بخشی از مقاله
بررسی اهمیت تست هیدرواستاتیک در خطوط انتقال نفت و گاز
چکیده
از مهمترین دلایل حائز اهمیت بودن تست هیدرو استاتیک در خطوط انتقال نفت و گاز، ایجاد حد اکثر ایمنی ، تشخیص و جلوگیري از نشت در این خطوط می باشد. تست هاي انجام شده بر روي این خطوط قبل و بعد از بهره برداري باید با دقت و طبق استانداردهاي جهانی انجام شود. هر لوله اي که در خطوط انتقال بکار می رود نیازمند بازرسی هاي فنی ادواري براي اطمینان از صحت عملکرد آن و متعلقات حفاظتی مربوطه می باشد. در نظر نگرفتن ایمنی خطوط، باعث آسیب ها و پیامدهاي مهیبی خواهد شد، این آسیبها ممکن است بعد از چند هفته یا حتی چند ماه نمایان شده و ترمیم آن می تواند بسیار مشکل و هزینه بر باشد. این مقاله بر آن است که روشی استاندارد براي تست هیدرو استاتیک خطوط موجود در بستر و روي زمین ارائه کرده و رابطه اي براي تائید تست انجام شده معرفی کند.
واژههاي کلیدي: تست هیدرو استاتیک- بازرسی فنی- خطوط انتقال - نشت یابی- ایمنی
-1 مقدمه
یکی از تکنیکهاي تحلیلی براي لوله ها، آزمایش هیدرواستاتیک می باشد که نحوه عملکرد خط لوله در فشار کاري برنامه ریزي شده را مشخص می سازد. در این تست پس از پر کردن خط با آب، فشار آن تا حد مشخصی(1/5 برابر فشار طراحی و یا مساوي با حد اکثر فشار مجاز کاري MAWP (maximum allowable working pressure) در نظر گرفته میشود) بالا برده شده و براي مدت زمان معینی تحت این شرایط نگه داشته می شود. ابزارهاي دقیق حساس، تغییرات فشار را ثبت می کنند. افت فشار به معنی وجود نشتی در خط می باشد. به جاي مواد نفتی یا گاز از آب استفاده می شود چرا که در صورت بروز گسیختگی خط، پیامد هاي آن کمتر خواهد بود و این آزمایش را می تواند در شکل آزمایشهاي مخرب قرار داد[1] چنانچه تا قبل از رسیدن فشار تا حد فشار آزمایش، یکی از قطعات لوله، شیر و یا سایر اتصالات شکسته شود قطعه معیوب جایگزین گردیده و آزمایش مجددا انجام می گیرد. خطوط لوله جدید همواره قبل از سرویس دهی تحت آزمایش هیدرواستاتیک قرار می گیرد. در برخی ازموارد، خطوط لوله موجود را نیز تحت این آزمایش قرار می دهند، با این کار نقصانهایی که در طی مدت زمان سرویس دهی با تعمیرات بوجود می آیند از بین می روند.
خطوط لوله طویل معمولا بسته به شکلبندي و ارتفاع در مقاطع طولی 25 km تا 48 km آزمایش می شوند. با آزمایش مقاطع نسبتا کوتاه، حساسیت در یافتن نشتیهاي کوچک افزایش یافته و مقدار آب مورد نیاز کاهش می یابد.ما بین آب و مواد نفتی یا گازي از کره هایی به عنوان جدا کننده استفاده می شودشکل .(1) با پایان یافتن آزمایش در یک مقطع ، مواد نفتی یا گازي بیشتري در مبدأ خط تزریق می گردد که آب را به مقطع بعدي جهت آزمایش می راند.[1]
شکل1 تفکیک آب از مواد نفتی یا گاز[1]
این روش مخصوص لوله ها( چه زیرزمینی و چه روي زمینی،)مخازن ذخیره و مخازن تحت فشار می باشد و معمولاً سیال مورد استفاده آب می باشد .( البته براي لوله هاي با قطر خیلی پائین و یا محفظه هاي کوچک کم فشار و یا پلیت هاي دو جداره مثل Pad هاي مربوط به تقویت روي انشعابات لوله از هوا نیز استفاده می شود).
-2 هیدروتست لوله هاي بالاي زمینی (Above Ground) A/G
براي تست لوله هاي روي زمینی پس از اتمام کلیه تستها ، این آزمایش را انجام می دهیم، به همین جهت این آزمایش را آزمایش نهائی (Final-test) نیز می گویند.
