آزمون فشار هیدرواستاتیک برای تست مخازن در صنعت بکار می رود. در صنعت ساخت، مخازن را به چند دسته تقسیم میکنند :
- مخازن درزدار
- مخازن بدون درز
مخازن بدون درز:
این مخازن جهت ذخیره سازی و انتقال سیالات با فشار و حساسیت بالا استفاده می شوند.
از جمله کاربرد های این مخازن می توان
- مخازن CNG
- مخازن اکسیژن
- مخازن هیدروژن
- مخازن گازهای بی اثر
و … نام برد.
جهت تست مخازن با توجه به نوع گاز و جنس مخزن از استانداردهای مختلفی پیروی میگردد.
برخی از این استانداردها عبارتند از:
- استاندارد ملی ۶۷۹۲ جهت تست سیلندرهای فولادی بدون درز
- استاندارد ملی ۱۴۹۵۳ جهت تست سیلندرهای کامپوزیت
- استاندارد ملی ۸۲۳۷ جهت تست سیلندرهای جوشی استیلن
- استاندارد ملی ۸۶۹ جهت تست سیلندرهای فولادی درزدار
- استاندارد ملی ۱۲۸۶۴ جهت تست آزمون سیلندرهای آلومینیومی از استانداردهای فوق ، استاندارد ملی ۶۷۹۲ به جهت تست مخازن بدون درز CNG استفاده میشود .
در استاندارد ملی 6792 از دو روش عمده تست مخازن به روش هیدرو استاتیک و التراسونیک به شکل کامل مورد بحث قرار گرفته است. آزمون فشار هیدرواستاتیک به شکل اندازه گیری انبساط حجمی است که خود به دو روش واتر جکت (Water Jacket) و بدون واتر جکت (Non Water Jacket) یا (Direct expansion) انجام میشود.
قابل ذکر است اگر سیلندری در یکی از آزمون های فوق الذکر مردود شود نباید از روش دیگری برای تایید استفاده گردد.
آزمون فشار هیدرواستاتیک یا انبساط حجمی (تست هیدرواستاتیک):
سيلندرهاي تحت فشار جهت تست ادواري پس از 5 سال استفاده، بايستي توسط دستگاه تست اندازه گيري افزايش حجم دائمي يا اصطلاحاً تست هيدرواستاتيک مورد بازرسي قرار گيرد. هدف از انجام اين تست بررسي خواص مکانيکي متريال بدنه مخزن در مقابل افزايش فشار مخزن مي باشد. با انجام تست هیدرواستاتیک ابعاد ترک هاي موجود در بدنه مخزن بوسيله آثار ديده شده در افزايش حجم مخزن نمود پيدا مي کند.
تست هیدرواستاتیک نوعی تست فشار است که در آن تمامی اجزاء بطور کامل با آب پر می شوند هوای موجود در سیستم حذف میشود و فشار سیستم حدودا تا 1.5 برابر فشار کاری سیستم افزایش میابد. فشار برای مدت زمان خاصی ثابت نگه داشته می شود تا نشتی سیستم بررسی شود.
فشار آزمون باید از آنچه که روی شانه سیلندر به عنوان فشار پرکردن سیلندر حک شده است بدست آید (در اکثر سیلندرها فشار آزمون هم در روی شانه سیلندر حک گردیده است).
این آزمون به دو روش زیر انجام می گردد:
1. واتر جکت (Water Jacket)
2. بدون واتر جکت (Non Water Jacket) یا (Direct expansion)
روش کلی این آزمون ها به اين شکل مي باشد که با اعمال فشار هيدروليکي (سيال آب) برابر با فشار کاري مخزن، بدنه سيلندر در اثر اين فشار افزايش حجم پيدا کرده و پس از 30 ثانيه در تثبيت فشار به مقدار ثابتي مي رسد. اين مقدار حجم را افزايش حجم کلي(Total Volumetric Expansion) مي نامند. سپس فشار مخزن را پايين آورده و به فشار صفر نسبي مي رسانند در اين صورت حجم مخزن کم شده اما به حجم اوليه نمي رسد بلکه مقدار مشخصي بالاتر از حجم اوليه خواهد داشت که اصطلاحاً افزايش حجم دائمي مخزن (Permanent Volumetric Expansion) مي باشد. با مقايسه مقدار افزايش حجم دائمي با مقدار افزايش حجم کلي در صورتي که نسبت PVE به TVE بالاتر از 10% باشد مخزن مطابق استاندارد خارج از محدوده بوده و قابل استفاده نمي باشد.
