INSPECTION OF PRODUCTION EQUIPMENT FROM THE POINT OF VIEW OF MATERIAL AND CORROSION ENGINEERING. Otakar Brenner - ATG Ltd., Prague, Czech Republic

Transkript

1 INSPECTION OF PRODUCTION EQUIPMENT FROM THE POINT OF VIEW OF MATERIAL AND CORROSION ENGINEERING Otakar Brenner - ATG Ltd., Prague, Czech Republic The safety operatin of technological equipment are compiled inspection principles. The main view are material and corrosion analysis and determinate mechanism of degradation a corrosion attack in production plants. The equipment is divided to several corrosion loops, which are described as section of technological equipment and cover comparable corrosion environment process parameters construction material The precision definition of corrosion loops make easy determination degradation mechanisms inspection intervals inspection method selection Material and corrosion analysis of single corrosion loops must cover large number of date as are general knowledge from material and corrosion and summary historical date from process of determined unit. Main entry dates usually contain following basic parts. Description of the loop including all pipeline, it is necessary exactly defined corrosion loop, feed and effluent lines, Process description technological, process, course of chemical reactions, definition of process medium and corrosion environment Process and corrosion parameters temperature, pressure, flow, concentration of process reacting substances, projection and really measuring value, definition of process window - min / max acceptable value Materials material checking according project documentation including wall or cladding thickness for single parts of loop, it is necessary to lead very carefully and detail, determination of optimal design of materials, Summary of potential failure modes for the loop main and principal mechanism mechanical, thermal and corrosion degradation, critical points, failure intensity, expected corrosion rates, probability of their occurrence, locations and categorisation

2 Equipment history production documentation, installation date, inspection intervals, their result and valorisation, cases of failures, causes of repairs or changes of single equipment during process time, dates about material modification, measure corrosion rates, decreasing of wall thickness, corrosion death, Confidence rating the review is provided with regard to number of inspections and their ages, real and actual corrosion rates, confidence rating ( high, representative, orientative, low), Criticality rating enter consequence questionnaire, enter probabilities questionnaire, determine the criticality, residual life, inspection scope and their method - frequency, acceptable and applicable environment and population hazard, commercial impact Process recommendation and inspection principles including critical points critical parameter mechanism degradation material design inspection intervals residual life consequence of failure Material and corrosion analysis and distribution of equipment on corrosion loops make possible to define degradation mechanism, optimal inspection interval and their actualisation according to real state of equipment. The result is safety increasing and residual life.

3 INSPEKCE VÝROBNÍCH ZAŘÍZENÍ Z HLEDISKA MATERIÁLOVÉHO A KOROZNÍHO INŽENÝRSTVÍ Otakar Brenner, ATG s.r.o., Praha, Česká republika Pro bezporuchový provoz kontinuálních výrobních zařízení, které jsou často provozovány např. v chemickém a energetickém průmyslu, je nutné vypracovat inspekční zásady, pro které se využívá materiálová a korozní analýza. Na základě této analýzy se zpracovávají konkrétní inspekční zásady a optimalizace údržby. Specifickým cílem prováděné materiálové a korozní analýzy je určení degradačních mechanismů v provozních podmínkách a stanovení inspekčních intervalů. Pro získání největšího množství informací, na jejichž základě se zpracují korozní manuály a intervaly inspekcí, se využívá rozdělení výrobní jednotky na korozní smyčky. Korozní smyčka je definována jako sekce provozovaného technologického zařízení, která vždy zahrnuje stejné korozní prostředí provozní parametry použité konstrukční materiály Systematické sledování korozních smyček velmi usnadňuje pochopení degradačních procesů a vede k určení přesnějších termínů inspekcí a použití spolehlivějších metod. V jednotlivých korozních smyčkách probíhají stejné nebo podobné degradační mechanismy a korozní napadení, které je nutno preventivně sledovat, aby se odstranily příčiny porušování ve výrobním zařízení.pro maximální zhodnocení vstupních údajů pro stanovení inspekčních intervalů je nutno podrobně zhodnotit i známé údaje, založené především na zkušenostech inspekcí ve stejných nebo podobných zařízeních. Je nutné vybrat kritická místa, která budou podrobena častým důkladným inspekcím a méně kritická, která mohou být sledována při nižších frekvencích inspekcí při stejné kvalitě kontroly. Obvyklá korozní smyčka ukazuje potencionální korozní riziko porušení a je nutno se u smyčky zabývat i predikcí poruchy. Bezpečnostní hledisko a případné náklady na opravu určují závažnost poruchy ve smyčce. Kombinace obou faktorů ( predikce a závažnost) pak určují kritický stav zařízení. Získané znalosti o mechanismech porušování v korozních smyčkách ovlivňují stanovení četnosti inspekcí.vstupní údaje k stanovení inspekčních zásad a stanovení degradačních mechanismů by měly obsahovat základní provozní informace, mezi které patří popis výrobní jednotky a technologie parametry najíždění a odstávek zařízení včetně upozornění na potencionální nebezpečí za těchto podmínek, neboť konstrukční materiály jsou často vybrány na základě provozních podmínek a při odstávkách může docházet ke zhoršení korozních podmínek hlavní části zařízení, které však nemusí být totožné s korozními smyčkami charakteristika provozních látek korozní problémy ve výrobní jednotce

