डुप्लेक्स स्टील पाइप रैक के सेवा जीवन की भविष्यवाणी करने के लिए संक्षारण सिमुलेशन सॉफ्टवेयर का उपयोग करना

डुप्लेक्स स्टील पाइप रैक के सेवा जीवन की भविष्यवाणी करने के लिए संक्षारण सिमुलेशन सॉफ्टवेयर का उपयोग करना

संपत्ति अखंडता प्रबंधकों और कोरोज़न इंजीनियरों के लिए, उच्च-मूल्य वाले मिश्र धातु पाइपलाइनों को सहारा देने वाले पाइप रैक महत्वपूर्ण पूंजी निवेश का प्रतिनिधित्व करते हैं। जब वे पाइप क्लोराइड, अम्ल या खराब सेवा तरल पदार्थ ले जाते हैं, तो सहायक डुप्लेक्स स्टील (उदाहरण: 2205, 2507) पाइप रैकों के स्वयं के सेवा जीवन एक महत्वपूर्ण, लेकिन जटिल कार्य बन जाता है। पारंपरिक तरीकों अक्सर अत्यधिक सावधानीपूर्ण मान्यताओं या प्रतिक्रियात्मक निरीक्षणों पर भरोसा करते हैं। आज, कोरोज़न सिमुलेशन सॉफ्टवेयर अनुमान से मात्रात्मक पूर्वानुमान में जाने के लिए एक शक्तिशाली, भौतिकी-आधारित दृष्टिकोण प्रदान करता है।

पाइप रैक एक अद्वितीय संक्षारण चुनौती क्यों हैं

पाइप रैक केवल संरचनात्मक इस्पात नहीं हैं। आक्रामक वातावरण में—तटीय संयंत्र, रासायनिक प्रसंस्करण सुविधाएँ, ऑफशोर प्लेटफॉर्म—उन्हें निम्न का सामना करना पड़ता है:

• वायुमंडलीय संक्षारण: क्लोराइड युक्त समुद्री छींटे, अम्लीय प्रदूषक और आर्द्रता।

• छींटे और रिसाव: ऊपर की पाइपों से आकस्मिक या पुराने रिसाव।

• जोड़ स्थल की स्थिति: बोल्ट कनेक्शन, बेस प्लेट्स और जहां खंड वेल्डेड होते हैं, जहां नमी और अशुद्धियों के लिए जाल बन जाते हैं।

• तनाव: निरंतर भार वहन करने से स्थिर तन्य तनाव पैदा होता है, जो तनाव संक्षारण दरार (SCC) .

हालांकि डुप्लेक्स इस्पात को उसकी उत्कृष्ट क्लोराइड प्रतिरोध के कारण चुना जाता है, लेकिन यह इससे प्रभावित होने से अछूता नहीं है। यह भविष्यवाणी करना कि यह कहां और कब विफल हो सकता है, वातावरण, ज्यामिति और सामग्री गुणों की जटिल अंतःक्रिया का विश्लेषण करने की आवश्यकता होती है।

कॉरोज़न सिमुलेशन सॉफ्टवेयर कैसे काम करता है: साधारण कॉरोज़न दरों से परे

ये उपकरण केवल मिलीमीटर प्रति वर्ष (mm/y) की आम दर लागू करने से अधिक करते हैं। वे घर्षण के कारण होने वाली विशिष्ट इलेक्ट्रोकेमिकल और भौतिक प्रक्रियाओं का मॉडल बनाते हैं।

1. पर्यावरण इनपुट मॉडलिंग:
सॉफ्टवेयर पर्यावरण की डिजिटल ट्विन बनाता है। एक पाइप रैक के लिए, इसमें निम्नलिखित का मानचित्रण शामिल होगा:

• स्थानीय जलवायु डेटा: तापमान, सापेक्षिक आर्द्रता, वर्षा की आवृत्ति और दिशात्मक हवा के प्रतिरूप।

• दूषित पदार्थ निक्षेपण: क्लोराइड निक्षेपण की दर (समुद्री छींटों से) या सल्फर यौगिक निक्षेपण (औद्योगिक वातावरण से)।

• सूक्ष्मजलवायु: इस बात को स्वीकार करना कि छिपे हुए क्षेत्र (दरारें) नमी को अधिक समय तक बनाए रखते हैं, जबकि धूप वाले और हवा वाले क्षेत्र तेजी से सूख जाते हैं।

2. सामग्री प्रतिक्रिया कैलिब्रेशन:
मॉडल को आपके डुप्लेक्स स्टील ग्रेड (उदाहरण: 2205) के विशिष्ट इलेक्ट्रोकेमिकल गुणों के साथ कैलिब्रेट किया जाता है।

