Ինչու՞ է ճնշման փորձարկումը կարևոր սարքավորումների անվտանգության համար

Ճնշման փորձարկման դերը սարքավորումների անջատման կանխարգելման գործում

Արդյունաբերական անվտանգության մեջ ճնշման փորձարկման նպատակի հասկանալը

Ճնշման փորձարկումը ստուգում է, թե արդյոք արդյունաբերական համակարգերը կարող են դիմանալ լարվածությանը՝ սարքավորումների վրա ճնշում գործադրելով, որը բարձր է ամենօրյա փորձառություններից: Այս միջոցառումը ճիշտ համապատասխանում է ստանդարտ անվտանգության ստանդարտներին, հանդիսանալով ամբողջական պաշտպանության միջոց ամեն ինչ սկզբունքով սխալ լինելուց առաջ: Ըկտրում անվտանգ նյութերի հետ աշխատող ընկերությունների համար այս փորձարկումները կարևոր են ամեն ինչ անվտանգ սահմաններում պահելու համար: Վերցրեք թերմոսները կամ քիմիական ռեակտորները, օրինակ, դրանք հաճախ պետք է փորձարկվեն իրենց սովորական ճնշման 150%-ի վրա, որպեսզի համոզվենք, որ դրանք չեն ձախողվի ամեն ինչ դժվարանալու դեպքում: Այս տեսակի խիստ ստուգումները օգնում են կանխել վթարները, որոնք կարող են լուրջ հետևանքներ ունենալ ապագայում:

Ինչպես ճնշման փորձարկումը հայտնաբերում է կառուցվածքային թուլությունները աղետալի անջատումից առաջ

Ճնշման փորձարկումը հնարավորություն է տալիս գտնել խնդիրներ, որոնք սովորական տեսողական ստուգումները չեն կարող հայտնաբերել, հատկապես այն դեպքերում, երբ մենք նմանակում ենք սարքավորումների կյանքի ընթացքում առաջացող ամենածանր պայմանները: Ըստ 2024 թվականին հրատարակված հետազոտության՝ յուրաքանչյուր տասը անգամ անհաջողված տանկերից ութը երբեք չեն ենթարկվել ճնշման փորձարկման: Այս մեթոդի արժեքը կայանում է նրանում, որ այն ճիշտ հայտնաբերում է խնդիրները դրանք աղետների վերածվելուց առաջ: Ponemon Institute-ը նաև հաշվարկներ է կատարել, որոնք ցույց են տվել, որ կազմակերպությունները միջին հաշվով տարեկան 740 հազար դոլար են խնայում, երբ այս թերությունները հայտնաբերվում են վաղ շրջանում, ոչ թե ավելի ուշ լուրջ անհաջողությունների դեպքում:

Թույլ տվող անջատումների և համակարգային խափանումների կանխարգելումը պաշտպանողական անվտանգության գնահատումների միջոցով

Շարունակաբար ճնշման փորձարկումն օգնում է հայտնաբերել խցանների և մաշված նյութերի խնդիրները, մինչև դրանք մեծ խնդիրների պատճառ դառնան, ինչպես օրինակ՝ արտահոսքերը, որոնք վնասում են շրջակա միջավայրը, կամ ամբողջ գործընթացների կանգը։ Ըստ 2022 թվականի հետազոտության՝ վերամշակման կայանքների վթարների վերաբերյալ տվյալների վերլուծության արդյունքում պարզվել է, որ բոլոր պահուստավորման անարդյունավետության դեպքերի շուրջ երկու երրորդը սկսվել է խողովակներում, որտեղ բաց են թողնվել անհրաժեշտ ճնշման ստուգումները։ Առավելությունները ձգտում են ավելի հեռու քան անվտանգությունը։ Երբ ընկերությունները հետևում են նախօրոք նախատեսված ստուգումների ժամանակացույցին՝ սպասելով, մինչև մաշվեն մասերը, սարքավորումները սովորաբար ավելի երկար են տևում՝ 20-ից մինչև 35 տոկոսով։ Սա ոչ միայն տեսական ենթադրություն չէր։ Քիմիական գործարանում իրականացված եռամյա փորձարկումը հաստատեց այս արդյունքները, և հետազոտության արդյունքները 2024 թվականին հրապարակվեցին «Պրոցեսների անվտանգության Առաջադիմություն» ամսագրում։