لوله هاي را به قطعات 100 تا 200 متري ( براساس شکل و فرم لوله ها و در محل هاي اتصال موقت و غیر جوشی یعنی اتصالات فلنچی که با پیچ و مهره می باشد) تقسیم نموده و دو سر لوله را کور می کنند و آن را پر از آب کرده و پس از هواگیري و نصب مانومتر به تعداد یک یا دو عدد برحسب طول لوله مورد آزمایش، فشار را به فشار تست می رسانند و به مدت زمان معینی لوله را تحت این فشار قرار می دهند و سپس درز جوش ها و بدنه لوله را مورد کنترل و بازرسی قرار داده و در
صورت نداشتن هیچگونه عیبی آزمایش تمام شده تلقی خواهد شد در این موقع آب آن خارج می گردد و این عمل تا اتمام کلیه لوله ها ادامه پیدا می کند.[2]
چند نکته اساسی در این تست وجود دارد که باید به آنها توجه کرد. با کاهش دما فشار نیز (در یک لوله بسته) کاهش می یابد، از آنجا که یافتن نشتیها بر اساس افت فشار می باشد، ضروري است که اثر کاهش دما بر روي فشار را از بین برد. در این روش لازم است یک بازرس مرتباً مانومترها را کنترل کند تا در اثر تغییرات درجه حرارت که ممکن است فشار تست بالا و پائین رود تحت کنترل در آید. با انجام آزمایش به مدت 8 تا 24 ساعت،دماي آب داخل لوله با دماي محیط بیرون به تعادل رسیده و نتایج بهتري حاصل می گردد[1] .در شکل (2) نحوه نصب دماسنج براي کنترل تغیرات فشار ناشی از تغییر دمارا در لوله هاي بالا زمینی نشان داده شده است.
شکل((2 نحوه کنترل دما هنگام تست لوله هاي بالا زمینی[3]
نکته مهم دیگر تغییر ارتفاع می باشد، تغییر در ارتفاع به معناي تغییر در فشار می باشد. با محاسبه فشار مر بوط به ارتفاع در هر مقطع از آزمایش،از کافی بودن فشار در آن مقطع به منظور آزمایش درست مطمئن می شویم. در عین اینکه از ایجاد تنش تا مقادیر بالاتر از حد مجاز جلوگیري می کند. چنانچه تغییرات ارتفاع بیشتر باشد، به مقاطع کوتاهی نیاز خواهد بود تا فشار کافی در این ارتفاعها (و در عین حال افزایش نیافتن بیش از حد فشار در ارتفاعهاي پایین) میسر گردد. شکل (3) مقاطع آزمایش در یک خط لوله و تغییر ارتفاع در مسیر را نشان می دهد.[1]
. شکل (3) مقاطع آزمایش در یک خط لوله و تغییر ارتفاع در مسیر[1]
-3 آزمایش هایدروتست براي لوله هاي زیر زمینی (Under Ground) U/G
براي آزمایش این خطوط لوله که به آنها Transmission pipe Link گفته می شود. کمی از خاك برگشتی روي لوله ریخته می شود شکل (4)، این کار از این جهت انجام می گیرد که اختلاف درجه حرارت در شبانه روز براي لوله زیاد نباشد و خاك نقش عایق را بازي می کند. آنرا مقطع (Section) بندي می نمایند و فشار تست را محاسبه کرده و سپس لوله را پر از آب نموده و فشار را به فشار تست رسانده ( البته قبل از اینکه لوله را تحت فشار قرار دهیم بایستی هوا گیري گردد)[3]
شکل((4 نحوه کنترل دما هنگام تست درلوله هاي زیر زمینی[3]
در آزمایش خطوط لوله زیرزمینی نکات زیر بایستی مورد توجه قرار گیرد و باید انجام گردد،که بصورت زیر می باشد:
• زدن ماده ضد زنگ به آب داخل لوله
• تمیز کاري داخل لوله قبل از پر کردن آن با قطعاتی بنام پیک((Pig که از یک طرف ارسال و از طرف دیگر آشغال ها و گل و لاي و مواد اضافی را گرفته و سپس پیک را تحویل می گیرند.
• ارسال پیک اندازه گیري دهانه داخلی لوله براي اطمینان از سالم بودن بدنه لوله.
• پرکردن لوله از آب.
• هواگیري.
• فشارگزاري.
• آزمایش مقاومت.
• آزمایش نشتی.
که مجموعه آزمایش هاي فوق براي یک قطعه لوله زیرزمینی حتی در بعضی مواقع ممکن است یک ماه طول بکشد ولی بطور عادي یک هفته براي آزمایش یک قطعه لوله زیرزمینی کافی است.( بشرط اینکه شکل خاصی بو جود نیاید).
طول قطعات مورد آزمایش در لوله هاي زیرزمینی زیادتر از لوله هاي روي زمینی بوده و حتی ممکن است بطول بیش از 25 کیلومتر هم برسد.( طول هرمقطع براي هیدروتست طوري انتخاب می شود که در بالاترین نقطه، فشار از %85 فشار تست کمتر نشود و از %90 بیشتر نشود.)[4] سپس آب تخلیه شده و دو سر لوله با پلیت که به آن جوشکاري می شود بسته می شود و همین طور ادامه می دهند تا کار به
اتمام برسد. در شکل (5) شماتیک کلی تجهیزات این آزمایش نشان داده شده است.[3]
