توپيهاي توخالي در خدمت صنايع نفت و گاز

در سالهاي اخير، با رقابتي شدن قيمتها در صنايع مختلف، شاهد برخي از ابداعات و نو آوريها جهت كاهش هزينه‌هاي توليد در برخي از محصولات شركتها بزرگ و كوچك هستيم، كه برخي از آنها از روشهاي مديريتي افزايش بهره‌وري و كارآيي، كاهش اتلاف و استفاده از تكنولوژيهاي جديد و برخي ديگر تاثير گذار در كيفيت محصول نهايي مانند وزن، متريال و يا ابعاد آن مي‌باشند. عموما مصرف كنندگان مخالف نو‌آوري در صنايع مختلف نيستند ولي به شرطي كه باعث كاهش كيفيت محصول نگردد. از طرفي ديگر حق مشتريان است كه از كم و كيف ادواتي كه خريداري مي‌كنند و ميزان اعتماد پذيري آنها اطلاعات لازم را داشته باشند.

صنعت نفت، گاز و پتروشيمي و صنايع جانبي مانند نيروگاهها نيز از اين اتفاقات مستثني نبوده و با توجه به حساسيتها و خطرات آن، حتي المقدور ريسك پذيري در خريد كالاها بايد به حد اقل برسد.

يكي از اين موارد، شيرهاي پر مصرف Ball Valve مي‌باشد، كه غالبا در خطوط گاز مورد مصرف قرار مي‌گيرند و امنيت شيرها از اولويت مهمي برخوردار مي‌باشد. اخيرا ديده شده كه برخي وارد كنندگان، شيرهاي توپي به بازار عرضه مي‌نمايند كه داراي توپي توخالي هستند. مشتريان نيز كه اكثرا آنها را در صنايع نفت، گاز و يا سيالات پرفشار و محترقه مورد مصرف قرار مي دهند،‌ بدون اطلاع از وضعيت توپي و صرفا بعلت پايينتر بودن قيمت، تمايل به خريدشان به آنها بيشتر است.

آيا مي‌توان شيرهاي ذكر شده را خريده و از آنها استفاده برد يا خير؟ آيا ملزومات استاندارد در اين شيرها رعايت شده‌ است؟ در صورت استفاده از اين شيرها، خطرات ناشي از آنها چيست؟

ديدگاه استاندارد

با توجه به اينكه اكثر سايتهاي نفت و گاز كشور از استانداردهاي بزرگ و قدرتمند API و BS تبعيت مي‌كنند، موارد عينا به شرح ذيل مي باشد:

ترجمه: اين استاندارد شامل شيرهاي داراي توپيهاي توخالي نمي‌گردد و در صورتيكه توپي داراي اين توپيها باشد، حتما بايد طبق توافق مشتري از آنها استفاده شود.

• مجراي توپي بايد بصورت استوانه‌اي بوده و بايد داراي ساختار تو پر و يك تكه باشد. ديگر ساختارها از جمله انواع توپيهاي توخالي (CORED CAVITY, SEALED CAVITY & HOLLOW) فقط با اطلاع مشتري و توافق ايشان مي‌توانند مورد استفاده قرار گيرند.

اما در استاندارد BS قضيه كمي متفاوت است. در اين استاندارد، شكل شماتيك انواع توپيهاي توخالي رسم شده ‌است. طبق اين استاندارد، توپيهاي توخالي به 3 نوع تقسيم شده‌اند. توپيهايي كه در ايران به نام Hollow Ball شناخته مي‌شوند (و مشكلات ايجاد شده توسط آنها از همه بيشتر است)، در اين استاندارد به نام Sealed Cavity Ball (توپي با محفظه خالي آب بندي شده) مطرح شده است.

ترجمه: توپيهاي Sealed Cavity بايد به نحوي طراحي شوند كه بتوانند تحمل فشار تست بدنه بطور كامل را داشته باشند (در نظر داشته باشيد نام اين نوع توپي بيانگر آن است كه هنگام تست و بهره برداري آب يا سيال سرويس نبايد داخل توپي نفوذ كند- مترجم). شكلهاي شماتيك ساختار انواع توپي در شكل 2 نشان داده شده است. ضميمه C را نيز ملاحظه فرماييد.

استاندارد IPS (Iranian Petroleum Standard) به شرح ذيل موارد را اعلام كرده است:

ترجمه: توپي بايد يك تكه از مواد ريخته گري يا آهنگري شده باشد. مسير سيال در توپي بايد بطور استوانه‌اي باشد. توپي شيرها بايد بطور توپر ساخته شود. مگر اينكه تاييديه خريدار بگونه‌اي ديگر باشد.