Ճնշման Անոթների և Խողովակաշարերի Շինարարական Ամրության Ապահովումը

Անոթի Ամբողջականության Գնահատումը Ճնշման Անոթների Անվտանգության Հիդրոստատիկ Փորձարկմամբ

Երբ խոսքը ճնշման տարաների անվտանգությունն է վերաբերում, հիդրոստատիկ փորձարկումը ամենալավ մոտեցումն է: Այդ գործընթացն ընդգրկում է տարայի ջրով լցումը՝ ճնշման տակ 1,5-ից մինչև 3 անգամ ավելի բարձր, քան սովորաբար կիրառվում է, ինչը թույլ է տալիս հայտնաբերել արտահոսքեր և կառուցվածքային թուլություններ: 2024 թվականին նյութերի քայքայման վերաբերյալ հետազոտությունները ցույց տվեցին, որ ջրով փորձարկում անցած ճնշման տարաները հինգ տարվա ընթացքում մետաղական հոգնածության հետ կապված խնդիրներ էին առաջացել 28%-ով քիչ, քան այն տարաները, որոնք փորձարկման չէին ենթարկվել: Այս փորձարկման արժեքը նրանում է, որ այն հնարավորություն է տալիս հայտնաբերել խնդիրներ, ինչպես օրինակ՝ փոքրիկ ամրակցման օդաբալոնները և նյութի որակի տատանումները, որոնք սովորական տեսողական ստուգումներով հնարավոր չէ տեսնել: Բացի այդ, այս փորձարկման իրականացումը հնարավորություն է տալիս համապատասխանել ASME Section VIII Division 1 ստանդարտներին, որոնք արդյունաբերության մեծ մասի համար պարտադիր են:

Շատ տարածված թերություններ ճնշման փորձարկման ընթացքում՝ կոռոզիա, ճեղքեր և պատի բարակացում

Ըստ վերջերս ընդունված ակտիվների կառավարման ստանդարտների (ISO 55001:2023), բոլոր խողովակաշարերի ավարիաներից ավելի քան կեսը տեղի է ունենում, քանի որ կոռոզիան աննկատ է ապամոնտաժում պատերը սովորական ստուգումների ընթացքում: Այս թաքնված խնդիրները հայտնաբերելու համար ճնշման փորձարկումն անհրաժեշտ է, քանի որ այն նյութերը հասցնում է նորմալ ցուցանիշներից ավելի բարձր ցուցանիշների: Ուսումնասիրությունները ցույց են տալիս նաև մի բավականի վախեցնող փաստ. մոտ տասն հատ վերամշակման տարաներից չորսը արդեն ութ տարվա ընթացքում ցույց են տալիս փոքր ճաքեր շուրջ էլեկտրական աղեղի միացման կետերում: Դրա համար էլ այսօրվա զննման մեթոդները համակցում են ավտոմատ ուլտրաձայնային սկանավորումը կրկնվող ճնշման փորձարկումներով: Այս համակցված մոտեցումները օգնում են հետևել, թե ինչքան արագ են սխալները տարածվում խողովակներով և տանկերով ժամանակի ընթացքում, ինժեներներին տալով ավելի լավ տեղեկացվածություն այն մասին, թե երբ է անհրաժեշտ լինում վերացնել խնդիրը՝ այլ ոչ քան արձագանքել այն:

Ուսումնասիրություն. վերամշակման տարայի անջատումը նյութի անընդհատ վատթարացման պատճառով

