التراسونیک بجای رادیوگرافی؛چرا و چگونه؟_بخش ۳
اهمیت آزمونهای غیر مخرب در پروژه های نیروگاهی
روشهای مختلفی برای تولید وجود دارد که یکی از آنها استفاده از اتصال قطعات به یکدیگر است. این اتصال می تواند توسط پیچ، پرچ، چسب و جوش ایجاد گردد . در تمام دنیا به طور میانگین، جوشکاری در حدود ۸۰ درصد موارد به عنوان روش اتصال قطعات به یکدیگر کاربرد داشته و سه روش دیگردر ۲۰ درصد موارد به کار می روند. در پروژه های نیروگاهی از تولید تا انتقال و توزیع نیز شـاهد هـستیم کـه فرآینـدهای مختلـف جوشـکاری کـاربردگسترده ای دارند و برای کنترل کیفیت، همواره از یکی از تکنیکهای آزمونهای غیر مخرب بر اساس استاندارد و کد مربوطه استفاده می شود.
آزمون رادیوگرافی و آزمون التراسونیک در کدها و استانداردهای مورد استفاده در طراحی و ساخت نیروگاه
تا چندین سال پیش عموما در کدها و دستورالعمل های فنی اولویت به رادیوگرافی داده می شد و حتی در برخی موارد صراحتا انجام آزمون التراسونیک به جای رادیوگرافی غیر مجاز دانسته شده بود. امروزه با پیشرفت های صورت گرفته که دستاورد آن ابداع تکنیک های جدیدی ماننـدPAUT (سـر نـام واژه های Phased Array UT) و نیز TOFD (سرنام واژه های Time of Flight Diffraction) می باشد، اینک در بسیاری از مـوارد دو روش رادیوگرافی و التراسونیک معادل هم در نظر گرفته می شوند. پژوهـش هایی نیـز در مراکـز معتبـر مـرتبط ماننـدEPRI (سـرنام واژه هـای ElectricPower Research Institute) در این مورد به انجام رسیده است و مقاله هایی نیز با استناد به نتایج آزمونهای عملی منتشر شده اند.
در ویرایش جدید کدها و استانداردها این پیشرفتها بازتاب یافته اند و به عنوان مثال ASME Sec. IX که مربوط به جوشکاری اسـت و تهیـه بیـشتر دستورالعمل های جوشکاری و گزارش کیفیت آنها ۱۰ و نیز آزمون مهارت جوشکاران۱۱ در تمامی پروژه های نیروگاهی کشور بر اساس آن انجام می شـود،در آخرین ویرایش خود (۲۰۱۰) این اجازه را داده است تا برای آزمون جوشکاران که تا پـیش از ایـن فقـط از راد یـوگرافی اسـتفاده مـی شـد بتـوان ازالتراسونیک نیز استفاده نمود و به طور کلی بـه جـای واژهRT از عبـارتVolumetric NDE اسـتفاده نمـوده اسـت کـه هـم راد یـوگرافی و هـمالتراسونیک را شامل می گردد.
مشابه این در ASME Sec.I که مربوط به طراحی و ساخت بویلرهای نیروگاهی است نیز وجود دارد و این کد نیز عبـارتVolumetric NDE را از سال ۲۰۱۰ به کار برده است و صراحتا در بند ۱۱٫۱‐PW استفاده از هر یک از دو روش رادیوگرافی یا التراسونیک را برای ضخامتهای بـیش از ۱۳ میلیمتر مجاز دانسته است.
در حال حاضر پروژه های زیادی برای ساخت مخزن به منظور افزایش ذخیره سازی سوخت (مازوت-گازوئیل) در نیروگاه های کشور بر اساس استاندارد ۶۵۰ API در حال انجام است، که از این استاندارد برای طراحی، ساخت و کنترل کیفیت این مخازن فلـزی اسـتفاده مـی گـردد. در پیوسـتU ایـناستاندارد استفاده از آزمون التراسونیک به جای رادیوگرافی برای ضخامت جوش بیش از ۱۰ میلیمتر مجاز دانسته شده است.
