تست و بازرسی سیلندرهای کامپوزیت

تضمین ایمنی و عملکرد سیلندرهای کامپوزیت، اولویت هر مجموعه‌ای است که با گازهای تحت فشار کار می‌کند. تست و بازرسی منظم این سیلندرها، خطر نشتی، ترک یا انفجار را کاهش داده و طول عمر تجهیزات شما را افزایش می‌دهد. کارشناسان ما با روش‌های پیشرفته و استانداردهای بین‌المللی، هر سیلندر را به دقت ارزیابی می‌کنند تا از عملکرد مطمئن آن اطمینان حاصل شود.

سیلندر کامپوزیت نوعی مخزن تحت فشار است که از ترکیب چند ماده (معمولاً پلیمرها، الیاف کربن، شیشه یا آرامید) ساخته می‌شود. این سیلندرها برخلاف نوع فلزی، بسیار سبک‌تر بوده و در عین حال استحکام بالایی دارند.

ساختار یک سیلندر کامپوزیت معمولاً شامل یک آستر (liner) داخلی از فلز یا پلاستیک و لایه‌هایی از فیبر کامپوزیتی تقویت‌شده با رزین اپوکسی است. این ساختار چندلایه باعث می‌شود مخزن فشار بالا را تحمل کرده و در برابر خوردگی و ضربه مقاوم باشد.

سیلندرهای کامپوزیت بر اساس ساختار لایه‌ای و جنس آستر به چهار دسته اصلی تقسیم می‌شوند:

نوع ۱ (تمام فلزی): سیلندرهای سنتی بدون مواد کامپوزیتی.

نوع ۲: دارای آستر فلزی با پوشش تقویت‌شده جزئی (معمولاً در ناحیه شانه).

نوع ۳: آستر فلزی با لایه‌های کامل فیبر کربن یا شیشه.

نوع ۴: بدون آستر فلزی (liner از پلاستیک) با تقویت کامل فیبر؛ این نوع سبک‌ترین و پیشرفته‌ترین است.

نوع ۵: نسل آینده بدون آستر و تماماً کامپوزیتی (در حال توسعه و آزمایش).

ابعاد سیلندرهای کامپوزیت بسته به کاربرد متفاوت است. برخی از رایج‌ترین آن‌ها شامل موارد زیرند:

تست و بازرسی سیلندرهای کامپوزیت با هدف اطمینان از سلامت، ایمنی و کارایی آن‌ها انجام می‌شود. مهم‌ترین روش‌های تست عبارت‌اند از:

1.      تست چشمی (Visual Inspection)

در این روش، سیلندر از نظر ترک، بریدگی، تغییر شکل، فرورفتگی، پوسیدگی آستر یا رزین بررسی می‌شود. این تست باید توسط بازرس مجرب و با نور مناسب انجام شود.

2.      تست هیدرواستاتیک (Hydrostatic Test)

رایج‌ترین تست برای بررسی مقاومت سیلندر در برابر فشار. در این تست، سیلندر با آب پر شده و تحت فشار مشخص (معمولاً ۱.۵ برابر فشار کاری) قرار می‌گیرد. اگر سیلندر دچار تغییر شکل دائم یا نشتی نشود، مورد تأیید است.

هر سیلندر کامپوزیت الزاماً‌ باید مطابق الزامات استاندارد ملی هر کشور، تحت آزمون هیدرواستاتیک قرار گیرد. هنگام انجام آزمون انساط حجمی، سیلندر کامپوزیتی باید در ابتدا تحت فشاری حدود ۹۰ درصد فشار تست قرار گیرد. این فشار باید در حدود چندین ثانیه نگه داشته شده و سپس فشار سیلندر مجددا به صفر برسد. بعد از انجام این عملیات، تست هیدرواستاتیک اصلی انجام می‌شود. این عملیات قبل از انجام تست هیدرواستاتیک اصلی، به تثبیت حالت سیلندر و تجهیزات تست کمک می‌کند.

