آناليز تنش و بررسي شكست در يك انشعاب از واحد لخته‌گير پالايشگاه گاز

Stress and Fracture Analysis of a Fitting in Slug Catcher of Gas Refinery

اين مقاله به بررسي علل شكست و آناليز تنشي يك انشعاب كوچك با قطر 60/3 در واحد لخته‌گير ورودي پالايشگاه گاز مي‌پردازد. اين اتصالات از نقاط ضعف محسوب شده مگر آنكه داراي قابليت انعطاف پذيري قابل قبولي باشند. در اين تحقيق از نرم افزار CAESAR II جهت آناليز تنش‌هاي وارد شده به اين اتصال استفاده شده است. بررسي‌هاي به عمل آمده نشان داد كه مهم‌ترين علل تخريب، عدول كردن تنش انبساطي از حد مجاز خود در كد طراحي يعني استاندارد ASME B31.3 بوده است. از عوامل ديگر مؤثر در شكست، كاركرد موقتي در درجه حرارت‌هاي پايين به علت نشت سيال از فلنج در اثر ممانهاي بالاي اعمالي، اخذ گرماي نهان تبخير ميعانات گازي از اتصالات مجاور به فلنج، افت دماي شديد اين اتصالات و به تبع آن كاهش چقرمگي بوده است. نتايج تحقيق نشان داد كه با افزايش انعطاف پذيري لوله ها و اتصالات آنان توسط افزايش پيچ و خم در مسير سيستم لوله كشي، انبساط حرارتي در سيستم آزاد شده و تنش هاي حاصله در سيستم به طور چشم گيري كاهش خواهند يافت. اين تحقيق و نتايج حاصل از آن بيانگر اهميت مطالعه و بررسي تنش در اتصالات با اندازه كوچك در تاسيسات فرايندي نفت و گاز مي‌باشد.

This study investigates stress and fracture analysis of a small size weldolet branch in a slug catcher of a gas refinery. The CAESAR II software was used for strees analysis and investigation of the state of stress in the piping system. The analysis revealed that the high expansion stresses which exceeded the allowable stress of the ASME-B31.3 construction code resulted in the fracture of the fitting followed by plant shut down. On the other hand, auto-refrigeration due to eventual leakage from the adjacent flange led to decrease in toughness of the piping and fracture. It was shown here that by considering a flexible loop, the level of stresses due to thermal expansion would be reduced significantly which can prevent the fracture of the fitting in future. This investigation and it results found the importance of studying state of stress in low size fittings in oil and gas refining facilities.