متطلبات القسم الثامن من الشعبة 2 من الجمعية الأمريكية للمهندسين والميكانيكيين (ASME)

يتضمن القسم الثامن من معيار ASME متطلبات شاملة لتصميم وتصنيع وفحص واختبار واعتماد أوعية الضغط، سواء كانت مُشعلة أم غير مُشعلة، التي يتجاوز ضغط التشغيل الداخلي أو الخارجي فيها 15 رطلًا لكل بوصة مربعة من الضغط (psig). بالإضافة إلى ذلك، يتضمن هذا المعيار ملاحق إلزامية وغير إلزامية توضح بالتفصيل معايير التصميم الإضافية، ومعايير الفحص غير المتلف، ومعايير القبول السارية.

القسم الأول

كما يوحي اسمها، تتناول الفئة الأولى من القسم الثامن من مدونة ASME بشكل خاص أوعية الضغط. وهي تحدد متطلبات التصنيع الإلزامية وغير الإلزامية، إلى جانب مواصفات اللحام مثل مواصفات إجراءات اللحام (WPS) ومؤهلات إجراءات اللحام (PQR) ومؤهلات أداء عمال اللحام؛ ومن المهم التأكد من توثيق هذه المستندات بشكل صحيح قبل تشغيل الأوعية.

المعالجة الحرارية بعد اللحام (PWHT) هي عملية خاضعة للرقابة يتم خلالها تسخين المادة التي تم لحامها إلى درجة حرارة أقل من درجة حرارة التحول الحرجة الدنيا، ثم إبقاؤها عند هذه الدرجة لفترة طويلة، وذلك لإزالة الإجهادات المتبقية والتغيرات في البنية المجهرية الناتجة عن عملية اللحام. ويقدم قانون ASME، القسم الثامن، جدولاً يدرج متطلبات المعالجة الحرارية بعد اللحام (PWHT) لمختلف المواد.

تعتمد متطلبات المعالجة الحرارية بعد اللحام (PWHT) على كل من التركيب الكيميائي للمادة وسماكتها؛ حيث تفرض بعض القواعد تطبيق المعالجة الحرارية بعد اللحام (PWHT) على المواد التي تتجاوز حدود سماكة معينة، بينما تفرض قواعد أخرى تطبيقها فقط إذا كانت المادة عرضة للتشقق الناتج عن التآكل تحت الإجهاد.

يُفصّل الجدول الوارد في القسم الثامن، القسم 1 من معايير ASME متطلبات التسخين بعد اللحام (PWHT) لمختلف أنواع الفولاذ. ويتضمن هذا الجدول تفاصيل حول متطلبات الحد الأدنى لدرجة حرارة التسخين المسبق ومدته، بالإضافة إلى المستويات القصوى المسموح بها من الكربون لكل نوع من أنواع مواد الفولاذ؛ على سبيل المثال، بالنسبة لأنواع الفولاذ 2.25%Cr-0.5%Mo و1.20%Cr-0.14%Mo، تكون درجة حرارة التسخين المسبق المطلوبة أعلى من تلك المطلوبة للسبائك الأخرى.

القسم 2

تنص متطلبات PWHT الواردة في القسم الثامن، القسم الفرعي 2 من معايير ASME على القواعد والمعايير التي تنظم تصميم أوعية الضغط وتصنيعها وفحصها واختبارها. يغطي هذا القسم من ’قانون الغلايات وأوعية الضغط» الصادر عن الجمعية الأمريكية للمهندسين الميكانيكيين (ASME) كل جانب من جوانب تصنيع الأوعية، بدءًا من اختيار المواد مرورًا بحسابات السلامة الهيكلية وصولًا إلى حسابات هامش التآكل/التآكل، بالإضافة إلى متطلبات اختبار الصلابة وفقًا لطريقة MDMT لمواد حشو اللحام، فضلاً عن أي ظواهر معدنية قد تضر بسلامتها.

يتضمن هذا القسم أيضًا ملاحق إلزامية وغير إلزامية كإرشادات يمكن أن تساعد في تجنب الأخطاء المكلفة، بما في ذلك متطلبات الحد الأدنى لسمك اللحام، وإجراءات اللحام، واختبارات الهيليوم. كما تقدم هذه الملاحق إرشادات حول إجراء اختبارات الضغط وإجراءات الختم، والتحقق من مطابقة أوعية الضغط للمعايير.