2023 թվականին Հարավային Ամերիկայում գտնվող մի խոշոր վերամշակման գործարանում տեղի ունեցավ ավերիչ տանկի պատռում, քանի որ սուլֆիդացման կոռոզիան հիմնական տեղամասերում պատի հաստության 68%-ն էր ուտել, ինչը նախորդ ստուգումները ինչ-որ կերպ բաց էին թողել: Երբ նրանք հետաքննեցին, թե ինչ էր սխալ եղել ավերման պահին, փորձարկումները ցույց տվեցին, որ այս որոշակի անոթը կարող էր դիմանալ միայն նորմալ պայմաններում դրան ենթադրվող բեռնվածքի 80%-ին: Ավելի շատ մտահոգիչ է այն հանգամանքը, որ ըստ վերջից հրատարակված արդյունաբերական հրահանգների՝ NACE SP21430-2024-ի, ճնշման հետ կապված իրադարձությունների շուրջ յոթը տասից առաջանում են թաքնված ձևերի մաշվածությունից, որոնք պարզապես չեն երևում, մինչև համակարգի վրա լուրջ լարվածություն չի առաջանա:

Ճնշման փորձարկումների միջազգային ստանդարտների (ASME, API, ISO) հետ համապատասխանություն

Ճնշման սարքավորումների փորձարկման վերաբերյալ ASME, API և ISO պահանջների ամփոփում

Ճնշման փորձարկումների դեպքում հիմնականում պետք է հետևել երեք խոշոր միջազգային ստանդարտների. ASME-ն Ամերիկյան մեքենաշինական ինժեներների ընկերությունից, API-ն՝ Ամերիկյան նավթային ինստիտուտից, իսկ ISO-ն ներկայացնում է միջազգային ստանդարտացման կազմակերպությունը: ASME ուղեցույցները, հատկապես BPVC բաժին VIII-ում նշվածները, պահանջում են հիդրոստատիկ փորձարկումներ նախագծային ճնշման 1,5 անգամ չափով ինչպես տարոնքների, այնպես էլ խողովակաշարերի համար: Ընդ որում, API տեխնիկական պայմանները ավելի շատ կենտրոնանում են ճիշտ կատարված կապակցումների և նավթագազային ենթակառուցվածքներում օգտագործվող նյութերի ստուգման վրա: Փաստագրման և անվտանգության ստուգումների համար արդյունաբերություններով ISO 9001 և 45001 ստանդարտները առաջարկում են արժեքավոր շրջանակներ: Բոլոր այս ստանդարտները միասին ստեղծում են հիմք սխալների վաղ հայտնաբերման և ռիսկերի արդյունավետ կառավարման համար: 2023 թվականի Գլոբալ գործընթացային անվտանգության զեկույցի վերջին տվյալների համաձայն՝ ASME B31.3-ին համապատասխանող կառույցները խողովակաշարերի անվավերացումների 22% կրճատում են ապահովել ճիշտ համապատասխանության դեպքում:

Ճյուղային և արդյունաբերական անվտանգության ինժեներական ստանդարտների կիրառում

Կանոններ սահմանող մարդիկ ապահովում են, որ ընկերությունները հետևեն դրանց՝ կատարելով պարբերական ստուգումներ, դիմելով արտաքին փորձագետներին համապատասխանությունը հաստատելու համար և կազմակերպություններին պատասխանատու դարձնելով, երբ ինչ-որ բան սխալ է անում: Վերցրեք, օրինակ, նավթավերամշակող գործարանները: Այն ընկերությունները, որոնք հետևում են API 570 ստանդարտներին, 5 տարի անց ստիպված են լինում կրկին փորձարկել իրենց հիմնական գազատարերը: Նրանք կատարում են ինչպես ճնշման փորձարկումներ, այնպես էլ մետաղի հաստությունը չափում են հատուկ ձայնային ալիքների միջոցով: Այն կառույցները, որոնք չեն համապատասխանում այս պահանջներին, հաճախ փակվում են, մինչև խնդիրները լուծվեն, ինչպես նաև կարող են վճարել ավելի քան կես միլիոն դոլար յուրաքանչյուր խախտման համար ըստ OSHA կանոնների: Խիստ վերահսկողությունը նույնպես արդյունավետ է: Անցյալ տարվա համար արդյունաբերական անվտանգության հանդեսի տվյալներով, մոտ 97%-ը այն վայրերից, որոնք հետևում են ISO սերտիֆիկացված փորձարկման մեթոդներին, կարողացել են շարունակել աշխատանքը առանց անսպասելի խափանումների:

ASME B31.3 և հիդրոստատիկ փորձարկում. Հիմնական պահանջներ և անվտանգության հետևանքներ

Ըստ ASME B31.3 ուղեցույցների, երբ հիդրոստատիկ փորձարկում են գործընթացային խողովակաշարերը, ապա այն պետք է պահել առնվազն տասը րոպե ամբողջապես ավելի քան 1.5 անգամ ավելի բարձր, քան առավելագույն շահագործման ճնշումը: Այդ փորձարկումների ընթացքում ջրի ջերմաստիճանը պետք է մնա 15 աստիճան Ցելսիուսից բարձր՝ նյութի մեջ ցածր ջերմաստիճանային ճեղքերի խնդիրներից խուսափելու համար: Իսկ պնևմատիկ փորձարկումը ամբողջովին այլ հարց է: Շատ կայքեր չեն կարող գերազանցել 25 psi-ն, եթե միայն հատուկ հաստատում չի տրվել՝ պայթյունների լուրջ վտանգի պատճառով: Նաև կայքերը, որոնք հետևում են B31.3-ին համապատասխան փորձարկմանը, տեսնում են մի քանի արդյունքներ: Նրանք ամբողջապես փորձարկում են մոտ 40 տոկոսով ավելի քիչ արտահոսք և կարողանում են կրճատել նույն երեք տարվա ընթացքում վերանորոգման ծախսերը մոտ 31 տոկոսով՝ ըստ ASME ճնշման համակարգերի 2022 թվականի զեկույցի: Այդ թվերը իսկապես ընդգծում են, թե ինչպես է համապատասխանել ստանդարտներին ամենօրյա գործողությունների և աշխատանքային վտանգներից անվտանգության համար:

Ճնշման Փորձարկումների Տեսակները Եւ Դրանց Անվտանգության Կիրառությունները

Հիդրոստատիկ, Պնևմատիկ Եւ ճեղքման Փորձարկման Մեթոդների Համեմատում

Արդյունաբերական կառուցվածքները հիմնված են երեք հիմնական սեղմության տեստիрование սարքավորումների անվտանգությունն ստուգելու մեթոդների վրա.

• Հիդրոստատիկ ստուգում օգտագործում է ջուր համակարգերը մինչև դրանց նախագծման սահմանը 1.5x ճնշելու համար, բացահայտելով արտահոսք կամ դեֆորմացիաներ այնպես, որ չի վտանգում այրվելու հնարավորությունը (իդեալական է խողովակաշարերի և պահեստարանների համար):
• Պնեվմատիկ թեստավորում օգտագործում է ազնիվ գազեր, ինչպես օրինակ ազոտը, այն համակարգերում, որտեղ հնարավոր չէ հեղուկի մնացորդների առկայությունը, սակայն սեղմված գազի էներգիան պահանջում է ավելի խիստ անվտանգության կանոններ.
• Ճեղքման փորձարկում որոշում է առավելագույն աղետի շեմերը՝ ճնշման տակ դնելով բաղադրիչները մինչև պայթելը, որն անհրաժեշտ է պրոտոտիպային մշակման և նյութերի ստուգման համար:

Թեստի մեթոդ	Օգտագործվող միջավայր	Սովորական ճնշման տիրույթ	Հիմնական կիրառման դեպք
Հիդրոստատիկ	Ջուր	1.25–1.5x նախագծային սահմանաչափ	Ձգող խողովակաշարերում, տարաներում արտահոսքի հայտնաբերում
Պնեվմատիկ	Գազ	¢1.1x նախագծային սահմանաչափ	Գազի համակարգեր, ցածր խոնավության միջավայր
Անջատվել	Հեղուկ/գազ	Անել անհաջողությունը	Նյութի ամրության վալիդացիա

Ճնշման փորձարկման յուրաքանչյուր մեթոդի առավելություններն ու սահմանափակումները

• Հիդրոստատիկ :