• पिटिंग विभव और क्रिटिकल पिटिंग तापमान (CPT): सॉफ़्टवेयर स्थिर पिटिंग के उन परिस्थितियों की भविष्यवाणी करने के लिए प्रयोगशाला से प्राप्त डेटा का उपयोग करता है जो डुप्लेक्स स्टील पर उत्पन्न हो सकती है।

• क्रेविस क्लोरोजन मॉडल: छेदों के भीतर अम्लीकरण और क्लोराइड सांद्रता का अनुकरण करता है, जो रैक्स के लिए एक प्रमुख विफलता बिंदु है।

• SCC संवेदनशीलता पैरामीटर: लगाए गए तन्य तनाव के तहत क्लोराइड-प्रेरित SCC के लिए मिश्र धातु की प्रतिरोधकता के कारक।

3. ज्यामितीय और विस्तृत विश्लेषण:
यह वह जगह है जहाँ अनुकरण उत्कृष्टता दिखाता है। पाइप रैक संरचना का 3D मॉडल सॉफ़्टवेयर को विश्लेषण करने में सक्षम बनाता है:

• दरार की गंभीरता: प्रत्येक फ्लैंज कनेक्शन, बोल्ट होल और वेल्डेड स्टिफनर एक संभावित दरार हो सकता है। सॉफ़्टवेयर ज्यामिति गुणकों (अंतर, गहराई) की गणना करके उनकी गंभीरता को रैंक करता है।

• ड्रेनेज और आश्रय: उन "हॉट स्पॉट्स" की पहचान करता है जहां पानी, संघनन या प्रदूषक इकट्ठा हो जाते हैं या बारिश के पानी से धुलने से बच जाते हैं।

• तनाव संकेंद्रण: सीमित तत्व विश्लेषण (FEA) डेटा के साथ एकीकृत होता है ताकि उच्च अवशिष्ट या आरोपित तनाव वाले स्थानों की पहचान की जा सके, और पर्यावरणीय गंभीरता के साथ ओवरले करके SCC जोखिम क्षेत्रों की भविष्यवाणी की जा सके।

4. प्रायिकता आधारित जीवन भविष्यवाणी:
आउटपुट एक एकल "विफलता तिथि" नहीं है, बल्कि विभिन्न घटकों (जैसे, बीम के सिरे, कनेक्शन प्लेट्स) के लिए विफलता की समय-निर्भर प्रायिकता है।

• प्रारंभिक चरण: स्थिर खड्ड या दरार उत्पन्न होने तक के समय की भविष्यवाणी करता है।

• प्रसार चरण: SCC के लिए फ्रैक्चर यांत्रिकी सिद्धांतों का उपयोग करके उस खड्ड के महत्वपूर्ण दरार में विकास दर का अनुकरण करता है।

• शेष उपयोगी जीवन (RUL): समय के साथ एक महत्वपूर्ण दोष आकार से अधिक होने की संभावना बढ़ने को दर्शाता हुआ एक वक्र प्रदान करता है।

एक व्यावहारिक अनुप्रयोग कार्यप्रवाह

1. “क्षरण लूप” को परिभाषित करें: पाइप रैक को क्षेत्रों में विभाजित करें (उदाहरण के लिए, समुद्र की ओर, रिसाव वाले वाल्व के नीचे, आश्रित आंतरिक भाग)।

2. इनपुट डेक तैयार करें:

   • पर्यावरण: 1-5 वर्षों के स्थानीय मौसम डेटा को एकत्रित करें; यदि संभव हो, तो मौजूदा संरचनाओं पर सतह क्लोराइड सांद्रता को मापें।

   • ज्यामिति: संरचनात्मक चित्रों या लेजर स्कैन का उपयोग करके एक सरल 3D मॉडल बनाएं।

   • सामग्री: सटीक ग्रेड (UNS S32205/S31803) और उसके संबंधित पिटिंग प्रतिरोध समकक्ष संख्या (PREN), CPT, और SCC थ्रेशहोल्ड डेटा को इनपुट करें।

3. परिदृश्य-आधारित सिमुलेशन चलाएं:

   • बेसलाइन: वर्तमान परिस्थितियाँ।

   • अस्थिरता के मामले: लीक की आवृत्ति में वृद्धि, प्रक्रिया तरल में परिवर्तन, या औसत तापमान में वृद्धि।

   • शमन के मामले: सुरक्षात्मक कोटिंग लगाने, ड्रिप ट्रे स्थापित करने या नींव पर घुलनशील संरक्षण लागू करने के प्रभाव को मॉडल करें।

4. आउटपुट और व्यावहारिक अंतर्दृष्टि:

   • जोखिम-आधारित निरीक्षण मानचित्र: सॉफ़्टवेयर संरचना का एक रंग-कोडित मानचित्र उत्पन्न करता है जो उच्च-संभावना वाले विफलता स्थानों को सटीक रूप से चिह्नित करता है। इससे आप सम्पूर्ण अल्ट्रासोनिक परीक्षण (UT) से लक्षित, कुशल निरीक्षण की ओर बढ़ सकते हैं।