چرا بايد با اين موضوع سخت گيرانه برخورد كرد؟

علت توليد توپيهاي Sealed Cavity كه در ايران بنام هالو بال رايج شده‌اند، فقط ايجاد قيمت رقابتي و ارزان تمام شدن شير مي‌باشد. اين امر نشاندهنده اين است كه معمولا شيرسازهايي كه از اين قطعه استفاده مي‌كنند، مهمترين استراتژي خود را ارزاني محصول و بازار هدف خود را نيز بازرگانان و مشترياني در نظر گرفته‌اند كه فقط به خريد جنس ارزان فكر مي‌كنند و شايد حتي اطلاعات فني كافي در اين زمينه را ندارند. لذا كيفيت در اين داد و ستدها در اولويتهاي بعدي قرار مي‌گيرد.

كمرنگ شدن اهميت كيفيت باعث مي‌شود اولا، قطعات ديگر شير نيز با كيفيت ساخته نشوند. يعني كسي كه به كيفيت توپي (كه مهمترين قطعه شير است) اهميت ندهد، به كيفيت ديگر قسمتهاي شير نيز اهميت نخواهد داد. ثانيا، ضخامت ورقهاي استفاده شده در ساخت توپي جهت پايين آوردن قيمت از ميزان حداقل نيز كمتر باشد و چون اين قطعه داخل شير است تشخيص توخالي بودن آن نيز چنان كار راحتي نيست، كاهش ضخامت ورق نيز در معرض توجه مشتري نخواهد بود. ثالثا، بعلت پايين بودن كيفيت و تكنولوژي جوشكاري در توليد كنندگان اينچنيني، پس از سنگ زني نهايي، بين ورقهاي جوشكاري شده توپي درز باز شده و در هنگام استفاده سيال به داخل توپي پر مي‌شود، در اين شرايط توپي حتي نمي‌تواند نام خود (Sealed Cavity) را نيز به يدك بكشد. موارد ذكر شده مشكلاتي را ايجاد مي‌كنند كه در بخش بعدي مورد بررسي قرار مي گيرد.

عواقب استفاده از اين توپيها چيست؟

مهمترين عيب شيرهاي داراي توپي توخالي عمر كم آنها، امكان سوراخ شدن و در نتيجه به نشتي افتادن آنها در اثر آسيب ديدن توپي مي‌باشد.

در صورتيكه هنگام سنگ زني بعد از جوشكاري انجام گرفته، ضخامت ورق توپي از ميزان مجاز كمتر باشد. در اثر فشار سيال توپي از شكل خود خارج شده و نه تنها آببند نخواهد كرد،‌ بلكه امكان باز و بسته شدن شير نيز سخت تر مي‌شود.

بدترين حالت زماني است كه توپي جوشكاري شده، پس از سنگ زني داراي حفره‌هايي به داخل توپي باشد. كه اين امر در اين توپيها بعلت كيفيت پايين جوش، نفوذ ناقص و عدم طراحي استاندارد درز جوش پس از سنگ زني بسيار رايج است. سوراخ توپي باعث مي‌شود كه سيال داخل توپي شده، اولا توپي از داخل شروع به خوردگي مي‌كند. ثانيا،‌ در صورتيكه توپي پر از سيال بوده و شير در حالت بسته قرار مي‌گيرد، در سمت مسدود شده فشار خط به صفر مي‌رسد، ولي داخل توپي داراي فشار برابر با خط لوله است كه باعث باد كردگي يا تركيدن توپي خواهد شد. در صورت باد كردگي، امكان باز و بسته شدن شير ديگر مقدور نبوده و اين امر به قطعات ديگر شير مانند سيتها و استم نيز آسيب خواهد رساند.

راههاي شناخت شيرهاي داراي توپي توخالي

بطور معمول تشخيص ظاهري توپيهاي Sealed Cavity به راحتي مقدور نيست. سبك بودن غير معمول شير مي‌تواند يك راه حل بسيار ابتدايي باشد. روشهاي ديگر عبارتند از ضخامت سنجي توپي، تست هيدرو استاتيك و ... كه توسط شركتهايي كه خدمات مربوط به شيرآلات صنعتي را ارائه مي‌دهند امكان پذير است. لذا پيشنهاد مي‌گردد در صورتيكه در چنين وضعيتهايي داراي شك و ابهام هستيد از مشاوره اين شركتها بهره مند شويد.

تهيه و تاليف: ابراهيم وحدت‌نيا

94/01/14.