1. روش واتر جکت (Water Jacket)
در آزمون فشار هیدرواستاتیک روش واتر جکت (Water Jacket) مخزن با آب پر میشود و درون یک محفظه آب بندی شده به نام test jacket که آن هم با آب پر میشود نصب میشود. سپس مخزن در مدت زمان مشخصی تحت فشار قرار میگیرد. این مسئله سبب انبساط مخزن و ورود آب از محفظه به یک تیوب شیشه ای میشود که انبساط کلی را اندازه میگیرد. هنگامی که انبساط کلی اندازه گرفته شد، فشار مخزن حذف میشود و مخزن تقریبا به سایز اولیه اش برمی گردد. هنگامی که تورم مخزن از بین رفت، آب از تیوب به محفظه برمی گردد.
بعضی مواقع، مخزن نمی تواند به سایز اولیه اش برگردد و سایز ثانویه مخزن انبساط دائمی نامیده میشود (مقداری آب درون تیوب باقی می ماند). تفاوت بین انبساط کلی و انبساط دائمی نشان میدهد که مخزن برای ادامه عملکرد مناسب است یا خیر.
مسلم است که درصد انبساط بالاتر احتمال از رده خارج شدن مخزن را بیشتر میکند. درصد انبساط بالا نشان دهنده این است که فلز مخزن یا سیلندر خاصیت الاستیسیته خود را از دست داده است یا اینکه نازک شدن بیش از حد مجاز در دیواره مخزن اتفاق افتاده است و نهایتا اینکه مخزن دیگربرای استفاده ایمن نیست.
2. روش بدون واتر جکت (Non Water Jacket) یا انبساط مستقیم (Direct expansion)
آزمون فشار هیدرواستاتیک روش انبساط مستقیم (Direct expansion) یا بدون واتر جکت (Non Water Jacket) شامل پر کردن مخزن یا سیلندر با مقدار مشخصی آب، تحت فشار قرار دادن سیستم و اندازه گیری مقدار آبی که خارج می شود (زمانی که فشار آزاد میگردد) می باشد. مقادیر انبساط دائمی و انبساط کلی با اندازه گیری مقدار آبی که به داخل مخزن رانده میشود، فشار تست و مقدار آبی که از مخزن به بیرون رانده می شود تعیین میشوند.
در دستگاه های آزمون فشار هیدرواستاتیک اکثرا از سنسور های فشار سوزنی در رنج های 0 – 600 بار و 0 – 800 بار استفاده می شود.
آزمون التراسونیک:
تست التراسونیک (UT) یا آزمون فراصوت جزو آزمون های غیر مخربی است كه در بازرسی انواع قطعات به خصوص برای تست جوش قطعات جوش كاری شده بسیار پركاربرد است. این تست در تمام صنایع بزرگ و برای بازرسی قطعات ریخته گری، اتصالات جوش و موارد گوناگونی استفاده می شود. از آزمون التراسونیک برای تشخیص عیوب داخلی مواد، قطعات و سازه ها استفاده می شود و به وسیله ان می توان عیوب كه شامل ترك ها، عیوب انقباضی، حفره ها، پوسته شدگی ها، خلل و فرج ها و تركیدگی ها می باشد را شناسایی نمود.
در این تست التراسونیک، امواج فراصوت كه دامنه آنها بین 5/0 تا 25 مگا هرتز هستند توسط یك مولد صوتی بر روی قطعه مورد آزمایش هدایت می شود. این امواج هنگامی كه به ناپیوستگی ها و عیوب سطحی و زیر سطحی قطعه برخورد میكنند منعكس می شوند كه توسط مولدصوتی این بازتاب ها دریافت گردیده و به پالس های الكتریكی تبدیل شده و در صفحه نمایش به صورت یك سیگنال ظاهر می گردد. اپراتور با بررسی این سیگنال ها می تواند به اطلاعات مختلفی از قبیل مكان، عمق، ابعاد و نوع عیب بر روی قطعه پی ببرد.
آزمون التراسونیک می تواند عیوب را تا عمق 5 متر در فولاد ها نشان دهد و درصد نفوذ و حساسیت آن در آشكارسازی عیوب صفحه ای و بحرانی نسبت به آزمون رادیو گرافی بسیار بالاتر است. از محدودیت های آزمون التراسونیک است كه كار با آن نیاز به تخصص و مهارت بالایی دارد، چه در انجام دادن آزمون بر روی سازه ها و چه در تفصیر و خواندن اطلاعات دریافتی توسط این آزمون. در این روش قطعات بسیار كوچك و نازك و قطعات ناهموار به سختی قابل تست شدن هستند و اگر ناپیوستگی و عیب كوچك و بسیار نزدیك به سطح باشد ممكن است تشخیص داده نشود.