يهدف أحدث تنقيح للجزء الثامن من معايير ASME إلى تعزيز الاتساق والوضوح عند تصميم وتصنيع أوعية الضغط، من خلال تغييرات مثل إضافة الفقرة UG-84(d)(3) المتعلقة بمتطلبات اختبار الصدم في اللحام بالانتشار، وإعادة تنظيم الجزء 4.18 لضمان الاتساق فيما يتعلق بالمبادلات الحرارية، وإلغاء UHX تمامًا لصالح التسمية المنقحة “PRT VIII-1” – مما يزيد من الاتساق ويحسن في الوقت نفسه صيانة أوعية الضغط.

القسم 3

يحدد القسم الثامن من معيار ASME القواعد واللوائح الخاصة بتصميم وتصنيع وفحص واختبار ووضع العلامات على أوعية الضغط في جميع الصناعات، بما في ذلك صناعة النفط. ويتضمن المعيار ملاحقًا تحتوي على معايير تصميم إضافية ومعايير الفحص غير المتلف التي تساعد على ضمان امتثال الأوعية للوائح السلامة. ولا يُعد الالتزام بهذه الإرشادات إلزاميًا، ولكنه يضمن امتثال الأوعية لمعايير السلامة المطلوبة.

ترد متطلبات المعالجة الحرارية بعد اللحام (PWHT) الواردة في القسم الثامن من معايير ASME في أقسام مختلفة من الكود وملاحقه، حيث توفر تفاصيل مثل معايير التصميم ومعايير قبول الفحص وتقنيات الفحص غير المتلف التي تنطبق على أوعية الضغط. علاوة على ذلك، يحدد هذا المعيار قواعد ختم ووضع العلامات على أوعية الضغط بعلامة اعتماد ASME واحدة تحمل الرموز U-M-V، فضلاً عن قواعد الختم ووضع العلامات، ويضع معايير تتعلق بعلامات اعتماد ASME الفردية التي تحتوي على الرموز U-M-V.

تزود الدورات التدريبية الخاصة بالجزء الثامن المهندسين بمعرفة وفهم شاملين لتصميم وبناء أوعية الضغط. ويمكن أن توفر هذه الدورات فائدة كبيرة للمهندسين الميكانيكيين ومهندسي الصيانة والتفتيش وضمان الجودة ومراقبة الجودة الذين يسعون إلى التميز في تصميم أو تشغيل أوعية الضغط – فعلى سبيل المثال، تُعد دورة PetroSync التدريبية الخاصة بالقسم الثامن من ASME، القسمين 1 و2، أحد الحلول التي يمكنها تعزيز قدرات المهندسين مع المساعدة في تعزيز سلامة أوعية الضغط وامتثالها للمعايير.

الملاحق

يحتوي القسم الثامن من مدونة ASME على متطلبات إلزامية ومحظورات وإرشادات تتعلق بمواد أوعية الضغط وتصميمها وتصنيعها وفحصها وتفتيشها واختبارها واعتمادها وتخفيف الضغط. وهناك ملاحق غير إلزامية مثل الجزء UG (المتطلبات العامة للتصنيع)، بالإضافة إلى الأجزاء UW وUF وUB التي تغطي طرق اللحام المستخدمة في البناء على التوالي.

تعتبر المعالجة الحرارية بعد اللحام (PWHT) مطلوبة بموجب القسم الثامن من مدونة ASME، ويمكن إجراؤها إما باستخدام الفرن أو بالطرق التي تُنفذ داخل الورشة. توضح الجداول الواردة في UCS-56 بيانات دورات التسخين المطلوبة للوفاء بمتطلبات المعالجة الحرارية بعد اللحام (PWHT) لمختلف المواد وفقًا لرقم P ورقم Gr الخاصين بها؛ ومع ذلك، قد تخضع بعض أنواع الفولاذ منخفضة السبائك لسلطات تنظيمية مختلفة، مثل قوانين الأنابيب وأوعية الضغط الأمريكية التي قد تشبه متطلباتها الخاصة بالمعالجة الحرارية بعد اللحام (PWHT) متطلبات المعيار BS 2633 من حيث متطلبات الامتثال للمعايير.

على سبيل المثال، ينص قانون الأنابيب وأوعية الضغط على درجة حرارة نقع دنيا تبلغ 1200 درجة فهرنهايت للفولاذ الذي يحتوي على 1.5%Cr و0.5%Mo (بما في ذلك المجموعتان 1 من ASME P4 و P5)، في حين تحدد المواصفة BS 2633 أيضًا متطلبات مماثلة للحد الأدنى لدرجة حرارة النقع والحد الأدنى للتسخين المسبق لهذه الفولاذات. علاوة على ذلك، يُعد إجراء التصوير الإشعاعي الكامل لللحامات في الاستخدامات الخطرة أمرًا إلزاميًا بموجب كلا المعيارين.