1. Giới thiệu: Tầm quan trọng của tàu áp lực
Định nghĩa và ứng dụng:
Tàu áp lực là các thùng chứa có thể chịu được sự khác biệt áp suất bên trong hoặc bên ngoài và thường được sử dụng để lưu trữ khí hoặc chất lỏng. Chúng được sử dụng rộng rãi trong hóa chất, dầu mỏ, khí đốt tự nhiên, năng lượng, dược phẩm và các ngành công nghiệp khác. Ví dụ, bình chứa khí trong các nhà máy lọc dầu, lò phản ứng trong các nhà máy hóa học và máy tạo hơi nước trong các nhà máy điện hạt nhân đều là các tàu áp lực.
Rủi ro an toàn:
Vì các mạch áp suất thường được sử dụng để chịu được áp lực và nhiệt độ cực kỳ cao, sự thất bại của chúng có thể dẫn đến những hậu quả thảm khốc như vụ nổ, rò rỉ hoặc ô nhiễm môi trường. Do đó, đảm bảo hoạt động an toàn của các tàu áp lực là rất quan trọng để ngăn ngừa tai nạn.
Yêu cầu tuân thủ:
Để đảm bảo an toàn, các quốc gia và khu vực khác nhau có các quy định và tiêu chuẩn liên quan chỉ định các yêu cầu thiết kế, sản xuất, kiểm tra và bảo trì của các tàu áp lực. Các tàu áp lực không chỉ cần đáp ứng các tiêu chuẩn này trong giai đoạn thiết kế, mà các cuộc kiểm tra và kiểm tra thường xuyên cũng là chìa khóa để đảm bảo sự an toàn lâu dài của chúng.
2. Mục tiêu chính của xét nghiệm tàu áp lực
Mục đích của việc kiểm tra các tàu áp suất là đánh giá hiệu suất và an toàn của chúng. Các mục tiêu chính bao gồm:
Tính toàn vẹn về cấu trúc:
Thử nghiệm đảm bảo rằng các phần chính của tàu, chẳng hạn như vật liệu, mối hàn, khớp, v.v., không bị hư hỏng hoặc bị ăn mòn trong khi sử dụng lâu dài, do đó duy trì tính toàn vẹn cấu trúc của tàu.
Xác minh hiệu suất:
Đánh giá xem container có thể chịu được áp suất và nhiệt độ được chỉ định trong điều kiện làm việc thực tế để tránh quá tải trong quá trình sử dụng, dẫn đến vỡ hoặc rò rỉ.
Xác minh tuân thủ:
Đảm bảo rằng tàu áp lực đáp ứng các tiêu chuẩn quốc gia hoặc quốc tế có liên quan, chẳng hạn như ASME, PD5500, v.v., để tránh trách nhiệm pháp lý và rủi ro tài chính do không vượt qua kiểm tra.
Đánh giá cuộc sống dịch vụ:
Kiểm tra và kiểm tra thường xuyên có thể giúp dự đoán tuổi thọ còn lại của tàu áp lực, phát hiện các vấn đề tiềm ẩn kịp thời và tránh tai nạn khi tàu đạt đến giới hạn dịch vụ.
3. Phương pháp kiểm tra chung cho các tàu áp lực
Sau đây là một số phương pháp kiểm tra và kiểm tra tàu áp lực thường được sử dụng, mỗi phương pháp có các kịch bản ứng dụng riêng:
Kiểm tra trực quan:
Kiểm tra trực quan là phương pháp cơ bản nhất, thường được sử dụng để phát hiện thiệt hại rõ ràng ở bên ngoài và các bề mặt có thể truy cập của container, chẳng hạn như vết nứt, ăn mòn, trầy xước, biến dạng, v.v ... Phương pháp này rất đơn giản và dễ sử dụng, nhưng thường chỉ có thể phát hiện các vấn đề về bề mặt và không thể xâm nhập vào thùng chứa.