روش‌های مختلفی برای اندازه‌گیری انبساط حجمی سیلندر کامپوزیتی حین انجام تست هیدرواستاتیک وجود دارند. برای مثال، تست انبساط حجمی توسط دستگاه واترجکت به فروبردن سیلندر پر از آب در داخل محفظه‌ای که خود نیز مملو از آب است، احتیاج دارد. انبساط حجمی کلی و دائمی سیلندر از طریق محاسبه مقدار آب جابجا شده حاصل از انبساط سیلندر تحت فشار و بعد از رسیدن فشار به صفر، اندازه‌گیری می‌شود. سیلندری که دچار افت فشار شود یا انبساط بیش از حد مجاز داشته باشد، مردود می‌شود. البته از تست انبساط حجمی به روش غیر واترجکت نیز می‌توان استفاده کرد.

اگر طبق استاندارد ملی، انجام آزمون هیدرواستاتیک به روش فشار تایید منعی نداشته باشد، می‌توان حین بازرسی‌های دوره‌ای از این روش نیز استفاده کرد. در این روش فشار سیلندر با استفاده از سیالی مناسب مانند آب تا فشار تست بالا برده می‌شود. فشار آب داخل سیلندر تا رسیدن به فشار تست باید با نرخی کنترل‌شده افزایش یابد. سیلندر باید حداقل به مدت ۳۰  ثانیه فشار تست را حفظ کند. رواداری فشار تست سیلندر به صورت ۰ – درصد  تا ۳۰ + درصد فشار تست اسمی سیلندر است. سیلندر کامپوزیتی باید بدون افت فشار، وجود هرگونه نشتی و ایجاد تغییر شکل قابل‌تشخیص با چشم، تست را پشت سر بگذارد. سیلندری که یکی از ۳ مورد فوق را داشته باشد، مردود می‌شود.

3.      تست التراسونیک (Ultrasonic Test)

برای بررسی ضخامت لایه‌های داخلی یا تشخیص آسیب‌های درونی در فیبرها به‌کار می‌رود. بسیار دقیق بوده و برای نوع ۳ و ۴ اهمیت بالاتری دارد.

4.      تست Acoustic Emission

در این تست، سیلندر تحت فشار قرار می‌گیرد و سیگنال‌های صوتی ناشی از شکست‌های ریز در ساختار کامپوزیت دریافت و تحلیل می‌شود. اگر سیگنال‌های غیرعادی وجود داشته باشد، نشان‌دهنده آسیب است.

5.      تست نشت (Leak Test)

با استفاده از گاز (معمولاً نیتروژن یا هوا) انجام می‌شود. هدف بررسی نشتی از سوپاپ یا بدنه سیلندر است.

برای تولید، تست و استفاده ایمن از سیلندرهای کامپوزیت، رعایت استانداردهای بین‌المللی الزامی است. از جمله مهم‌ترین استانداردها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• استاندارد ISO ۱۱۱۱۹

شامل بخش‌های مختلف برای انواع سیلندرهای کامپوزیت نوع ۲، ۳ و ۴

• استاندارد EN ۱۲۲۴۵

استاندارد اروپایی برای سیلندرهای کامپوزیتی سبک

• استاندارد DOT CFFC

استاندارد وزارت حمل‌ونقل آمریکا برای سیلندرهای فیبر کربن

• استاندراد TPED

مقررات حمل و نقل سیلندرهای تحت فشار در اروپا

• استاندراد ISO ۱۹۰۷۸

برای تجهیزات حفاظت تنفسی دارای سیلندرهای کامپوزیتی

سخن پایانی

سیلندرهای کامپوزیت با وجود مزایایی مانند وزن کم، ایمنی بالا و مقاومت عالی در برابر خوردگی، همچنان نیازمند بازرسی‌های دوره‌ای و دقیق هستند. استفاده از روش‌های تست استاندارد، رعایت الزامات بین‌المللی و انجام آزمون‌ها در آزمایشگاه تست و بازرسی سیلندر آستا به‌عنوان یک مرکز معتبر، نقش مهمی در تضمین ایمنی مصرف‌کننده و افزایش عمر مفید این تجهیزات دارد.