Titik-Titik Utama Ujian Medium Kriogenik untuk Injap Keselamatan Kriogenik API

Injap keselamatan kriogenik API digunakan secara meluas dalam bidang berisiko tinggi seperti terminal LNG dan loji pemisahan udara, dan prestasinya dalam keadaan suhu ultra-rendah secara langsung berkaitan dengan keselamatan keseluruhan sistem. Ujian medium kriogenik, sebagai kaedah utama untuk mengesahkan prestasi injap keselamatan kriogenik API, mempunyai keperluan yang ketat terhadap piawaian ujian, peralatan, dan proses. Blog ini memberi tumpuan kepada titik-titik utama ujian medium kriogenik bagi injap keselamatan kriogenik API, membantu rakan sejawat industri memahami aspek-aspek utama ujian serta mengelakkan kesilapan lazim.

1. Piawaian Ujian bagi Injap Keselamatan Kriogenik API

Ujian medium kriogenik bagi injap keselamatan kriogenik API mesti mematuhi dengan ketat API 527 (Piawaian Prestasi Pengedapan bagi Injap Pelepas Tekanan) dan API 526 (Piawaian Dimensi bagi Injap Pelepas Tekanan), serta memenuhi keperluan piawaian kebangsaan China GB/T 29026-2012 dan JB/T 7248, serta GB/T 24925-2019 (Keadaan Teknikal bagi Injap Kriogenik). Di antaranya, API 527 secara jelas menetapkan piawaian kadar kebocoran bagi injap keselamatan kriogenik: bagi injap dengan DN ≤ 16 mm, kadar kebocoran maksimum yang dibenarkan ialah ≤ 12 cm³/min; bagi injap dengan DN > 16 mm, kadar kebocoran maksimum yang dibenarkan ialah ≤ 36 cm³/min. Selain itu, suhu ujian mesti merangkumi suhu kerja sebenar injap, secara umumnya dari -196°C (medium nitrogen cecair) hingga -50°C (medium hidrokarbon bersuhu rendah). Bagi injap keselamatan terminal LNG, suhu ujian mesti ditetapkan pada -162°C, selaras dengan suhu kerja sebenar LNG.

2. Item Ujian Utama dan Keperluan

Ujian medium kriogenik bagi injap keselamatan kriogenik API terutamanya merangkumi empat item ujian utama, di mana setiap satunya mempunyai keperluan teknikal yang jelas:

2.1 Ujian Ketahanan Bahan pada Suhu Rendah

Badan injap, cakera injap, batang injap, dan komponen utama lain bagi Injap keselamatan kriogenik API mesti menggunakan bahan tahan kriogenik seperti keluli tahan karat austenitik (CF3/CF3M) atau keluli aloi suhu rendah (LC3/LCB). Ujian ini mensyaratkan bahawa komponen-komponen tersebut lulus ujian ketahanan impak Charpy V-notch pada suhu -196°C, dan nilai ketahanan impak mesti ≥27 J/cm² untuk mengelakkan pecahan rapuh dalam keadaan suhu ultra-rendah. Ujian ini merupakan asas untuk memastikan integriti struktur injap. Kadar kelulusan ujian ketahanan bahan bagi injap keselamatan kriogenik API yang layak adalah 100%.

2.2 Ujian Prestasi Pengedapan Kriogenik

Kinerja pengedap adalah penunjuk kinerja utama injap keselamatan kriogenik API. Ujian dijalankan dalam keadaan suhu ultra-rendah yang telah ditetapkan. Injap dikenakan tekanan sehingga 90% daripada tekanan tetapan, dan kadar kebocoran diukur menggunakan sistem pengesanan kebocoran spektrometri jisim helium berketepatan tinggi. Dikehendaki bahawa kadar kebocoran tidak melebihi piawaian yang ditetapkan oleh API 527. Pada masa yang sama, kinerja pengedap bagi pek batang injap dan sambungan badan injap juga perlu diuji untuk mengelakkan kebocoran akibat susut sejuk pada pek. Kadar kelulusan ujian kinerja pengedap kriogenik bagi injap keselamatan kriogenik API dikehendaki sekurang-kurangnya 99%.