  • Առավելություններ : Ամենաապահով մեթոդն է ջրի սեղմելիության պատճառով. հայտնաբերում է արտահոսքերի 90%-ը (ASME B31.3):
  • Սահմանափակումներ : Պահանջվում է ջրի վտարում և չորացման ժամանակ:

• Պնեվմատիկ :

  • Առավելություններ : Ավելի արագ կարգավորում գազային համակարգերի համար. հայտնաբերում է միկրոարտահոսքեր:
  • Սահմանափակումներ : 5 անգամ ավելի բարձր ռիսկ է պայթյունների էներգիայի արձակման համեմատ հիդրոստատիկ փորձարկումների հետ:

• Անջատվել :

  • Առավելություններ : Ստուգում է անվտանգության եզրերի ամրությունը անհաջողումների ռեժիմներում:
  • Սահմանափակումներ : Ավելի քան փորձարկումը դարձնում է անօգտագործելի բաղադրիչները:

Ինչպես փորձարկման ընտրությունը ազդում է հավաստիության վրա խողովակաշարերում և տեխնոլոգիական սարքավորումներում

Ճիշտ փորձարկման մեթոդը ընտրելը իրականում կախված է նյութերից, գործարկման ընթացքում հնարավոր վտանգներից և կիրառելի կանոնակարգերից: Վերցրեք, օրինակ, նավթավերամշակման ձեռնարկություններին, որոնք հաճախ ընտրում են հիդրոստատիկ փորձարկում իրենց հում նավթի մայրուղիների համար, որպեսզի համապատասխանեն API 570 կանոններին: Ինչպես նաև կիսահաղորդիչների արտադրողները ամբողջովին այլ կարիքներ ունեն, այնպես որ սովորաբար նրանք ընտրում են օդային փորձարկումը այն գազատար գծերի դեպքում, որոնք մաքուր գազեր են տեղափոխում: Սխալ ընտրությունը կարող է վտանգավոր լինել: Անցյալ տարի Շոգետուբով անվտանգության ինստիտուտը զեկուցեց, որ այդ մեթոդների շփումը, օրինակ՝ օդային ճնշման փորձարկումը կիրառելը այնտեղ, որտեղ պետք է ջրային ճնշման փորձարկում լիներ բարձր ճնշման շոգետուբերում, իրականում ճեղքվելու հնարավորությունը մեծացնում է մոտ 32%-ով: Փորձարկման ընթացակարգերը համապատասխանեցնել սարքավորումների կառուցվածքին և ամենօրյա գործառույթներին ոչ միայն լավ պրակտիկա է, այլ նաև անհրաժեշտ է, եթե ընկերությունները ցանկանում են հետևել ISO 9001 անվտանգության հնարավորություններին:

Երկարաժամկետ անվտանգության և հուսանելիության ապահովման համար կանոնավոր ճնշման փորձարկումների իրականացում

Խիստ փորձարկման ծրագրերի օգտակարությունը վտանգավոր անջատումների կանխարգելման գործում

2023 թվականի արդյունաբերական անվտանգության ցուցանիշների վերլուծությունը ցույց է տալիս, որ կանոնավոր ճնշման փորձարկումներ իրականացնող գործարանները 60 տոկոսով քիչ են հանդիպում խոշոր սարքավորումների անջատման դեպքերին, քան այն ձեռնարկությունները, որտեղ փորձարկումները կատարվում են պատահական կերպով: Երբ ընկերությունները համակարգավոր փորձարկումներ են իրականացնում, վաղ փուլում հնարավոր է հայտնաբերել փոքր խնդիրներ, ինչպես օրինակ՝ ճաքերը, մաշված ստորագրությունները և նյութերի մաշվածությունը, որոնք առանց փորձարկումների կարող են վերածվել ամբողջական անջատման կամ վտանգավոր արտահոսքի: Վերամշակման գործարանների օրինակով կարելի է նշել, որ շատերը սկսել են կիրառել եռամսյա օդային փորձարկումներ և արդյունքում տեսել են անսպասելի անջատումների 78 տոկոսանոց նվազում 5 տարվա ընթացքում: Բացի այդ, նրանց տարեկան վերանորոգման ծախսերը միջինը 180 հազար դոլարով նվազել են: Նախօրոք հնարավոր խնդիրների կանխարգելումը ոչ միայն լավ պրակտիկա է, այլ նաև օգնում է հետևել փոփոխվող անվտանգության կանոններին, ինչը նշանակում է իրավական խնդիրների և անսպասելի արտադրության դադարեցման հավանականության նվազում:

Անձնակազմի, շրջակա միջավայրի և գործողությունների պաշտպանությունը նախօրոք նախատեսված ստուգումների միջոցով

Շրջանային ստուգումները հնարավորություն են տալիս կանխել խնդիրների մոտ 92%-ը դրանց առաջացումից առաջ այն տեղերում, որտեղ հաճախ են լինում վթարները, ինչպես վտանգավոր վիճակների մասին վերջերս հրապարակված զեկույցները ցույց են տվել տասնից ավել երկրներից: Նոր ավտոմատացված համակարգերը կարող են անմիջապես չափել խողովակների պատերը, ինժեներներին տեղեկացնելով, թե երբ է կոռոզիան վատանում 0,5 մմ-ից ավելի տարեկան, ինչը էապես այն է, երբ շատ նյութեր արդեն փոխարկման կարիք ունեն: Այդպիսի կանխարգելող միջոցառումները նվազեցնում են վնասվածքները քիմիական գործարաններում մոտ երկու երրորդով և կանխում են այն տհաճ արտահոսքերը, որոնց հետ ոչ ոք չի ցանկանա ավելի ուշ գործ ունենալ: 2024 թվականի վերջերս հրապարակված հետազոտությունները ցույց են տվել, որ ընկերությունները, որոնք հետևում են ճիշտ փորձարկման ընթացակարգերին, ավելի քան 40% ավելի երկար են մնում առցանց աշխատանքի ռեժիմում, քան այն ընկերությունները, որոնք սպասում են, որ ինչ-որ բան կարահատվի, իսկ հետո կվերացվի: Իրականում սա հասկանալի է, քանի որ ոչ ոք չի ցանկանում կանգ առաջացնել կամ հետևանքների հետևանքները մաքրել:

Հաճախադեպ տրվող հարցեր ճնշման փորձարկման վերաբերյալ

Ինչ է ճնշման փորձարկումը և ինչու է այն կարևոր:

Ճնշման փորձարկումը անվտանգության ընթադրում է արդյունաբերական համակարգերի ճնշումներ ստանձնելու ունակությունը նորմալ շահագործման մակարդակներից բարձր: Այն կարևոր է վթարների կանխման և սարքավորումների հուսալիությունն ապահովելու համար:

Որքան հաճախ պետք է իրականացվեն ճնշման փորձարկումները:

Ճնշման փորձարկումների հաճախականությունը տարբեր է կախված արդյունաբերական ստանդարտներից և սարքավորումների տեսակից: Նախընտրելի է կանոնավոր, նախօրոք ծրագրված փորձարկումներ իրականացնել խնդիրները վաղ փուլում հայտնաբերելու և սարքավորումների կյանքի տևողությունը երկարացնելու համար:

Ի՞նչ տեսակի սխալներ են հաճախ հայտնաբերվում ճնշման փորձարկումների ընթացքում:

Ճնշման փորձարկումները կարող են հայտնաբերել սխալներ, ինչպիսիք են կոռոզիան, ճաքերը, պատի բարակացումը և նյութի վատթարացումը, որոնք կանոնավոր զննումների ընթացքում կարող են աննկատ մնալ:

Ի՞նչ տեսակի ճնշման փորձարկումներ են հասանելի:

Կան երեք հիմնական տեսակի ճնշման փորձարկումներ՝ հիդրոստատիկ, պնևմատիկ և պայթյունի փորձարկումներ, որոնցից յուրաքանչյուրն ունի իր առավելությունները և կիրառման դեպքերը: