ارزیابی FFS

ارزیابی FFS یک سری ارزیابی های کمی مهندسی می باشد که به منظور تعیین و تایید یکپارچگی ساختاری و انسجام مکانیکی تجهیزات در حال سرویس و دارای ترک، و یا هر نقص دیگر ایجاد شده در حین ساخت و یا سرویس، انجام می پذیرند. ظروف تحت فشار، مخازن ذخیره و سیستم های لوله کشی با گذشت زمان در معرض انواع گوناگونی از تخریب قرار می گیرند که این امر در نهایت یکپارچگی سیستم را تحت تاثیر قرار می دهد. کُدها و استانداردهای فعلی تنها ارائه دهنده قوانین و دستورالعمل های مربوط به طراحی، ساخت، بازرسی و تست تجهیزات تحت فشار نوساز می باشند. در حال حاضر این کُدها در مورد پذیرش ضخامت از دست رفته و خورده شده تجهیزات از قوانین تجربی استفاده می کنند. در نتیجه، واحدهای عملیاتی اغلب به اشتباه و بدون اینکه واقعاً نیازی باشد به منظور تعمیر یا تعویض تجهیزات متوقف می شوند. در چنین شرایطی، اجرای ارزیابی های مهندسی نظیر ارزیابی مناسب بودن برای سرویس دهی (FFS) جهت بررسی یکپارچگی ساختاری و امکان افزایش ایمن عمر تجهیزات دارای نقص امری مفید و در عین حال ضروری به نظر می رسد.
استاندارد API 579-1/ASME FFS-1

در اوایل دهه 90 میلادی، با افزایش تعداد حوادث منجر به فوت و جراحت در صنایع نفت آمریکا، نیاز به تدوین استانداردی جهت ارزیابی مناسب بودن تجهیزات مستهلک به منظور بررسی امکان ادامه سرویس دهی آنها احساس گردید. با دستور انجمن ایمنی و بهداشت حرفه¬ای (OSHA) ایالات متحده آمریکا، اکثر شرکت های نفتی بزرگ آمریکائی نمایندگانی را جهت تشکیل کمیته FFS به انستیتو نفت آمریکا (API) اعزام نمودند. از کشورهای اروپائی و همچنین از چین و ژاپن نیز نمایندگانی در این کمیته حضور داشتند. بدین ترتیب، اولین نسخه استاندارد به صورت Recommended Practice با نام API RP 579 در اوایل سال 2000 میلادی منتشر شد. بعد از انتشار این نسخه، دو انجمن API و ASME به صورت موازی جهت چاپ نسخه جدید استاندارد فعالیت می¬کردند. با توجه به نزدیک بودن فعالیت های آنها، سرانجام کنسرسیومی از دو انجمن تشکیل شد که نتیجه آن انتشار نسخه جدید API 579 با نام API 579-1/ASME FFS-1 در سال 2007 میلادی می باشد.
استاندارد API 579-1/ASME FFS-1 دستورالعمل هایی را برای انجام ارزیابی های FFS بر روی تجهیزات صنعت پالایش و پتروشیمی ارائه می دهد. از این دستورالعمل¬ها می¬توان برای تصمیم گیری در مورد امکان ادامه فعالیت، و یا لزوم تعمیر/جایگزینی تجهیزات استفاده نمود تا از ادامه فعالیت ایمن تجهیزات تحت فشار اطمینان حاصل گردد. استاندارد API 579-1/ASME FFS-1 تکمیل کننده الزامات مربوط به استانداردهای API 510 (بازرسی تجهیزات تحت فشار)، API 570 (بازرسی سیستم های لوله کشی) و API 653 (بازرسی مخازن ذخیره روی سطح زمین) می باشد. از دستورالعمل های ارزیابی ارائه شده در این استاندارد می توان برای ارزیابی های FFS و/یا برآورد و تعیین شرایط عملیاتی جدید تجهیزات طراحی شده و ساخته شده مطابق کدهای زیر استفاده نمود:
ASME B and PV code, Section VIII, Division 1
ASME B and PV code, Section VIII, Division 2
ASME B and PV code, Section I
ASME B31.3 Process Piping code
ASME B31.1 Power Piping code
API 650 Welded Steel Tanks for Oil Storage
API 620 Design and Construction of Large, Welded, Low-Pressure Storage Tanks
عمر باقیمانده و تعیین شرایط جدید کاری

روش های ارزیابی FFS در استاندارد API 579-1/ASME FFS-1 هم تعیین وضعیت (یکپارچگی) فعلی تجهیز با توجه به شرایط کنونی سرویس، و هم تعیین عمر باقیمانده تجهیز را پوشش می دهند. اگر نتایج ارزیابی FFS نشان دهد که تجهیز و یا قطعه مورد نظر برای شرایط عملیاتی فعلی مناسب است، تجهیز مربوطه می تواند در صورت تهیه و اجرای یک برنامه بازرسی مناسب، به عملیات خود در سرویس ادامه دهد. اگر نتایج ارزیابی FFS نشان دهد که تجهیز و یا قطعه مورد نظر برای شرایط عملیاتی فعلی مناسب نمی باشد، باید از روش های محاسباتی موجود در API 579-1/ASME FFS-1 برای تعیین شرایط و محدوده های عملیاتی و کاری جدید تجهیزات استفاده گردد. برای تجهیزات تحت فشار (مانند ظروف تحت فشار و لوله کشی ها) از این محاسبات می¬توان برای یافتن مقدار کاهش یافته حداکثر فشار کاری مجاز و/یا دمای منطبق با آن استفاده نمود. برای قطعات مربوط به مخازن ذخیره (مانند Shell Courseها)، از این روش های محاسباتی می¬توان برای تعیین مقدار کاهش یافته حداکثر ارتفاع پرکردن استفاده نمود. محاسبات عمر باقیمانده در استاندارد API 579-1/ASME FFS-1 با هدف تعیین زمان دقیق وقوع از کارافتادگی ارائه نشده اند، بلکه از این محاسبات در کنار کدهای بازرسی مربوطه و/یا برنامه های پایش تجهیزات، برای تعیین بازه های بازرسی استفاده می شود.
جایگاه FFS در اجرای فن آوری بازرسی بر مبنای ریسک (RBI)

ارزیابی «FFS» مهره تکمیل کننده حلقه اجرایی پروژه¬های بازرسی بر مبنای ریسک می باشد. ارتباط فن آوری RBI و فرآیند آنالیز FFS با دیگر استانداردهای بازرسی فراتر از یک ارتباط مستقیم می باشد، بلکه به صورت سیکلی از استانداردها و دستورالعمل های بازرسی موجود، سیستم مدیریتی RBI و انجام ارزیابی های FFS می باشد. از دستورالعمل های FFS برای تصمیم گیری در مورد امکان ادامه فعالیت، و یا لزوم تعمیر/جایگزینی تجهیزات در معرض مکانیزم های تخریب شناسایی شده در روند اجرای RBI، و همچنین در صورت امکان، تعیین عمر باقیمانده تجهیز دارای نقص استفاده می گردد. نرخ واقعی تخریب تابعی پیچیده از بر هم کنش خواص مواد، محیط فرآیند، شرایط عملیاتی و حالت تنش می باشد. در دستورالعمل FFS در ابتدا تخمینی محافظه کارانه از نرخ تخریب محاسبه خواهد گردید. سپس میزانی از پیشرفت تخریب که هر قطعه می تواند تحمل کند، تعیین گردیده و برنامه بازرسی بعدی به گونه ای که پیش از زمان پیش بینی شده از کارافتادگی تجهیز باشد، مشخص می گردد. با انجام هر یک از بازرسی ها در آینده، نرخ واقعی تخریب با دقت بهتری تعریف می گردد و فرکانس های بازرسی با توجه به آنها تعیین خواهند گردید.
انجام ارزیابی های FFS تخصص ما می باشد

متخصصین ما از پیشگامان اجرای این فن آوری در ایران هستند و تا کنون ضمن انجام ارزیابی های متعدد FFS و تولید نرم افزارهای مرتبط، موفق به چاپ کتاب و ارائه چندین مقاله در کنفرانس های معتبر داخلی و خارجی شده اند. ارزیابی های ما می تواند ضمن بالا بردن قابلیت اطمینان تاسیسات شما، با ارائه راهکارهای زیر صرفه جویی های چشمگیری را به دلیل کاهش تعداد تعمیرات غیر ضروری به همراه داشته باشد:
ارائه راه حل های عملی و مقرون به صرفه در خصوص مسائل FFS
استفاده از تکنیک های FFS پیشرفته به منظور افزایش عمر تجهیزات
ارزیابی تغییرات در سرویس به منظور بهبود عملکرد تجهیزات
ارائه راهکارهای تعمیراتی موثر موقت و دائمی
کاهش زمان توقف جهت انجام تعمیرات
ارائه راهکارهای عملی جهت انجام سریع تعمیرات اساسی در شرایط اضطراری
دانش وسیع ارزیابی های FFS

ما می توانیم انواع آسیب های ممکن در صنایع پالایش و پتروشیمی که در انواع مختلف ظروف تحت فشار، سیستم لوله کشی، خطوط انتقال، مخازن ذخیره، مبدل های حرارتی، کوره ها (بدنه، تیوب ها و دودکش) و دیگر قطعات مکانیکی رخ می دهد را آنالیز نماییم. دانش ما شامل ارزیابی مکانیزم های تخریب زیر می گردد:
شکست ترد
دولایگی و تاول ها نظیر آسیب های HIC و SOHIC
شکم دادگی و عدم دوار بودن
آسیب های شبیه ترک شامل رشد ترک های خستگی و خوردگی تنشی
فرورفتگی، کندِگی و ترکیب هر دو
ارزیابی نقاط حساس شده
عمر باقیمانده تیوب کوره ها
ارزیابی تجهیزات در معرض دمای بالا و آسیب های خزش و خزش-خستگی
آسیب های ناشی از آتش سوزی
آسیب های هیدروژنی دمای بالا (HTHA)
خستگی مکانیکی و حرارتی
ترک رینگ اتصالات فلنجی
جداره مخازن و نشست لبه ها
تنش زدایی موضعی جوش های تعمیری
مدل سازی تنش های پسماند جوش و به کارگیری ارزیابی های نقص های شبیه ترک
لرزش بُرج ها، دودکش ها و خطوط لوله در اثر وزش باد
لرزش های مکانیکی
آنالیز حرارتی Hot Tap

ارزیابی قابلیت سرویس دهی

ارزیابی قابلیت سرویس دهی (FFS: Fitness For Services)

مجموعه ای از ارزیابی­های کمی مهندسی است که وضعیت (یکپارچگی) فعلی دستگاه را با توجه به شرایط بهره برداری بررسی می کند. محصول نهایی این فرآیند، تصمیم گیری در مورد امکان ادامه فعالیت، تعمیر یا تعویض تجهیز مورد مطالعه خواهد بود.

مجموعه ای از ارزیابی­های کمی مهندسی است که وضعیت (یکپارچگی) فعلی دستگاه را با توجه به شرایط بهره برداری بررسی می کند. محصول نهایی این فرآیند، تصمیم گیری در مورد امکان ادامه فعالیت، تعمیر یا تعویض تجهیز مورد مطالعه خواهد بود.

یکی دیگر از خروجی­های این روش تعیین عمر باقی مانده و بازه­های زمانی بازرسی است.همچنین در حین انجام این روش داده­های مورد نیاز جهت استقرار سیستم بازرسی بر مبنای ریسک (RBI) تامین خواهد شد. FFS در سه سطح، برای تجهیزات مختلف با توجه به نوع مکانیزم تخریب فعال موجود ، طبقه ­بندی می شوند.FFS

تناسب برای سرویس (FFS) Fitness For Service

صلاحیت ادامه سرویس (Fitness For Service) روشی استاندارد و مطمئن جهت تصمیم گیری درمورد ادامه سرویس دهی یک قطعه است.

ارزیابی FFS یک روش چند شاخه ای است که توانایی ادامه دادن قطعه به سرویس دهی را بررسی می کند و در مورد آن تصمیم گیری می کند. تجهیزات مورد بررسی می توانند معیوب یا دارای عیب باشد یا تحت شرایط عملیاتی دشوار تر از آنچه برای آن طراحی شده قرار گرفته باشند.

تناسب برای سرویس در مورد تعمیر، تعدیل، جایگزینی و یا از رده خارج نمودن تجهیزات، بحث می کند. همچنین با این روش می توان عمر مفید باقی مانده قطعه را نیز محاسبه کرد که این اطلاعات مفیدی جهت مشخص کردن بازه های زمانی مناسب بازرسی و تامین بودجه لازم به هنگام خارج نمودن قطعه از سرویس می باشد.

جهت انجام ارزیابی های مناسب برای سرویس دهی از استاندارد ۵۷۹ API  استفاده می شود.این استاندارد در ابتدا مخصوص صنایع پالایشی و پتروشیمی ایجاد شده بود ولی به تدریج کاربرد گسترده ای در سایر صنایع درمورد ارزیابی مخازن تحت فشار، مخازن ذخیره و سیستم لوله کشی یافت.

FFS شامل چندین بخش مهندسی است و نیاز به جمع آوری اطلاعات زیادی دارد.  به همین دلیل، معمولا یک فرد، که از دو نقطه نظر  تخصص و جمع آوری اطلاعات، قابل اعتماد باشد؛ سرپرست اجرای ارزیابی می شود.

در ارزیابی تناسب برای سرویس، بازرس نیاز است تا در حوزه های زیر مهارت داشته باشد:

• آنالیز تنش
• مهندسی متالورژی
• آزمون های غیر مخرب
• خوردگی
• شرایط سرویس دهی
• مکانیک شکست
• احتمال و آمار

مزایا:

یکی از مهمترین فاکتور های هر شرکت، داشتن ایمنی است. اگرچه در پروسه هایی همانند انتقال، ذخیره مایعات و گازهای تحت فشار مقداری ریسک وجود دارد. با این حال همواره کمترین میزان خطر مد نظر است. در نتیجه، در طراحی هدف بر این است که بتوان از عملکرد ایمن مخازن تحت فشار، مخازن ذخیره و سیستم لوله کشی اطمینان حاصل نمود.

استاندارد های API 579  و ASME FFS-1 از جمله استاندارد های مورد استفاده در ارزیابی FFS است و نکات ایمنی را مورد بررسی قرار می دهند.از جمله آنها می توان به دو مورد زیر اشاره کرد:

• بررسی توانایی سرویس دهی تجهیزات با افزایش عمر
• بررسی امکان تخریب در حین سرویس دهی
• بررسی توانایی ادامه ی سرویس دهی تجهیزات تا اولین خاموشی بعدی
• مشخص کردن عمر استفاده از تجهیزات از طریق ارزیابی

با افزایش ایمنی و تشخیص تخریب یا عیوب، از هزینه های بالای ناشی از خاموشی های غیر برنامه ریزی شده و شکست های در حین کار جلوگیری خواهد شد و در نتیجه ی استفاده از این تکنولوژی، صرفه جویی های اقتصادی زیادی حاصل می شود. از طرفی دیگر، اگر عمر استفاده یک تجهیز از طریق این ارزیابی ها مشخص شود، آن قطعه می تواند در بازه های بین بازرسی سرویس دهی کند. همچنین زمانی که با برنامه ریزی دقیق، به صورت مداوم و مشخص قطعات جدید جایگزین شوند، به علت طول عمر بالاتر، خروجی سیستم افزایش یافته و در نتیجه سود خالص بیشتری بدست می آید.

انواع ارزیابی های انجام شده توسط FFS:

1. ارزیابی خوردگی(خوردگی حفره ای)
2. ارزیابی کاهش ضخامت عمومی و موضعی
3. ارزیابی عیوب شبه ترک و شکست ترد در تجهیزات
4. ارزیابی تاول و ترک های القایی هیدروژنی
5. ارزیابی تخریب خزشی
6. ارریابی تورق
7. ارزیابی تورفتگی، بادکردگی، ترک
8. ارزیابی تخریب های ناشی از آتش
9. ازیابی جوش های غیر هم محور و اعوجاج پیوسته

Fitness for service تناس

برنامه بازرسی بر مبنای ریسک

 این برنامه  بیانگر دستور العمل بازرسی موثر برای کاهش ریسک می باشد که  نتیجه به کارگیری آن اینست که، میتواند اطلاعات بسیار مفیدی در مورد ریسک فعلی  طرح ارائه دهد. در صورتی که دستور العملهای ارائه شده در برنامه بازرسی بر مبنای ریسک نیز به خوبی اجرا شوند، خواهیم توانست ریسک  را کاهش دهیم. از طرفی برنامه حاصل از ارزیابی ریسک، تجهیزاتی را که ریسک آنها در سطح قابل قبول و یا کمتر از آن است را نیز نشان میدهد. این دسته از تجهیزات نیاز به توجه کمتری داشته و میتوان بازه زمانی بین بازرسی آنها را زیاد کرد. این کار علاوه بر اینکه هزینه های بازرسی را کاهش میدهد، باعث خواهد شد که فعالیتهای بازرسی بر روی تجهیزات با ریسک زیاد متمرکز شود؛ مطمئنا تمرکز بر روی حجم کمتری از تجهیزات باعث افزایش دقت فعالیتهای بازرسی نیز خواهد شد. استفاده از بازرسی بر مبنای ریسک،رویه ای ست  برای بهبود مستمر برنامه بازرسی از طرح  و کاهش سیستماتیک ریسک آنها را بدنبال خواهد داشت. همچنین میتوان از نتایج بازرسی بر مبنای ریسک به عنوان ابزاری برای برنامه ریزی سالانه سازمان استفاده کرد؛ به گونه ای که با استفاده از آن، منابع و بودجه لازم برای اینکه تجهیزات در سطوح قابل قبولی از ریسک و کارآیی عمل کنند را مشخص نمود. با توجه به مزایای روش بازرسی بر مبنای ریسک، اخیرا در ایران نیز توجه بیشتر مدیران و بازرسان فنی را به خود جلب کرده است. اجرای بازرسی بر مبنای ریسک در صنعت نفت ایران با موانع و مشکلات خاص خود روبرو است. 

روش تولید بنزین در پالایشگاه آبادان کراکینگ کاتالیزی

کراکینگ کاتالیستی مهمترین و رایج ترین فرآیند پالایشگاهی برای تبدیل نفت خام های سنگین به مواد پر ارزشتری مانند بنزین و محصولات سبکتر است. در آغاز، کراکینگ به کمک گرما انجام می شد ولی فرآیند کاتالیستی بدلیل تولید مقدار بیشتر بنزین با عدد اکتان بالاتر و مقدار کمتری نفت کوره ی سنگین و گازهای سبک، تقریبا به طور کامل جایگزین کراکینگ گرمایی شده است. گازهای سبکی که در کراکینگ کاتالیستی تولید می شوند، در مقایسه با کراکینگ گرمایی محتوی اولفینهای بیشتری هستند.

فرآیند کراکینگ، تولید کربن (کک) می کند که روی ذرات کاتالیست زئولیت باقی می ماند و به سرعت، فعالیت آن را تقلیل می دهد. بمنظور حفظ فعالیت کاتالیست در سطح مورد نیاز باید کاتالیست را از طریق سوزاندن این کک با هوا بازیابی کرد. بنابراین کاتالیست بطور مداوم بین واکنشگاه و بازیاب در حرکت است (شکل زیر). واکنش کراکینگ، گرماگیر و واکنش بازیابی گرمازاست.

طرحی از یک واحد FCC

متوسط دماهای واکنشگاه بین Cº 480-540 و دماهای نفت ورودی بین Cº 260-425 ، و دماهای خروج از بازیاب Cº 815-650 می باشد. فرآیندهای کراکینگ کاتالیستی امروزی را می توان در دو گروه: واحدهای متحرک بستر و واحدهای سیال بستر، طبقه بندی کرد. در هر دو گروه تغییراتی طبق نظر طراح و یا سازنده صورت می گیرد ولی عملیات پایه در دو گروه بسیار شبیه یکدیگر است. فرآیند کراکینگ ترمافور (TCC) نمونه ای از واحدهای بستر متحرک، و کراکینگ کاتالیستی سیال بستر (FCC) نمونه ای از واحدهای مجهز به بستر سیال است. امروزه تعداد بسیار معدودی از واحدهای TCC در حال کار هستند، در حالی که واحدهای FCC بسیار رایج شده اند.

جریانهای فرآیندی واکنش در همه انواع واحدها مشابه هستند. خوراک نفت کوره (مازوت) داغ با کاتالیست داغ خروجی از فعال کننده در خط بالابرنده خوراک یا در واکنشگاه تماس حاصل می کند. با پیشرفت واکنش کراکینگ، فعالیت کاتالیست بدلیل پیدایش کک در سطح آن به سرعت فروکش می کند. کاتالیست و هیدروکربن به روش مکانیکی از هم جدا می شوند و نفت باقیمانده بر روی کاتالیست، پیش از ورود به بازیاب به وسیله بخار آب جدا می شود. بخار نفت از قسمت بالا گرفته می شود و به برج تقطیر جز به جز ارسال می گردد تا در آنجا به جریانهایی با گستره ی جوش مورد نظر تفکیک شود.

کاتالیست مصرف شده وارد بازیاب می شود و با سوخته شدن رسوب کک به کمک هوا، دوباره فعالیت خود را باز می یابد. دمای بازیاب به دقت تنظیم می شود تا در عین حال که مقدار کربن مورد نظر سوزانده می شود، از افزایش زیاد دما که منجر به کاهش فعالیت کاتالیست می شود احتراز گردد. گازهای خروجی در جداکننده های سیکلونی و رسوب دهندگان الکتروستاتیکی از ذرات کاتالیست تفکیک می شوند. در برخی از واحدها، پیش از تماس کاتالیست با نفت ورودی، اکسیژن جذب سطحی شده توسط کاتالیست، به هنگام خروج از بازیاب توسط جریان بخار آب از آن جدا می شود.