Kiểm tra siêu âm:
Thử nghiệm siêu âm có thể phát hiện độ dày của vật liệu container, đặc biệt là để phát hiện mức độ ăn mòn hoặc hao mòn. Phản xạ siêu âm có thể được sử dụng để đánh giá sự thay đổi độ dày của thành thùng chứa và giúp xác nhận xem vật liệu có đáp ứng các yêu cầu thiết kế hay không, đặc biệt là ở dưới cùng của container hay trong đường ống, dễ bị ăn mòn.
Kiểm tra X quang:
Xét nghiệm tia X là một phương pháp thử nghiệm không phá hủy được sử dụng để kiểm tra các khiếm khuyết bên trong thùng chứa, chẳng hạn như bong bóng, vết nứt hoặc các vấn đề cấu trúc bên trong khác trong các mối hàn. X-quang có thể xuyên qua thành thùng chứa và tạo thành một hình ảnh rõ ràng trên tấm hình ảnh, cho thấy các vấn đề nội bộ tiềm năng. Phương pháp này có thể cung cấp kết quả kiểm tra chính xác hơn, nhưng chi phí thiết bị cao và yêu cầu hoạt động chuyên nghiệp.
Thử nghiệm thủy tĩnh:
Thử nghiệm thủy tĩnh là lấp đầy container bằng nước và tăng dần áp suất lên 1,5 hoặc 2 lần áp lực thiết kế để kiểm tra xem container có rò rỉ, biến dạng hay vỡ hay không. Do tính không thể nén của nước, thử nghiệm thủy tĩnh có thể phát hiện hiệu quả các mối nguy hiểm an toàn của container. Phương pháp này thường được sử dụng trước khi container được sử dụng lần đầu tiên hoặc trong khi kiểm tra thường xuyên.
Kiểm tra rò rỉ:
Nó chủ yếu được sử dụng để kiểm tra xem container có rò rỉ nhỏ hay không. Xét nghiệm rò rỉ thường sử dụng khí (như nitơ) hoặc chất lỏng (như helium) để phát hiện xem container có rò rỉ tinh tế hay không. Nó thường được kết hợp với máy dò rò rỉ helium hoặc các dụng cụ chính xác khác để cải thiện độ nhạy của phát hiện.
Công nghệ thử nghiệm không phá hủy (NDT):
Thử nghiệm không phá hủy bao gồm kiểm tra hạt từ tính (MT), thử nghiệm dòng điện xoáy (ET), thử nghiệm thâm nhập (PT), v.v ... Những phương pháp này có thể phát hiện nhanh chóng và hiệu quả các khiếm khuyết bề mặt và nông của container, và phù hợp để kiểm tra quy mô lớn và thùng chứa rủi ro cao.
4. Yêu cầu tuân thủ các tàu áp lực
Mỗi quốc gia và khu vực có các tiêu chuẩn và quy định nghiêm ngặt cho thiết kế, sản xuất và thử nghiệm các tàu áp lực. Sau đây là một số yêu cầu tuân thủ quan trọng:
Mã nồi hơi ASME và mã bình áp:
Đây là tiêu chuẩn sản xuất và thiết kế tàu áp lực được sử dụng rộng rãi nhất trên thế giới. Mã ASME yêu cầu các nhà thiết kế xem xét các yếu tố như lựa chọn vật liệu, áp lực thiết kế, chất lượng hàn, khả năng chống ăn mòn, vv khi các tàu áp suất sản xuất. Tiêu chuẩn ASME cũng chỉ định các quy trình kiểm tra và thử nghiệm cho các tàu áp suất để đảm bảo rằng container đạt được sự an toàn dự kiến trong quá trình sử dụng.