در مورد پایپینگ (البته فرآیندی و نه نیروگاهی) نیز راهکارهایی از سوی کمیته فنی کد در قالـب Code Case ارائـه شـده اسـت کـه تحـت B31181 CASE با عنوان زیر منتشر شده است:
Use of Alternative Ultrasonic Examination Acceptance Criteria in ASME B31.3
برای مخازن تحت فشار، الزامات این جایگزینی در بند ۷٫۵٫۵ از ASME Sec. VIII Div.2 آمده است.
شایان توجه است جایگزینی آزمون التراسونیک به جای رادیوگرافی در فورومهای بین المللی (تالارهای گفتگـوی تخصـصی اینترنتـی) نیـز بـه بحـث گذاشته شده است و نظرات متفاوتی پیرامون چگونگی جایگزینی و روشهای مناسب جایگزین ابراز گردیده است.
شرایط موجود پروژه های نیروگاهی کشور
هم اکنون در پروژه های نیروگاهی، بیشتر آزمونهای رادیوگرافی با روش گاما انجام می گردد که باید پرتو را عناصر یا ایزوتوپهای طبیعی رادیو اکتیو که می توانند از خود اشعه ساطع کنند مانند ۶۰-Cobalt (با نیمه عمر ۵ سال ) یا ۱۹۲-Iridium (با نیمه عمر ۷۴ روز ) ایجاد کنند که به آنها چشمه۱۲ گفته می شود. به دلیل شرایط موجود و تحریم های اعمال شده، بنا بر اظهار پیمانکاران و نیز صنف مربوطه، از سال گذشته امکان واردات این چشمه هاوجود نداشته که باعث دشوار شدن و حتی در برخی موارد ناممکن شدن رادیوگرافی با روش گاما شده است.
راهکارهای موجود برای برون رفت از این چالش
همان گونه که پیشتر نیز اشاره شد برای ضخامتهای بالا استفاده از آزمون التراسونیک به جای رادیوگرافی توسط کدها و اسـتانداردهای مربوطـه مجـازدانسته شده اند اما برای ضخامتهای کم، کد ها و استاندارد ها فقط استفاده از رادیوگرافی را مجاز می دانند و بر ایـن امـر بـا آوردن واژهshall تاکیـد نموده اند.
به منظور انتخاب روش التراسونیک مناسب برای ضخامتهای زیاد ( آیا از روش التراسونیک معمولی استفاده شود؟ آیا شرط recordable بودن نتایج الزامی است؟ آیا باید بر استفاده از روشهای جدیدی مانندPAUT یاTOFD که خوشبختانه در کشور ما به صورت تجاری درآمده اند و کارشناسـان واپراتورهای تائید صلاحیت شده و ماهر برای انجام آنها نیز وجود دارد، پافشاری نمود؟ آیا باید در مـوارد حـساس از ترکیـب PAUT+TOFD اسـتفاده گردد؟) و نیز تصمیم گیری در مورد چگونگی بازرسی و آزمون ضخامتهای کم (با تو جه به الزام کد و استاندارد بر انجام رادیوگرافی ضخامتهای کم، آیـابهتر است از روش رادیوگرافی اشعه گاما با همان چشمه های ضعیف موجود و با تغییر در نوع فیلم رادیوگرافی استفاده نمود؟ آیا استفاده از رادیـوگرافیاشعه ایکس با توجه به حساسیت بسیار خوب آن و وجود امکانات و پرسنل آموزش دیده توصیه گردد؟آیا مـی تـوان بـرای معیـار ضـخامت کـم کـد،relaxation قائل گردید و مثلاً به جای ۱۰ میلیمتر، ضخامت۸ میلیمتر را در نظر گرفت؟) باید با استفاده از تجارب موجود( ماننـد تجـارب صـنعت نفت در فازهای پارس جنوبی) و نیز قضاوت مهندسی۱۳، و با در نظر گرفتن تمامی جوانب فنی و نیز محدودیتهای موجـود و همچنـین در نظـر گـرفتن راهکارهایی جهت حصول اطمینان از درستی نتایج (مثلاً cross check کردن نتایج آزمون رادیوگرافی و التراسونیک برای یک ضخامت معـین) در این مورد تصمیم گیری شود.