2.3 Ujian Kebolehpercayaan Operasi Kriogenik

Ujian ini mengesahkan kebolehpercayaan fungsi pembukaan injap, pelepasan tekanan, dan penempatan semula automatik dalam keadaan kriogenik. Suhu ujian ditetapkan pada suhu kerja sebenar injap, dan tekanan dinaikkan secara beransur-ansur sehingga mencapai tekanan tetapan sehingga plat injap terangkat dan melepaskan tekanan. Tekanan pembukaan dan masa pelepasan tekanan direkodkan, dan kitaran pembukaan dan penutupan diulang sekurang-kurangnya 3 kali. Dikehendaki bahawa ralat tekanan pembukaan berada dalam julat ±3% daripada tekanan tetapan, pelepasan tekanan lancar, dan penempatan semula automatik boleh dipercayai tanpa sebarang kebocoran. Masa purata pelepasan tekanan bagi injap yang lulus ialah ≤5 saat, dan kadar kebocoran semasa penempatan semula ialah ≤5 cm³/min.

2.4 Ujian Keseragaman Suhu

Semasa ujian kriogenik, taburan suhu injap mesti seragam untuk mengelakkan penyejukan berlebihan tempatan atau penyejukan tidak mencukupi yang boleh menjejaskan keputusan ujian. Ujian ini menggunakan tatasusun termokopel berketepatan tinggi dengan memasang 8–12 termokopel pada badan injap, tapak injap dan batang injap untuk memantau suhu secara masa nyata. Dikehendaki bahawa perbezaan suhu antara saluran masuk injap dan tingkap ujian tidak melebihi 30°C, memastikan keseluruhan injap berada dalam persekitaran suhu ultra-rendah yang seragam. Ralat keseragaman suhu persekitaran ujian ialah ≤±2°C.

3. Kesilapan Lazim dalam Pengujian Medium Kriogenik dan Kaedah Pencegahannya

Dalam proses pengujian sebenar, banyak syarikat mengalami penyimpangan ujian akibat operasi yang tidak betul, yang seterusnya menjejaskan ketepatan keputusan ujian. Berdasarkan tinjauan industri, 68% daripada ralat ujian disebabkan oleh tiga kesilapan lazim berikut:

● Kesilapan 1: Pembersihan minyak dan pengeringan injap yang tidak mencukupi, menyebabkan pembentukan ais semasa ujian, sehingga komponen injap terkunci. Kaedah pencegahan: Gunakan agen pembersih minyak profesional dan ketuhar pengeringan suhu tinggi untuk menghilangkan sepenuhnya gris dan lembapan, serta periksa kesan pengeringan sebelum ujian untuk memastikan kandungan lembapan ≤0.05%.
● Kesilapan 2: Medium ujian tidak sepadan dengan medium operasi sebenar, menyebabkan keputusan ujian tidak konsisten dengan penggunaan sebenar. Kaedah pencegahan: Mengikut medium operasi sebenar injap, pilih medium ujian yang bersesuaian (seperti nitrogen cecair untuk injap LNG, helium untuk injap hidrokarbon suhu rendah).
● Kesilapan 3: Peralatan ujian tidak dikalibrasi, menyebabkan pengukuran tekanan dan suhu yang tidak tepat. Kaedah pencegahan: Kalibrasikan semua peralatan ujian sebelum ujian dijalankan, dan keluarkan sijil kalibrasi untuk memastikan ketepatan data pengukuran. Kitaran kalibrasi peralatan tekanan dan suhu tidak boleh melebihi 6 bulan.

4. Kesimpulan

Ujian medium kriogenik bagi Injap keselamatan kriogenik API adalah kerja yang ketat dan profesional, yang memerlukan pematuhan ketat terhadap piawaian API, peralatan ujian berteknologi tinggi, serta prosedur operasi standard. Hanya dengan menguasai titik-titik utama ujian dan mengelakkan kesilapan lazim, kita dapat memastikan ketepatan keputusan ujian, mengesahkan prestasi injap, serta memberikan jaminan yang boleh dipercayai bagi operasi selamat sistem kriogenik. Injap keselamatan kriogenik API yang telah lulus ujian kriogenik ketat mampu mengurangkan kadar kegagalan sebanyak 92% semasa operasi sebenar, dan jangka hayatnya boleh mencapai lebih daripada 8000 jam.