ความล้มเหลวของเรือกดดัน: สาเหตุทั่วไปและวิธีการป้องกันพวกเขา

เรือกดดัน เป็นส่วนประกอบที่สำคัญในอุตสาหกรรมเช่นน้ำมันและก๊าซการแปรรูปทางเคมีการผลิตพลังงานยาและการผลิตอาหาร แม้จะมีความสำคัญของพวกเขาเรือความดันอาจก่อให้เกิดอันตรายต่อความปลอดภัยอย่างรุนแรงหากพวกเขาล้มเหลว ความล้มเหลวของหายนะไม่เพียง แต่นำไปสู่การหยุดทำงานของการผลิต แต่ยังอาจส่งผลให้เกิดภัยพิบัติด้านสิ่งแวดล้อมและการสูญเสียชีวิตมนุษย์

1. สาเหตุทั่วไปของความล้มเหลวของเรือแรงดัน
1.1 การกัดกร่อนและการกัดเซาะ
การกัดกร่อนคือการเสื่อมสภาพทางเคมีหรือเคมีไฟฟ้าของวัสดุซึ่งมักเกิดจากการสัมผัสกับความชื้นสารเคมีหรือสภาพแวดล้อมที่ก้าวร้าว การกัดกร่อนภายในเป็นเรื่องธรรมดาในเรือที่จัดการกับของเหลวหรือก๊าซกัดกร่อนในขณะที่การกัดกร่อนภายนอกสามารถเกิดขึ้นได้เมื่อฉนวนกันความร้อน

ในทางกลับกันการกัดเซาะเป็นผลมาจากของเหลวความเร็วสูงหรืออนุภาคอนุภาคที่สวมใส่ผนังเรือโดยเฉพาะอย่างยิ่งที่โค้งข้อต่อและจุดเข้า/ออก

ความเสี่ยงที่โดดเด่น:

การกัดกร่อนภายใต้ฉนวน (CUI)

การกัดกร่อนของกัลวานิกเนื่องจากโลหะที่แตกต่างกัน

การกัดกร่อนของหลุมและรอยแยกในเขตนิ่ง

ผลที่ตามมา:

การทำให้ผอมบางผนัง

รอยรั่วหรือแตก

ความล้มเหลวของโครงสร้างที่สมบูรณ์

1.2 ความเหนื่อยล้าและความเครียดแตก
ภาชนะรับความดันมักทำงานภายใต้การโหลดแบบวงจร - แรงดันที่ผิดปกติและความหดหู่ - ซึ่งสามารถนำไปสู่ความล้มเหลวของความเหนื่อยล้าเมื่อเวลาผ่านไป แม้แต่ข้อบกพร่องเล็ก ๆ ในวัสดุหรือรอยเชื่อมก็สามารถเติบโตเป็นรอยแตกภายใต้ความเครียดซ้ำ ๆ

การร้าวการกัดกร่อนของความเครียด (SCC) สามารถเกิดขึ้นได้เมื่อความเครียดแรงดึงและสภาพแวดล้อมการกัดกร่อนรวมกัน การแตกร้าวประเภทนี้มักจะตรวจจับได้ยาก แต่สามารถนำไปสู่ความล้มเหลวอย่างฉับพลัน

ปัจจัยเสี่ยง:

ความดันและอุณหภูมิผันผวน

วัสดุที่เข้ากันไม่ได้

ความเครียดที่เหลือจากการเชื่อม

ต้องมีการป้องกัน:

การวิเคราะห์ความเหนื่อยล้าที่แม่นยำในระหว่างการออกแบบ

การใช้โลหะผสมที่ทนต่อ SCC

การบำบัดความร้อนหลังการเชื่อม (PWHT) เพื่อบรรเทาความเครียด

1.3 ข้อบกพร่องในการผลิต
กระบวนการผลิตที่ไม่เหมาะสมสามารถแนะนำข้อบกพร่องเช่น:

การเจาะเชื่อมที่ไม่สมบูรณ์

การรวมตะกรัน

การรักษาความร้อนที่ไม่เหมาะสม

การเบี่ยงเบนของมิติ

ข้อบกพร่องเหล่านี้หากไม่พบในระหว่างการประดิษฐ์หรือการว่าจ้างอาจเผยแพร่ภายใต้ความกดดันและความเครียดในระหว่างการให้บริการ

