرار می گیرد. نمونه دارای یک شیار V شکل در وسط خود است. یک ضربه زن پاندولی، با انرژی مشخص به نمونه وارد می شود. انرژی جذب شده توسط نمونه در حین شکست اندازه گیری می شود.

مقدار انرژی جذب شده توسط نمونه با واحد ژول اندازه گیری خواهد شد. مقدار انرژی جذب شده بالاتر، نشان دهنده چقرمگی بالاتر لوله است.

تست ضربه چارپی برای انواع مختلفی از لوله ها از جمله لوله های فولادی، لوله های پلاستیکی و لوله های GRP استفاده می شوند. این تست به طور گسترده ای در صنعت، برای کنترل کیفیت لوله ها و ارزیابی عملکرد آنها در برابر ضربه، استفاده می شود.

این تست عیوب سطحی لوله را مانند ترک، حفره، ضعف در جوش و انحراف از قطر نشان می دهد. استانداردهای مختلفی برای تست ضربه چارپی لوله وجود دارد. برخی از این استانداردها عبارتند از:

• ASTM E23: استاندارد تست ضربه چارپی مواد
• BS 1370: استاندارد تست ضربه چارپی لوله های فولادی
• DIN EN 10204: استاندارد تست ضربه چارپی لوله های فولادی

بازرسی ذرات مغناطیسی لوله (غیرمخرب)

بازرسی ذرات مغناطیسی بر خلاف روش هیدرواستاتیک، نوعی آزمایش غیر مخرب است. هدف از انجام این روش تشخیص وجود هرگونه نقص خطی در نزدیکی یا روی سطح لوله است، به خصوص زمانی که از فولاد ضد زنگ فرومغناطیسی باشد.
در این تست، از میدان مغناطیسی برای تشخیص ترک ها و سایر عیوب در سطح لوله استفاده می شود. همچنین لوله با یک آهنربا، خاصیت مغناطیسی پیدا می کند. سپس، ذرات مغناطیسی به سطح لوله پاشیده می شوند. اگر ترک یا سایر عیوب در سطح لوله وجود داشته باشد، ذرات مغناطیسی در محل عیوب جمع می شوند.

استانداردهای مختلفی برای بازرسی ذرات مغناطیسی لوله وجود دارد. برخی از این استانداردها عبارتند از:

• ASTM E709: استاندارد بازرسی ذرات مغناطیسی مواد
• BS 7099: استاندارد بازرسی ذرات مغناطیسی لوله های فولادی
• DIN EN 10204: استاندارد بازرسی ذرات مغناطیسی لوله های فولادی

تست اولتراسونیک لوله (غیرمخرب)

اولتراسونیک به عنوان ارتعاش فرکانس هایی تعریف می شود که بالاتر از محدوده شنوایی انسان (بیشتر از 20 کیلوهرتز) است. برخلاف روش های آزمایش قبلی که برای شناسایی استحکام، سفت و سختی یا شکل پذیری مناسب هستند، آزمایش اولتراسونیک برای تعیین ضخامت دیواره لوله یا ساختار داخلی آن انجام می شود.

از طریق سطح لوله، یک موج صوتی اولتراسونیک منتقل می شود و اجازه می دهد تا وقتی با رسانه دیگری مانند هوا مواجه شد، در داخل دیواره های آن منعکس شود. در این مرحله، امواج صوتی به منبع منعکس می شوند (جایی که سرعت حرکت اندازه گیری می شود). همه این ها توسط مبدل های الکترونیکی امکان پذیر است و می توانند ویژگی های لوله را به تصویر بکشند. علاوه بر ضخامت دیوار، می تواند فرورفتگی ها، شکستگی ها و اجزای متحرک جوش را در صورت وجود، تعیین کند.

تست اولتراسونیک قابل اعتماد است، زیرا هنگامی که ضخامت دیواره به درستی شناسایی شود، می تواند اطلاعات مفیدی در مورد خوردگی و سایر عیوب احتمالی برای بازرس ارائه دهد. بنابراین تکنیک های پس پردازش در نتیجه اجرا می شوند.

محاسبه فشار تست خط لوله

فشار تست خط لوله باید حداقل 1.5 برابر فشار طراحی خط لوله باشد. این مقدار به این دلیل است که فشار تست باید کافی باشد تا هرگونه نقص در خط لوله را شناسایی کند. برای محاسبه فشار تست خط لوله، می توان از فرمول زیر استفاده کرد:

P_t = 1.5 * P_d

در این فرمول P_t همان فشار تست خط لوله و P_d فشار طراحی خط لوله است. به عنوان مثال، اگر فشار طراحی یک خط لوله 100psi باشد، فشار تست آن باید حداقل 150psi باشد. علاوه بر فشار تست، مدت زمان تست نیز باید مشخص شود. مدت زمان تست معمولاً حداقل 24 ساعت است. این مدت زمان برای اطمینان از اینکه خط لوله در برابر فشار تست مقاومت می کند، کافی است.

استانداردهای مختلفی برای تست خط لوله وجود دارد، که در آنها حداقل فشار تست و مدت زمان تست مشخص شده است. برخی از این استانداردها عبارتند از:

• استاندارد ASME B31.8: استاندارد تست خط لوله های انتقال گاز طبیعی
• استاندارد ASME B31.9: استاندارد تست خط لوله های نفت خام و فرآورده های نفتی

ساب تست چیست؟

ساب تست (Sub Testing) یک روش تست غیر مخرب است که برای شناسایی ترک ها، حفره ها و سایر عیوب داخلی در لوله ها و خطوط لوله استفاده می شود. در این روش، از یک پروب اولتراسونیک برای ایجاد تصویری از داخل لوله استفاده می شود.

ساب تست غیر مخرب است به این معنی که در حین تست، لوله آسیب نمی بیند. این مزیت باعث می شود که ساب تست برای آزمایش لوله هایی که در حال استفاده هستند یا لوله هایی که نمی توان آنها را بدون آسیب رساندن جدا کرد، مناسب باشند.

هنگام درک روش های مختلف آزمایش لوله، شناخت انواع آن در تعیین رفتار لوله تحت شرایط خاص ضروری است. تعدادی از این آزمایش ها ماهیت غیر مخربی دارند، به این معنی که منجر به آسیب به نمونه یا لوله اصلی نمی شوند. در عوض، آن ها برای شناسایی خواص فیزیکی از مواد انجام می شوند. در حالی که در آزمایش های غیر مخرب، جسم عمداً در معرض ضربه قرار می گیرد تا سطح شکل پذیری، شکنندگی یا سفت و سختی آن آزمایش شود.
قبل از خرید لوله های فولادی، از سازنده یا تأمین کننده بپرسید که آیا هر یک از این تست ها را انجام داده اند یا خیر؟ تنها در این صورت می توانید مطمئن باشید که لوله ها قابل استفاده هستند، به خصوص در مواردی که ضربه، دما و فشار بالاست.