تصمیمی کلیدی و مهم
با توجه به اهمیت بازرسی و آزمون و تاثیر به سزای آن در کیفیت نهایی پروژه های نیروگاهی، روشن است که در مـورد جـایگزینی روش رادیـوگرافی ، باید سیاستی درست و یکنواخت برای تمام پروژه های جاری نیروگاهی اتخاذ گردیده و به تمام دست اندرکاران اطلاع رسانی گردد تا با در پیش گرفتن رویه ای واحد در بازرسی و آزمون و با تهیه دستورالعمل های مرتبط، حفظ کیفیت، تضمین گردد.
در این زمینه بایسته است نظر افراد و انجمن های متخصص مانند انجمن صنفی شرکتهای بازرسی و آزمایش های غیـر مخـرب ایـران (کـه بـرای انجـام مشاوره در این مهم اعلام آمادگی نموده است) یا انجمن جوشکاری و آزمایشهای غیر مخرب ایران که به نوعی مراجع آزمون های غیـر مخـرب کـشور محسوب می گردند، و یا سایر شرکتهای دانش محور و مجرب مجری آزمونهای غیر مخرب خواسته شود و حتی با فراخوانـدن آنهـا در جلـساتی، ایـن موضوع به بحث و پرسش گذاشته شود. حتی در این مورد می توان برگزاری همایش را نیز در نظر داشت تا تمامی نظرات متخصصان در قالب مقالاتی جمع آوری و نتیجه به دست آمده در عمل مورد استفاده قرار گیرد.
پی نوشت
۱- (Destructive testing)(DT)
۲- ( Non‐Destructive testing)(NDT)
۳- (Visual testing)(VT)
۴- (Radiography Testing)(RT)
۵- (Ultrasonic Testing)(UT)
۶- (Magnetic Particle Testing)(MT)
۷- (Penetrant Testing)(PT)
۸- Penetrant
۹- Developer
۱۰- WPS & PQR
۱۱- WPQ
۱۲- Source engineering judgment
مراجع
۱- http://www.iran‐eng.com/showthread.php/31254
۲‐ http://fa.wikipedia.org/wiki
۳‐ http://www.civilica.com/Paper‐ICTINDT02‐ICTINDT02_057.html
۴‐ http://sadeqesfidan.blogsky.com/1391/05/08/post‐۴۶/
۵‐ www.irsnt.com/index.php?option…id…
۶‐ pbadupws.nrc.gov/docs/ML1016/ML101610106.pdf
۷‐ www.hse.gov.uk/research/rrpdf/rr301.pdf
۸‐ Walter J. Sperko, Summary of Changes in ASME Section IX, 2010 Edition, Welding Journal, August 2010
۹‐ ۲۰۱۰ ASME Boiler and Pressure Vessel Code (BPVC), Section I: Rules for Construction of Power Boilers
۱۰‐ API Std 650, Welded Tanks for Oil Storage, 11th Edition, Addendum 2 (2009)
۱۱‐ Cases of the Code for Pressure Piping – B31
۱۲‐ ۲۰۱۰ ASME Boiler and Pressure Vessel Code (BPVC), Section VIII, Division 2: Alternative Rules
۱۳‐ http://www.ndt.net/forum/forum.php
۱۴‐ http://www.eng‐tips.com/viewthread.cfm?qid=312195
۱۵‐ http://www.qcpage.com/index.php/
۱۶- آزمون مواد، ورنون جان، ترجمه: دکتر عل ی حائریان، دکتر محسن کهرم، انتشارات دانشگاه فردوسی مشهد، ۱۳۷۵
۱۷- اصول و کاربرد تستهای غیر مخرب در جوشکاری، ترجمه: مهندس مجید مصلی، نشر طراح، ۱۳۸۷