عدسی در صنایع نفت و گاز

ورق های کربن استیل آلیاژی مخصوص ساخت کپ ( عدسی ) مخازن نفت و گاز

در صنایع نفت گاز و پتروشیمی و در صنایعی که نیاز به ساخت مخازن و بویلرهای صنعتی وجود دارد همواره از ورق های فولادی برای ساخت عدسی های به کار رفته در مخازن تحت فشار استفاده می شود.

برای ساخت کپ ( CAP ) یا درپوش یا سرپوش های مخازن انتخاب ورق آلیاژی مناسب برای ساخت این عدسی ها بسیار حیاتی بوده و در صنایعی همچون صنایع گاز و صنایع نفت ساخت مخازن تحت فشار همواره از الزامات این صنایع محسوب می شود.

برای ساخت بویلرهای صنایع نفت و گاز همواره از ورق های آلیاژی فولادی کربن استیل که ویژگی های خاصی دارند استفاده می شود که این ورق ها را در فرایند تولید مخازن بعضا برای سرپوش های ابتدایی و انتهایی مخازن به صورت عدسی یا کپ های فولادی درست می کنند تا بتوانند مخازن مورد نظر را بسازند.

در فرآیند تولید عدسی های فولادی شرایط ساخت عدسی به موارد گوناگونی بستگی دارد که در ادامه مقاله به این موارد خواهیم پرداخت .

• فشار کاری مخزن ( فشار خارجی یا فشار داخلی )
• دمای کاری ( کم یا زیاد بودن دما شرایط استفاده از ورق بستگی دارد )
• محیط های کاری ( خورنده یا غیر خورنده )
• استانداردهای طراحی (  ASME Section VIII)

با توجه به این موارد گزینه های رایج برای ساخت کپ ها و عدسی های فولادی از ورق های کربن استیل فولادی می باشد که قابلیت های ویژه ای را در شرایط سازه ای می توانند از خود نشان دهند برای ساخت این کپ ها می بایست از ورق های فولادی و آلیاژی استفاده کرد که جوش پذیری عالی و مقاومت در برابر ترک خوردگی و فشار بالا را می توانند تحمل نمایند و در ادامه این مقاله به ورق های کاربردی برای ساخت مخازن تحت فشار و مخازنی که در آن ها عدسی ها و کپ های فولادی به کار گرفته می شوند خواهیم پرداخت.

آلیاژهای مصرفی صنایع نفت و گاز برای ساخت کپ و عدسی های فولادی

آلیاژهای مصرفی در صنایع نفت و گاز که می توان با آن ها عدسی ها و کپ های فولادی را ساخت به چند دسته از آلیاژهایی که مطابق با استانداردهای آمریکایی و یا آلمانی می باشند خواهیم پرداخت.

این آلیاژ ها می توانند پس از فرم دهی و شکل دهی به صورت کپ های فولادی و عدسی های فولادی درآمده تا در مخازن تحت فشار مورد استفاده قرار گیرد.

• ورق های آلیاژی ASTM A516 GR70
• ورق آلیاژی ASTM A387 گرید 11/22
• ورق آلیاژی فولادی ASME SA387 – SA516
• برای موارد غیر تحت فشار DIN ST52-3
• برای موارد تحت فشار ASTM A537 CL1/CL2

آلیاژ هایی که در بالا به آن اشاره شد آلیاژ های کاربردی برای ساخت مخازن تحت فشار و ساخت کپ ها و عدسی های فولادی می باشد که در ساخت مخازن تحت فشار و ساخت عدسی های فولادی بسیار کاربردی می باشد .

در این مقاله به کاربردهای این ورق ها و ویژگی های آنها در شرایط مخازن تحت فشار خواهیم پرداخت.

ورق آلیاژی ASTM A516 GR70 :

این ورق فولادی که با استاندارد ASTM A516 GR70 شناخته می شود در دسته ورق های کربن استیل فولادی قرار می گیرد که ابتدا مهندسین آمریکایی آن را برای ساخت سازه های فلزی در صنایع نفت و گاز طراحی نمودند ویژگی های ورق های کربن استیل A516 گرید 70 کربن متوسط آن ها و مناسب برای فشار بالا در دماهای پایین می باشد که این ورق ها را مناسب ساخت عدسی های فولادی کرده است.

ورق های A516 در ساخت مخازن فولادی پرکاربردترین آلیاژ کربن استیل فولادی در جهان می باشد که مخازن تحت فشار معمولا در صنایع گاز با ورق هایی با گرید ASTM A516 تولید می شوند.

ورق های آلیاژی ASTM A387 GR11/22

ورق های آلیاژی با استاندارد A387 در دسته محصولات فولادی قرار می گیرد که بسیار مناسب مخازن تحت فشار در دماهای بالا می باشد این فولاد با دارا بودن عناصری همچون کروم و مولیبدن در دسته ورق های فولادی قرار می گیرد که از آن برای ساخت عدسی های فولادی در مخازنی که حرارت بالا در آن جریان دارد و یا در معرض دماهای بالا هستند به کار می رود.

از ورق های A387 معمولا برای مخازن و دیگ های بخار که حرارت آن ها بعضا تا 300 درجه سانتی گراد می رسد استفاده می شود چرا که این ورق ها مقاومت به خوردگی در دمای بالای بسیار ایده آلی برای ساخت سازه های مذکور را دارا می باشند .

ورق های آلیاژی فولادی ST52-3

آلیاژ ST52-3 در دسته فولادهای کربن با مقاومت مکانیکی بالا قرار می گیرد که ابتدا توسط مهندسین آلمانی در دایره استانداردهای DIN کشور آلمان طراحی شده است ورق های ST52-3 مطابق با استاندارد DIN می باشد و ویژگی های اصلی این ورق ها جوش پذیری بسیار ایده آل آن ها و استفاده از این ورق ها در استراکچر های ساختمانی می باشد اما این ورق ها می تواند برای ساخت بسیاری از مخازن تحت فشار که فشار کاری ها متوسط بوده و در شرایط کاری خوردگی پایین فعالیت می کنند به کار گرفته شود.

ورق های ST52-3 برای ساخت مخازن اتمسفریک یا کم فشار گزینه بسیار ایده آلی بوده و از این ورق ها می توان برای ساخت مخازن مذکور بهره برد از ورق های ST52-3 می توان برای ساخت بسیاری از سازه ها و استراکچر های دیگر در صنایع نفت نیز بهره برد که در این مورد می توانید به مقالات مرتبط با ورق های ST52 مراجعه کنید .

فرآیند ساخت گپ های فولادی ( CAP )

فرآیند ساخت عدسی های فولادی برای مخازن تحت فشار یا مخازنی که در آنها ذخیره سازی مواد تحت فشار انجام می شود به این صورت است که این مخازن معمولا به صورت مخروطی یا فلت و یا به صورت بیضوی یا کروی ساخته می شوند در این فرایند تولید و ساخت عدسی های فولادی با چالش بزرگی روبروست که معمولا برای ساخت آن ها می بایست موارد زیر را رعایت نمود.

ابتدا ورق های فولادی را به صورت پولکی های دایره ای شکل بزرگ برش کاری نموده و ورق های دایره ای شکل شده که اصطلاحا در ادبیات فارسی به آن پولکی می گویند را در فرآیند فشار قرار می دهند تا بتوانند به آن عمق دهند تا عدسی نهایی حاصل شود انتخاب نوع ورق در این فرآیند بسیار حائز اهمیت می باشد چرا که ورق های بی کیفیت در فرآیند ساخت عدسی دچار ترک و شکستگی می شود اما ورق های با کیفیت در فرآیند ساخت عدسی می توانند استحکام خود را حفظ نموده و دچار ترک و شکستگی در بافت نشوند.

پس مهم ترین کار برای ساخت عدسی های فولادی انتخاب نوع ورق و آلیاژ آن می باشد که در فرایند ساخت می بایست موارد زیر رعایت شود:

• انتخاب ورق مناسب
• برشکاری ورق مطابق با عدسی نیاز به ساخت
• شکل دهی اولیه یا همان فرمینگ
• پرس سرد 
• پرس گرم
• اسپینینگ
• ماشین کاری و برش لبه ها
• عملیات حرارتی

مواردی که در بالا به آن اشاره شد فرآیند ساخت عدسی و کپ های فولادی را نشان می دهد که این فرایند می بایست توسط مهندسین یا ناظر از ابتدا تا انتها به صورت میدانی بازرسی گردد.

کلیه فرآیند ساخت عدسی های فولادی طبق این مقاله در هفت مرحله انجام می شود که مراحل را به صورت مشروح در ادامه مقاله توضیح خواهیم داد .

انتخاب ورق مناسب :

انتخاب ورق مناسب در شرایط ساخته عدسی های فولادی بسیار حائز اهمیت می باشد و این ورق ها می بایست قبل از انجام هرگونه عملیات ساخت و ساز عدسی ها مورد ارزیابی و آنالیز مواد شیمیایی و خواص مکانیکی واقع شوند این ورق ها می بایست عاری از هرگونه ترک و مک در بافت خود باشند و می بایست کلیه مراحل آزمون های مواد شیمیایی خواص مکانیکی تست ضربه آزمون های متالوگرافی و آزمون های مرتبط با ساخت مخازن مورد نظر را پاس کنند تا بتوانند پس از انجام آزمون های مورد نظر وارد فرآیند تولید شوند.

برش ورق ها برای ساخت عدسی :

ابتدا ورق ها را به صورت پولکی های دایره ای شکل برشکاری می کنند این کار توسط دستگاه های لیزر واترجت سی ان سی یا پلاسما انجام می شود که ابتدائا سایز ورق ضخامت و قطر خارجی دایره توسط مهندسین طراحی پس از طراحی برای برشکاری به واحد برش ارجاع شده و ورق هایی که معمولا در اشکال مستطیل یا مربع می باشند را به صورت پولک بری و دایره ای شکل برشکاری می کنند .

شکل دهی اولیه یا همان فرمینگ :

بسته به شکل مخازنی که عدسی ها می بایست در آن ها به کار گرفته شود که مخازن مخروطی شکل مخازن نیم کروی یا مخازن بیضوی می باشند شکل دهی اولیه می تواند متفاوت باشد شکل دهی اولیه مطابق با مخازنی که در آن فشار کار وجود دارد به صورت بیضوی نیم کروی یا مخل مخروطی می بایست انجام شود تا ورق در نهایت وارد فرآیند بعدی یا همان پرس سرد و گرم شود .

پرس سرد :

در فرآیند ساخت عدسی ها به روش پرس سرد این عدسی ها معمولا در ضخامت های پایین و از فولاد های منعطف برای ساخت آن ها استفاده می شود پرس سرد بر روی ورق هایی انجام می شود که ضخامت های پایین دارند و معمولا برای ساخت مخازن کوچک همچون سیلندر های گاز یا مخازن هوای فشرده استفاده می شود.

در فرآیند ساخت ورق بدون حرارت دهی تحت فشار پرس قرار می گیرد تا شکل کپ یا عدسی فولادی از آن حاصل شود.

پرس گرم :

پرس گرم برای ضخامت های بالاتر کاربرد دارد چرا که اگر در ضخامت های بالا پرسینگ سرد بر روی ورق ها انجام شود باعث به وجود آمدن حباب های میکروسکوپی در بافت فولاد می شود پرس گرم این امکان را به سازنده عدسی می دهد که به راحتی بتواند ورق ها را در ضخامت های بالا فرمینگ داده و پرسینگ انجام دهد معمولا پرس گرم ورق ها در دماهای بین 800 تا 1000 درجه ی سانتی گراد انجام می شود تا در نهایت عدسی مورد نظر حاصل شود این عدسی ها که با فرآیند پرس گرم تولید می شوند معمولا برای مخازن کوچک و در سایز های کوچک مورد استفاده قرار می گیرند .

اسپینینگ :

یا همان حرکت دوار در ساخت عدسی های فولادی به فرآیندی می گویند که پولکی استحصال شده از ورق ها وارد دستگاه چرخنده ای شده که طی فرآیند چرخش همراه با فشار و حرارت لبه ها و عمق ورق را به آن وارد می کنند فرآیند اسپینینگ به صورت تدریجی به ورق عمق می دهد و عدسی فولادی مورد نظر را می سازد در فرآیند اسپینینگ که معمولا برای ساخت کپ ها و عدسی های غول پیکر استفاده می شود حرارت دهی به بافت فولاد برای جلوگیری از شکست آن حائز اهمیت است چرا که در فرآیند اسپینینگ احتمال ترک خوردگی در بافت فولاد افزایش پیدا می کند.

پس کارخانجات و شرکت هایی که اقدام به ساخت عدسی های فولادی به روش اسپینینگ می کنند می بایست در فرایند چرخش دستگاه اسپینینگ برای عمق دهی به عدسی های فولادی و ساخت عدسی ها همواره حرارت دهی به بافت ورقی که در حال چرخش در دستگاه اسپینینگ می باشند را اعمال کنند این فرآیند در نهایت عدسی های فولادی با سایز های بسیار بزرگ را حاصل می شود که می توانند در صنایع نفت و گاز مورد استفاده قرار گیرند.

ماشین کاری و برش لبه ها :

پس از ساخت عدسی های فولادی تراز بودن کلیه نقاط لبه برای اتصال این لبه و جوشکاری به بقیه مناطق مخزن بسیار حائز اهمیت می باشد به همین دلیل ماشین کاری و برش لبه ها از ویژگی خاصی برای ساخت این عدسی ها برخوردار می باشد که می بایست تراز و صاف نمودن لبه ها جهت جوشکاری عدسی به بدنه مخزن را همواره در نظر داشت و در صورت نیاز منحنی های لبه عدسی را طی این فرآیند از بین برد .

تست ها و کنترل کیفیت :

پس از ساخت عدسی های فولادی می بایست تست هایی جهت کنترل کیفیت بر روی این عدسی ها انجام شود یکی از اصلی ترین تست ها تست لمینیشن یا همان UT می باشد و یا تست رادیوگرافی یا همان RT می بایست بر روی عدسی های فولادی جهت جلوگیری از وجود نقوس فرایند تولید و شکل گرفتن ترک انجام شود.

اندازه گیری دقیق و آزمون فشار هیدرواستاتیک نیز پس از نصب عدسی ها بر روی مخازن صورت می پذیرد که ویژگی های اصلی عدسی را شامل می شود در کل ساخت کپ ها و عدسی های فولادی یکی از مهم ترین فرآینده ای ساخت مخازن در صنایع نفت گاز و پتروشیمی می باشد که می تواند صنعتگران این عرصه را برای ساخت مخازن همراهی کند.

برای ساخت کلیه کپ های فولادی شما همواره نیاز به ورق های کربن استیل آلیاژی دارید که شرکت مهزیار فولاد ورق های مورد نظر را برای شما خریداران گرامی تامین می کنند.

برای خرید انواع ورق های کربن استیل فولادی مورد نیاز جهت ساخت کپ های فولادی در صنایع نفت و گاز می توانید با بخش بازرگانی و فروش شکر مهزیار فولاد تماس حاصل نموده تا ورق های مورد نظر خود را از بخش بازرگانی و فروش شرکت تهیه نمایید.

شرکت مهزیار فولاد در تمامی مراحل فرآیند تولید کپ های فولادی همواره همراه شما بوده تا بتوانید ایده آل ترین ورق های کربن استیل فولادی را برای استفاده در مخازن خود به کار برید.

تامین کننده کلیه ورق های فولادی و آلیاژی در ایران

گردآورنده مهزیار راد