لوله های جوش داده شده برای تولید برق: سیستم های لوله کشی بخار، آب تغذیه و پرانرژی

سیستم های لوله کشی کلیدی در یک نیروگاه

یک نیروگاه حرارتی شبکه‌ای از سیستم‌های لوله‌کشی است که هر کدام با فشار، دما و پوشش شیمیایی خاص خود تعریف می‌شوند. خطوط اصلی بخار و گرم کردن مجدد بخار، بخار فوق گرم را از دیگ بخار یا مولد بخار به توربین منتقل می کنند. خطوط تغذیه و میعانات آب با خلوص بالا را در فشار بالا برمی گرداند، هدرهای آب خنک کننده حجم بسیار زیادی را در فشار کم جابجا می کنند و سیستم های کمکی سوخت، روغن روان کننده، هوای ابزار و تخلیه را کنترل می کنند. از آنجایی که وظایف هر مدار بسیار متفاوت است، انتخاب مواد و برنامه ریزی بازرسی به جای اینکه در سطح کارخانه انجام شود، سیستم به سیستم انجام می شود.

درجه مواد برای سرویس بخار و آب تغذیه

خدمات در دمای بالا توسط قدرت خزش، مقاومت در برابر اکسیداسیون و جوش پذیری کنترل می شود. جدول زیر درجه هایی را که معمولاً برای لوله های بدون درز و جوش داده شده در کارخانه های مدرن مشخص می شود، فهرست می کند.

در زیر محدوده خزش، فولاد کربنی ASTM A106 Grade B و ASTM A672 انتخابی اقتصادی برای سرویس آب تغذیه و میعانات هستند. گریدهای کم آلیاژ و 9Cr فقط در جایی انتخاب می شوند که دمای فلز محاسبه شده واقعاً به آنها نیاز داشته باشد، زیرا گریدهای سخت تر نیاز به عملیات حرارتی، سختی و کنترل ساخت سخت تری دارند.

مدیریت انبساط حرارتی و انعطاف پذیری لوله کشی

لوله کشی پرانرژی بین شرایط سرد و گرم چندین صد میلی متر رشد می کند و این حرکت باید بدون اضافه بار جوش یا نازل جذب شود. حلقه‌های انبساط، آفست و تغییرات جهت انعطاف‌پذیری را فراهم می‌کنند، در حالی که آویزهای فنری، آویزهای با پشتیبانی ثابت و اسنابر، بار نازل را در محدوده‌های تعیین‌شده توسط فروشنده تجهیزات نگه می‌دارند. طرح با یک تجزیه و تحلیل انعطاف پذیری و تنش رسمی به ASME B31.1 تأیید می شود که موارد بار پایدار، گاه به گاه و جابجایی را پوشش می دهد و تنظیمات پشتیبانی برای موقعیت های سرد و گرم ثبت می شود تا نصب میدان با آنالیز مطابقت داشته باشد.

بازرسی و ارزیابی وضعیت

نظارت بر وضعیت لوله کشی برق، بازرسی ساخت پایه را با معاینه دوره ای در حین کار ترکیب می کند:

معاینه رادیوگرافیک جوش های لب به لب به ASME BPVC بخش V ماده 2 در حین ساخت.

آزمایش دستی یا خودکار اولتراسونیک مطابق با ماده 4 برای کیفیت جوش و در سرویس، نقشه برداری ضخامت دیوار مناطق فرسایشی و خوردگی.

بررسی مواد نافذ مایع و ذرات مغناطیسی به مواد 6 و 7 در مورد جوش‌های فیله‌ای، جوش‌های اتصالی و ترک‌خوردگی سطحی مشکوک.

بررسی سختی و تکرار بر روی فولادهای فریتی با مقاومت خزشی مانند P91 برای تأیید اینکه عملیات حرارتی پس از جوشکاری ریزساختار مورد نظر را ایجاد کرده است.

بازرسی حین خدمت و ارزیابی عمر باقیمانده مطابق با الزامات ASME B31.1 و کد بازرسی هیئت ملی برنامه ریزی شده است.

شیمی آب تغذیه و خوردگی تسریع شده در جریان

تخریب داخلی از طریق شیمی آب و از طریق انتخاب مواد کنترل می شود. اکسیژن محلول با یک جاذب اکسیژن حذف می شود و pH با آمونیاک یا یک آمین لایه بردار افزایش می یابد تا آب تغذیه در محدوده ای نگه داشته شود که حمل و نقل آهن را به حداقل می رساند. خوردگی تسریع جریان، که به آب تغذیه فولاد کربن و خطوط میعانات پایین دست شیرهای کنترل حمله می‌کند، با پیش‌بینی تلفات دیوار با مدل صنعتی استاندارد مدیریت می‌شود، سپس آن را با بررسی‌های ضخامت اولتراسونیک در مکان‌های پیش‌بینی‌شده با نرخ بالا تأیید می‌کند. مناطقی که بخار مرطوب یا جریان دو فازی ممکن است رخ دهد، در یک چرخه کوتاه‌تر بررسی می‌شوند و خطوط تخلیه برای جلوگیری از نقاط پایینی که میعانات را در حین خاموش شدن نگه می‌دارند، قرار می‌گیرند.

ملاحظات لوله کشی نیروگاه هسته ای

لوله کشی در داخل یک نیروگاه هسته ای اصول مکانیکی یکسانی دارد اما لایه هایی از کنترل را اضافه می کند: قابلیت ردیابی مواد از شماره حرارتی تا سیستم، مناطق ساخت با تمیزی کنترل شده، صلاحیت لرزه ای و زیست محیطی تکیه گاه ها و اجزا، مجاز برای اثرات تابش بر چقرمگی، و یک بسته تأیید که مطابقت با کد هسته ای و مشخصات فنی نیروگاه را نشان می دهد. این الزامات تعادل هزینه را به سمت جوش های کمتر و کاملاً بازرسی شده و به سمت ساخت در یک کارگاه کنترل شده به جای در مزرعه تغییر می دهد.

سوالات متداول

س: کدام درجه فولاد برای لوله کشی بخار اصلی استفاده می شود؟
ASTM A335 P22 برای سرویس بخار اصلی و گرم کردن مجدد گرم تا حدود 595 درجه سانتیگراد معمول است، در حالی که ASTM A335 P91 برای دماهای فلزی بالاتر، معمولاً تا حدود 620 درجه سانتیگراد انتخاب می شود، جایی که قدرت خزشی آن دیوارهای نازک تری را می دهد.

س: تفاوت بین لوله A106 و A335 چیست؟
ASTM A106 درجه B فولاد کربنی است که عمدتاً برای خدمات محیطی تا نسبتاً بالا در نظر گرفته شده است، در حالی که ASTM A335 گریدهای آلیاژ کروم-مولیبدن مانند P11، P22 و P91 را پوشش می دهد که در محدوده خزش استحکام را حفظ می کنند.

س: خوردگی تسریع شده با جریان چگونه کنترل می شود؟
با شیمی آب تغذیه و pH صحیح، با هندسه ای که از تلاطم پایین دست شیرها و اتصالات جلوگیری می کند، و با بررسی ضخامت دیوار اولتراسونیک در مکان هایی که توسط مدل پیش بینی صنعت شناسایی شده است، کنترل می شود.

س: چرا تجزیه و تحلیل انعطاف پذیری برای لوله کشی برق مورد نیاز است؟
رشد حرارتی باید توسط طرح لوله جذب شود تا تنش ها و بارهای نازل تجهیزات در محدوده ASME B31.1 باقی بماند و تجزیه و تحلیل انواع پشتیبانی و تنظیمات مورد استفاده در هنگام نصب را مشخص می کند.

س: چه بازرسی روی فولادهای با مقاومت خزشی مانند P91 انجام می شود؟
جوش‌های ساخت رادیوگرافی یا اولتراسونیک آزمایش می‌شوند، و عملیات حرارتی پس از جوش با آزمایش سختی و تکرار سطح تأیید می‌شود تا ساختار مارتنزیتی معتدل مورد نیاز تأیید شود.