بازرسی‌های دوره‌ای مبدل‌های حرارتی Shell and Tube حین سرویس (In-Service Inspection)
مبدل‌های حرارتی پوسته و لوله (Shell & Tube Heat Exchangers) از حیاتی‌ترین تجهیزات در واحدهای فرآیندی، پتروشیمی، پالایشگاه و نیروگاه‌ها هستند.
این تجهیزات در معرض فشار، دما، ارتعاش و خوردگی‌های شیمیایی قرار دارند و در صورت عدم نگهداری مناسب، ممکن است راندمان حرارتی کاهش یافته یا حتی خطرات ایمنی جدی ایجاد شود.
آنچه در این پست میخوانید
اهمیت بازرسی دوره‌ای مبدل‌های حرارتی
بازرسی منظم در حین سرویس چند هدف کلیدی دارد:
- تشخیص زودهنگام نشتی‌ها یا کاهش راندمان حرارتی
- پیشگیری از خرابی‌های ناگهانی و توقف‌های غیر برنامه‌ریزی‌شده
- بررسی وضعیت خوردگی داخلی و خارجی
- کنترل سلامت جوش‌ها، تیوب‌ها و تیوب‌شیت‌ها
- بررسی عملکرد ابزارهای کنترلی مانند شیرها و فشارسنج‌ها
مراحل اصلی بازرسی حین سرویس (In-Service Inspection)
بازرسی‌های دوره‌ای معمولاً در سه سطح انجام می‌شود:
۱. بازرسی‌های روزمره (Routine Inspection)
این بازرسی‌ها در حین بهره‌برداری و توسط اپراتور واحد انجام می‌شود و شامل موارد زیر است:
- بررسی نشتی در فلنج‌ها، نازل‌ها و اتصالات
- کنترل دمای ورودی و خروجی سیال‌ها
- پایش افت فشار در دو سمت پوسته و لوله
- مشاهده ارتعاش یا صدای غیرعادی
در صورت مشاهده هرگونه تغییر ناگهانی در عملکرد، اپراتور باید فوراً به واحد نگهداری اطلاع دهد.
۲. بازرسی‌های دوره‌ای فنی (Periodic Technical Inspection)
این مرحله معمولاً توسط تیم بازرسی فنی (QA/QC) یا بازرسی تجهیزات تحت فشار انجام می‌شود و شامل اقدامات زیر است:
بازرسی خارجی
- بررسی وضعیت پوسته، پوشش رنگ، خوردگی سطحی و نشتی احتمالی.
- کنترل سفتی بولت‌ها و شرایط آب‌بندی فلنج‌ها.
- اطمینان از سلامت ساپورت‌ها و فونداسیون.
بررسی عملکردی
- مقایسه راندمان حرارتی با داده‌های طراحی.
- کنترل اختلاف دما در ورودی و خروجی سیالات.
- اندازه‌گیری افت فشار در دو طرف مبدل.
تست‌های غیرمخرب موضعی (On-Stream NDT)
در برخی نقاط حساس می‌توان از روش‌های زیر استفاده کرد:
- UT Thickness Measurement: اندازه‌گیری ضخامت پوسته برای ارزیابی خوردگی.
- RT یا PAUT موضعی: در ناحیه‌های جوش بحرانی.
- Acoustic Emission Test: برای شناسایی نشتی‌های داخلی یا ترک‌های فعال.
۳. بازرسی کامل در توقف (Shutdown Inspection)
گرچه موضوع این مقاله بازرسی “حین سرویس” است، اما ارتباط تنگاتنگی با بازرسی زمان توقف دارد، چون داده‌های بازرسی آنلاین مبنای تصمیم‌گیری برای Shutdown هستند. در این مرحله معمولاً:
- تیوب‌باندل خارج می‌شود.
- تمام سطوح داخلی تمیز و بازرسی چشمی (VT) انجام می‌شود.
- تست Eddy Current برای تیوب‌ها و تست Dye Penetrant (PT) برای اتصالات جوشی اجرا می‌شود.
نقاط بحرانی در بازرسی مبدل‌های پوسته و لوله
در بازرسی‌های حین سرویس، تمرکز اصلی باید بر روی نقاط زیر باشد:
- نواحی اتصال Tube to Tube Sheet (مستعد نشتی و خوردگی شیاری)
- نزدیکی بفل‌ها (Baffles) که بیشترین ارتعاش و سایش تیوب در آن‌ها رخ می‌دهد
- محل اتصال نازل‌ها به پوسته (در معرض تنش مکانیکی بالا)
- جوش‌های طولی و محیطی پوسته
- بخش‌های پایین پوسته (در معرض تجمع رسوبات و خوردگی زیر رسوبی)
نشانه‌های هشداردهنده در حین بهره‌برداری
اگر یکی از موارد زیر مشاهده شود، نشان‌دهنده بروز مشکل در مبدل است و باید فوراً بررسی شود:
- افت ناگهانی دمای خروجی سیال گرم یا سرد
- افزایش افت فشار در سمت پوسته یا لوله
- مشاهده نشتی در محل درز فلنج‌ها یا درپوش‌ها
- افزایش ارتعاش یا صدای غیرمعمول
- آلودگی متقاطع دو سیال (Cross Contamination)
استانداردها و مرجع‌های معتبر برای بازرسی حین سرویس
بازرسی دوره‌ای مبدل‌های پوسته و لوله معمولاً بر اساس استانداردهای زیر انجام می‌شود:
- API 510: برای بازرسی تجهیزات تحت فشار در سرویس
- API 572: دستورالعمل بازرسی مخازن و مبدل‌ها
- TEMA Standard: الزامات طراحی و معیارهای تعمیرات
- ASME Section VIII: الزامات ساخت و آزمون مبدل‌ها
- API 579-1 / ASME FFS-1: برای ارزیابی تناسب برای سرویس (Fitness for Service)
راهکارهای بهبود نگهداری و کاهش خرابی
- ثبت و تحلیل داده‌های بازرسی در سیستم CMMS یا RBI (Risk-Based Inspection)
- استفاده از تست‌های غیرمخرب پیشرفته (AET, IR Thermography, UT Mapping)
- شستشوی دوره‌ای سمت پوسته و لوله برای جلوگیری از فولینگ
- اجرای آنالیز ارتعاش و ترموگرافی آنلاین
- آموزش اپراتورها برای تشخیص نشتی‌ها و رفتار غیرعادی مبدل