ตัวอย่างในโลกแห่งความเป็นจริง:

รอยแตกที่มาจากข้อบกพร่องของรอยเชื่อม

การปนเปื้อนในเรือคอมโพสิต

การเยื้องศูนย์ของหน้าแปลนหรือหัวฉีด

การประกันคุณภาพและการทดสอบแบบไม่ทำลาย (NDT) ในระหว่างการผลิตเป็นสิ่งจำเป็น

1.4 ข้อบกพร่องในการออกแบบ
แม้ว่าการผลิตจะสมบูรณ์แบบข้อผิดพลาดในการออกแบบสามารถทำให้เรือแรงดันมีความเสี่ยง ซึ่งรวมถึง:

ความหนาของผนังด้านล่าง

ปัจจัยด้านความปลอดภัยไม่เพียงพอ

การจัดวางหัวฉีดหรือการสนับสนุนการสนับสนุนที่ไม่ดี

ไม่สนใจโหลดแบบไดนามิกหรือการขยายตัวทางความร้อน

การใช้รหัสการออกแบบที่ล้าสมัยหรือมองเห็นสภาพการปฏิบัติงานจริงมักจะนำไปสู่ความล้มเหลวก่อนวัยอันควร

1.5 เหตุการณ์แรงดันมากเกินไป
สาเหตุที่พบบ่อยของการแตกของเรือคือการเกิดแรงดันเกินซึ่งอาจเป็นผลมาจาก:

ร้านค้าที่ถูกบล็อก

วาล์วควบคุมที่ล้มเหลว

ปฏิกิริยาเคมีที่หลบหนี

ข้อผิดพลาดของผู้ประกอบการ

หากระบบบรรเทาความดันล้มเหลวหรือมีขนาดไม่เหมาะสมเรืออาจไม่ทนต่อแรงดันส่วนเกิน

ผลที่ตามมา:

การระเบิด

อันตรายจากไฟไหม้

การบินกระสุน

อุปกรณ์บรรเทาความดันที่เหมาะสมและความล้มเหลวเป็นสิ่งสำคัญ

1.6 การบำรุงรักษาและการตรวจสอบที่ไม่ดี
เมื่อเวลาผ่านไปวัสดุที่ลดลงและปัญหาเล็กน้อยสามารถเพิ่มขึ้นหากไม่ถูกตรวจสอบ การข้ามการตรวจสอบตามปกติหรือการขาดตารางการบำรุงรักษาเชิงป้องกันเป็นหนึ่งในสาเหตุที่พบบ่อยที่สุดของการเสื่อมสภาพของเรือที่ไม่ตรวจพบ

สัญญาณเตือนมักจะพลาด ได้แก่ :

รั่วไหลหรือวาล์ว

การสั่นสะเทือนที่ผิดปกติ

การเปลี่ยนสีหรือรอยสนิม

การละเลยสามารถนำไปสู่:

รั่วไหลอย่างกะทันหัน

การปนเปื้อนสิ่งแวดล้อม

อันตรายด้านความปลอดภัยต่อบุคลากร

2. กลยุทธ์การป้องกัน
2.1 การตรวจสอบและทดสอบปกติ
การตรวจสอบตามปกติช่วยตรวจจับความเสียหายระยะแรกก่อนที่จะกลายเป็นสิ่งสำคัญ เทคนิครวมถึง:

การทดสอบอัลตราโซนิก (UT): วัดความหนาของผนังและตรวจจับข้อบกพร่องภายใน

การทดสอบรังสี (RT): ระบุรอยแตกหรือการรวมที่ซ่อนอยู่

การตรวจสอบอนุภาคแม่เหล็ก (MPI): มีประโยชน์สำหรับรอยแตกพื้นผิวในวัสดุ ferromagnetic

การทดสอบแบบ hydrostatic: แรงดันเรือด้วยน้ำเพื่อตรวจสอบการรั่วไหลหรือจุดอ่อน

คำแนะนำ: ทำตามช่วงเวลาการตรวจสอบที่กำหนดโดย ASME, API 510 หรือกฎระเบียบในท้องถิ่น

2.2 การเลือกวัสดุที่เหมาะสม
การเลือกวัสดุมีความสำคัญ แอปพลิเคชันที่แตกต่างกันต้องการคุณสมบัติที่แตกต่างกันเช่น:

สแตนเลส: ความต้านทานการกัดกร่อนที่ยอดเยี่ยมดีสำหรับอาหาร/ยา

เหล็กกล้าคาร์บอน: คุ้มค่า แต่มีแนวโน้มที่จะกัดกร่อนมากขึ้น

Hastelloy, Inconel หรือ Titanium: สำหรับสภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อนสูงหรืออุณหภูมิสูง

ความล้มเหลวในการเลือกวัสดุที่เข้ากันได้สามารถนำไปสู่การย่อยสลายก่อนวัยอันควร

2.3 การผลิตที่มีคุณภาพ
พันธมิตรกับผู้ผลิตที่ปฏิบัติตาม:

ASME Boiler & Pressure Vessel Code

ระบบการจัดการคุณภาพ ISO 9001

ช่างเชื่อมและขั้นตอนที่ผ่านการรับรอง (WPS/PQR)

เคล็ดลับ:

ยืนยันในการตรวจสอบของบุคคลที่สาม

ตรวจสอบรายงานการทดสอบวัสดุ (MTRs) และภาพวาดการประดิษฐ์

2.4 การออกแบบตามมาตรฐาน
การออกแบบควรขึ้นอยู่กับมาตรฐานที่ครอบคลุมเช่น:

ASME Section VIII (Div 1 & 2)

PED (คำสั่งอุปกรณ์ความดัน) สำหรับยุโรป

API 650/620 สำหรับแอปพลิเคชันที่เก็บข้อมูลเฉพาะ

ปัจจัยการออกแบบที่ต้องรวม:

ระยะขอบความปลอดภัย

การวิเคราะห์ความเหนื่อยล้า

ค่าเผื่อการกัดกร่อน

การเกิดแผ่นดินไหวและลมหากมี

2.5 ติดตั้งอุปกรณ์ความปลอดภัย
เรือทุกลำควรได้รับการปกป้องด้วย:

วาล์วบรรเทาแรงดัน (PRVs): ปล่อยแรงดันส่วนเกินโดยอัตโนมัติ

Discs Rupture: อุปกรณ์ไม่ปลอดภัยที่ไม่ปลอดภัยซึ่งแบ่งภายใต้แรงกดดันที่สำคัญ

เซ็นเซอร์ความดันและอุณหภูมิ: เชื่อมต่อกับระบบเตือนภัยหรือปิดระบบ

การทดสอบเป็นระยะและการปรับเทียบอุปกรณ์ความปลอดภัยเหล่านี้เป็นสิ่งจำเป็น

2.6 การฝึกอบรมและขั้นตอนการปฏิบัติงานมาตรฐาน (SOPS)
ผู้ประกอบการเป็นบรรทัดแรกของการป้องกัน จัดเตรียม:

การฝึกอบรมด้านเทคนิคอย่างต่อเนื่อง

การฝึกซ้อมการตอบสนองฉุกเฉิน

SOP ที่ชัดเจนและเข้าถึงได้สำหรับสภาวะปกติและผิดปกติ

ข้อผิดพลาดของมนุษย์เป็นผู้สนับสนุนหลักต่อความล้มเหลวของเรือ - การฝึกอบรมช่วยลดความเสี่ยงนี้

3. กรณีศึกษาความล้มเหลวของเรือกดดัน
กรณีที่ 1: BP Texas City Refinery Explosion (2005)
สาเหตุ: แรงดันมากเกินไปในหอคอยเนื่องจากตัวบ่งชี้ระดับความผิดพลาดและการเตือนภัย

ผลที่ตามมา: ผู้เสียชีวิต 15 คนบาดเจ็บ 180 คน

บทเรียน: ตรวจสอบเครื่องมือวัดและติดตั้งระบบความปลอดภัยซ้ำซ้อนเสมอ

กรณีที่ 2: การระเบิดของไซโลเกรน
สาเหตุ: การสะสมของฝุ่นนำไปสู่แรงกดดันสไปค์และจุดระเบิด

ผลที่ตามมา: การสูญเสียสิ่งอำนวยความสะดวกทั้งหมด

บทเรียน: การเพิกเฉยต่อปัญหาการตรวจสอบขนาดเล็กอาจนำไปสู่การสูญเสียครั้งใหญ่