Tiêu chuẩn PD5500:
Đây là tiêu chuẩn thiết kế và sản xuất cho các tàu áp lực được xây dựng bởi Vương quốc Anh. PD5500 chủ yếu áp dụng cho các thiết bị áp suất cao trong các ngành công nghiệp dầu, khí đốt và hóa học, tập trung vào các yêu cầu thiết kế, kiểm soát quy trình sản xuất, và kiểm tra và chấp nhận các tàu áp lực.
ISO 9001 và ISO 3834:
ISO 9001 là một tiêu chuẩn hệ thống quản lý chất lượng áp dụng cho quá trình sản xuất và kiểm tra các tàu áp lực để đảm bảo rằng tất cả các sản phẩm đáp ứng các yêu cầu chất lượng. ISO 3834 là một tiêu chuẩn cho chất lượng hàn, yêu cầu các nhà sản xuất tàu áp suất phải kiểm soát nghiêm ngặt chất lượng hàn trong quá trình hàn để đảm bảo sự an toàn lâu dài của tàu.
5. Thực tiễn tốt nhất cho kiểm tra và kiểm tra tàu áp lực
Kiểm tra và kiểm tra thường xuyên:
Kiểm tra và thử nghiệm thường xuyên là chìa khóa để đảm bảo an toàn cho các tàu áp suất. Các loại tàu áp lực khác nhau có thể có các chu kỳ kiểm tra khác nhau, nhưng nói chung, các tàu nên được kiểm tra đầy đủ ít nhất một lần một năm và tần suất kiểm tra nên được tăng lên trong các trường hợp đặc biệt (như sửa chữa, sửa đổi hoặc tai nạn).
Ghi lại kết quả kiểm tra chi tiết:
Tất cả các kết quả kiểm tra nên được ghi lại chi tiết, bao gồm ngày thử nghiệm, phương pháp thử nghiệm, thử nghiệm, thiết bị thử nghiệm và các vấn đề được tìm thấy. Ghi lại có thể đảm bảo rằng tình trạng của tàu áp suất có thể được so sánh và theo dõi trong các cuộc kiểm tra trong tương lai, và cung cấp một cơ sở cho các sửa chữa và thay thế tiếp theo.
Công nghệ phát hiện hiện đại: Với sự phát triển của khoa học và công nghệ, thiết bị phát hiện thông minh và hệ thống giám sát trực tuyến đã dần được áp dụng để quản lý các tàu áp lực. Bằng cách cài đặt các cảm biến và hệ thống giám sát thời gian thực, những thay đổi bất thường trong các bình áp suất có thể được nắm bắt kịp thời, các vấn đề tiềm ẩn có thể được phát hiện trước và có thể tránh được tai nạn.
6. Các vấn đề phổ biến và khắc phục sự cố
Vấn đề rò rỉ: Rò rỉ là một trong những vấn đề phổ biến của các tàu áp lực. Rò rỉ thường xảy ra tại các khớp, mối hàn hoặc hải cẩu. Khi kiểm tra những nơi này, sử dụng kiểm tra độ kín không khí hoặc kiểm tra áp suất nước là phương pháp hiệu quả nhất. Chữ vá điểm bị rò rỉ hoặc thay thế con dấu là một phương pháp điều trị phổ biến.
Vấn đề ăn mòn: Ăn mòn là một trong những nguyên nhân chính của sự cố tàu áp lực. Ăn mòn có thể xảy ra bên trong hoặc bên ngoài container, trong môi trường axit và kiềm hoặc môi trường ẩm ướt. Các biện pháp chống ăn mòn bao gồm việc sử dụng các vật liệu chống ăn mòn, bảo vệ lớp phủ, làm sạch thường xuyên và các phương pháp khác.
Mệt mỏi vật liệu: Khi các tàu áp suất hoạt động trong điều kiện nhiệt độ và áp suất cao lâu dài, sự mệt mỏi vật liệu có thể xảy ra, dẫn đến vết nứt hoặc biến dạng. Kiểm tra siêu âm thường xuyên, kiểm tra tia X và kiểm tra áp suất nước có thể phát hiện hiệu quả vấn đề này.