4 Vlastní materiálová a korozní analýza jednotlivých korozních smyček musí zahrnovat co největší množství údajů. Jedná se o známé poznatky z oblasti materiálového a korozního inženýrství a jednak konkrétní údaje (historická data) z provozu sledované jednotky získané během provozu. Popis smyčky V popisu smyčky je nutno vždy přesně definovat korozní smyčku včetně vstupních a výstupních potrubí a v nich proudících medií Popis technologického procesu Popsat stručně sledovaný technologický proces, probíhající chemické reakce a definovat procesní media a korozní prostředí, Provozní parametry Shromáždit údaje o projektovaných a skutečně naměřených hodnotách hlavních parametrů provozních látek (teplota, tlak, množství, koncentrace, definovat procesní okna, min/max přípustné parametry prostředí, definovat změnu podmínek při najíždění, sjíždění a odstávkách Materiály Z výrobní dokumentace se zjistí a zkontroluje použitý konstrukční materiál jednotlivých částí smyčky včetně tloušťky stěn, určení použitých materiálů se provede co nejpodrobněji, stanovení optimálního konstrukčního materiálu Nebezpečí porušení a korozní problémy V korozní smyčce se stanoví hlavní mechanismy korozního, tepelného a mechanického porušování (3-4 obvykle postačí), pravděpodobnost jejich výskytu, kritická místa a intenzita porušení, očekávané korozní rychlosti, Historická data Jedná se o shromáždění historických záznamů výsledků inspekcí, poškození, oprav nebo výměn zařízení za provozní dobu, dále údaje o případných změnách v materiálech a konstrukcích, popis příčin porušení resp. příčiny poruch, korozní rychlosti, zeslabení stěn zařízení, hloubky korozního napadení. Prakticky by se měly shromáždit všechny výsledky dosud provedených inspekcí. Věrohodnost dat Věrohodnost dat o korozních smyčkách lze posuzovat na základě četnosti inspekcí, stáří jednotlivých inspekcí vzhledem k odhadnuté životnosti a konkrétních měření (např. korozní rychlost).. Spolehlivost těchto dat se zařadí do kategorií spolehlivosti např. vysoká spolehlivost - reprezentativní údaje - orientační data - nízká spolehlivost Předpověditelnost poruchy Na základě korozních smyček a inspekčních dat historických dat je možno posoudit pravděpodobnost možnosti dílčích korozních, mechanických a teplotních porušení, stanovit jejich prioritu, určit předpověditelnost místa vzniku poruchy, nebezpečí vzniku poruchy na životní prostředí a populaci, obchodní dopady

5 Doporučení pro provoz a inspekční zásady Pro posouzení všech zjištěných analýz se vypracují doporučení, která musí především zahrnovat : dominantní kritická místa kritické parametry degradační mechanismy doporučení o konstrukčních materiálech intervaly inspekcí v konkrétních místech případné stanovení zbytkové životnosti (není podmínkou) určení případných následků porušení smyčky včetně ekologických důsledků zakreslení korozních smyček do technologického schématu Materiálová a korozní analýza prováděná na výrobních zařízení prostřednictvím korozních smyček definuje možné degradační mechanismy a optimální intervaly inspekcí. Na základě zjištěných skutečností a dalších poznatků na stejných zařízeních je možno intervaly inspekcí aktualizovat podle skutečného stavu zařízení. Vyhodnocení stavu výrobní jednotky je komplexní rozhodovací proces k určení priorit pro provádění inspekcí. Uvedená metodika vede ke zvýšení bezpečnosti a životnosti technologických zařízení a hlavně k optimalizaci inspekcí.