   • रखरखाव अनुकूलन: विभिन्न शमन रणनीतियों द्वारा प्रदान की गई जीवन वृद्धि को मात्रात्मक रूप से मापता है, जो लागत-प्रभावी निर्णय लेने की अनुमति देता है (उदाहरण के लिए, "बीम के सिरों पर कोटिंग लगाने से अनुमानित सेवा जीवन में 15 वर्षों की वृद्धि होती है, जो पूंजीगत खर्च को सही ठहराता है")।

   • नए निर्माण के लिए डिज़ाइन प्रतिक्रिया: समस्याग्रस्त विवरण ज्यामिति को जल्दी पहचानता है, जिससे इंजीनियरों को डिज़ाइन में संशोधन करने की अनुमति मिलती है (उदाहरण के लिए, दरारों को न्यूनतम करने के लिए कनेक्शन विवरण बदलना)।

सीमाएँ और महत्वपूर्ण सफलता कारक

• गलत आगत, गलत निर्गत: भविष्यवाणी की शुद्धता सीधे आगत पर्यावरणीय डेटा की गुणवत्ता और सामग्री कैलिब्रेशन वक्रों की शुद्धता से जुड़ी होती है।

• कोई क्रिस्टल बॉल नहीं: यह निश्चितताओं के बजाय संभावनाओं की भविष्यवाणी करता है। यह सूचित जोखिम प्रबंधन के लिए एक उपकरण है, सभी निरीक्षण के स्थान पर इसका उपयोग नहीं किया जा सकता।

• विशेषज्ञता की आवश्यकता: परिणामों की व्याख्या करने के लिए संक्षारण इंजीनियरिंग और पदार्थ विज्ञान दोनों के ज्ञान की आवश्यकता होती है। सॉफ्टवेयर विशेषज्ञ के लिए एक उपकरण है, स्वायत्त भविष्यवक्ता नहीं।

• मॉडल मान्यीकरण: पहले संस्करण की जाँच समान मौजूदा संरचनाओं से प्राप्त वास्तविक निरीक्षण इतिहास के विरुद्ध की जानी चाहिए।

सॉफ्टवेयर चयन मापदंड

जब मंचों का मूल्यांकन करें (उदाहरण के लिए, कॉरोजन मॉड्यूल के साथ COMSOL, DNV से समर्पित उपकरण, या अन्य उद्योग-विशिष्ट सॉफ्टवेयर), तो निम्न पर विचार करें:

• पदार्थ पुस्तकालय: क्या इसमें डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील के लिए कैलिब्रेटेड मॉडल शामिल हैं?

• दरार और SCC मॉडलिंग: ये विशिष्ट मॉड्यूल कितने उन्नत हैं?

• 3D इंटीग्रेशन: जटिल संरचनात्मक ज्यामिति को आयात और मेश करने की क्षमता।

• संभाव्यता आधारित आउटपुट: क्या यह केवल निश्चित उत्तरों के बजाय विफलता के समय के वितरण प्रदान करता है?

अंतिम निष्कर्ष: प्रतिक्रियाशील से भविष्यकथन अखंडता प्रबंधन तक

डुप्लेक्स स्टील पाइप रैक जैसे महत्वपूर्ण बुनियादी ढांचे के लिए, क्षरण अनुकरण सॉफ़्टवेयर रखरखाव प्रतिमान को समय-सारणी आधारित से स्थिति-आधारित और अंततः भविष्यवाणी-आधारित में बदल देता है।

यह आपको अवलोकित क्षरण के पीछे के "क्यों" और भविष्य की विफलताओं के लिए "कब" को मात्रात्मक रूप से व्यक्त करने की अनुमति देता है। इसका परिणाम है:

• अनियोजित डाउनटाइम में कमी: उच्च जोखिम वाले क्षेत्रों को सक्रिय रूप से संबोधित करके।

• अनुकूलित CAPEX/OPEX: संपत्ति के जीवन को बढ़ाने पर सबसे अधिक प्रभाव डालने वाले स्थानों पर रखरखाव व्यय को उचित ठहराना और लक्षित करना।

• बढ़ी हुई सुरक्षा: गंभीरता तक पहुंचने से पहले छिपे हुए, उच्च-परिणामी SCC जोखिमों की पहचान करना।

इस तकनीक को लागू करना संपत्ति प्रबंधन में एक गुणात्मक बदलाव का प्रतिनिधित्व करता है, जो वायुमंडलीय संक्षारण की भारी चुनौती को एक मॉडल आधारित, प्रबंधित और शमित चर में बदल देता है।