انتخاب، نصب و نگهداری لوله پتروشیمی

انتخاب مواد و درجه بندی برای لوله کشی پتروشیمی

انتخاب صحیح مواد لوله اولین و تاثیرگذارترین تصمیم در لوله کشی پتروشیمی است. انتخاب باید با شیمی سیال، دما، فشار، بار مکانیکی و عمر مورد انتظار مطابقت داشته باشد. برای خطوط هیدروکربنی عمومی، فولادهای کربنی (API 5L/ASME SA-106) برای دماهای کمتر از ~400 درجه فارنهایت و جاهایی که مجاز به خوردگی و پوشش‌ها استفاده می‌شوند، رایج هستند. برای خدمات خورنده (کلریدها، H ₂ S، گاز ترش)، فولادهای ضد زنگ دوبلکس (مانند UNS S31803/S32205) یا سوپر دوبلکس مقاومت بیشتری در برابر خوردگی حفره و تنش دارند. فولادهای زنگ نزن آستنیتی (304L/316L) در مواردی که به مقاومت خوردگی و جوش پذیری متوسط ​​نیاز است استفاده می شود، اما به حساسیت خوردگی تنش کلرید برای 304L در دماهای بالاتر توجه کنید. آلیاژهای نیکل (به عنوان مثال، Inconel 625/825، سری 400) برای محیط های با دمای بالا، با خوردگی بالا و خدمات ترش زمانی که فولادهای ضد زنگ کافی نیستند استفاده می شود.

جدول مقایسه مواد (خواص و کاربردهای معمولی)

کنترل خوردگی: پوشش ها، آسترها و حفاظت کاتدی

جلوگیری از خوردگی خارجی و داخلی برای دستیابی به اهداف ایمنی و زمان کار ضروری است. محافظ خارجی معمولاً یک پرایمر، اپوکسی با ساختار بالا یا اپوکسی با پیوند همجوشی (FBE) و یک لایه سایش بیرونی/روکش بالایی ترکیب می‌کند. سیستم های عایق حرارتی باید مشخص شوند تا از تله های آبی که باعث تسریع خوردگی تحت عایق (CUI) می شوند، جلوگیری شود. کنترل خوردگی داخلی شامل بازدارنده‌های خوردگی، پوشش‌های داخلی فولاد کربنی (ملات سیمان، آسترهای پلیمری) و انتخاب مواد مقاوم در برابر خوردگی در زمانی که بازدارنده‌ها قابل دوام نیستند، می‌شود.

اقدامات عملی برای کاهش خوردگی

• FBE یا اپوکسی های چند لایه را برای محافظت خارجی در محیط های تهاجمی مشخص کنید.
• از بازدارنده‌های خوردگی داخلی استفاده کنید و غلظت بازدارنده را کنترل کنید.
• اجرای حفاظت کاتدی (آند قربانی یا جریان تحت تاثیر) برای خطوط مدفون.
• طراحی برای جلوگیری از پاهای مرده؛ زهکشی ها و پورت های پیگینگ را در جایی که ممکن است جامدات یا آب جمع شوند، فراهم کنید.

بهترین روش های جوشکاری، اتصالات و نصب

کیفیت جوش و اتصال مستقیماً بر عملکرد بدون نشتی تأثیر می گذارد. از روش‌های جوش واجد شرایط (WPS/PQR) در ASME IX استفاده کنید و اطمینان حاصل کنید که جوشکارها برای مواد دقیق و نوع اتصال تأیید شده‌اند. الزامات عملیات حرارتی پیش گرم و پس از جوش (PWHT) باید بر اساس مواد و ضخامت مشخص شود. برای فولادهای پر آلیاژ، دمای بینگذر را کنترل کنید و از روش‌های کم هیدروژن استفاده کنید. اتصالات فلنجی باید از مواد واشر مناسب (RTJ در مقابل زخم مارپیچی در مقابل الاستومر) که برای سازگاری دما، فشار و سیال انتخاب شده است استفاده کنند.

چک لیست نصب (فیلد)

• گواهینامه های مواد (MTC) و قابلیت ردیابی را قبل از نصب بررسی کنید.
• برای جلوگیری از تنش لوله کشی، تراز و فاصله پشتیبانی را تأیید کنید. آنالیز CAESAR II را برای بارهای طولانی یا بارهای پیچیده انجام دهید.
• در حین نصب از انتهای لوله و سوراخ داخلی در برابر آلودگی محافظت کنید (درپوش/شاخه).
• نتایج جوش NDE را ضبط کنید و به اسناد ساخته شده پیوست کنید.

روش های بازرسی، آزمایش و NDT

یک برنامه بازرسی و تست قوی (ITP) ترکیبی از آزمایش فشار، NDT و ارزیابی‌های دوره‌ای در حین خدمت است. تست‌های هیدرواستاتیک یا پنوماتیک یکپارچگی فشار را در هنگام راه‌اندازی، با رعایت محدودیت‌های کد (به عنوان مثال، فشار طراحی 1.5× برای هیدرواستاتیک) تأیید می‌کنند. NDT های معمول شامل بازرسی های بصری، آزمایش ذرات مغناطیسی (MT) برای ترک های سطح آهنی، نافذ رنگ (PT) برای سطوح غیر آهنی، آزمایش اولتراسونیک (UT) برای نظارت بر ضخامت دیواره، و آزمایش رادیوگرافی (RT) برای جوش های بحرانی که در آن نقص های داخلی فاجعه بار است.

NDT توصیه شده و آهنگ نظارت

شیوه های عملیاتی: پیگینگ، کنترل فشار و نظارت

کنترل های عملیاتی فرسایش، تجمع مواد جامد و خاموشی های برنامه ریزی نشده را به حداقل می رساند. پیگینگ (خوک‌های تمیزکننده مکانیکی و خوک‌های هوشمند) برای خطوط لوله‌ای که مواد خام مومی را حمل می‌کنند، جریان چند فازی با مواد جامد یا برای بازرسی درون خطی (ILI) ضروری است. تجزیه و تحلیل گذرا فشار و حفاظت از نوسانات (مخازن افزایش جریان، شیرهای افزایش جریان) خطر چکش آب را کاهش می دهد. نظارت دائمی را نصب کنید: فرستنده‌های فشار/دما، کوپن‌های خوردگی، و نمونه‌گرهای شیمی جریان آنلاین برای فعال کردن مداخله فعال.

Pigging و نظارت بر بهترین شیوه ها

• پرتابگرها/گیرنده های خوک با فضای کافی و خطوط بای پس برای عملیات پیگینگ ایمن طراحی کنید.
• برای تشخیص زودهنگام ریزش و ترک خوردگی فلز، پیگ هوشمند را پس از UT/ILI برنامه ریزی کنید.
• اجرای هشدارهای SCADA برای نرخ تغییر در فشار و دما. ادغام با منطق خاموش شدن اضطراری

تعمیر، توانبخشی و برنامه ریزی اضطراری

تصمیمات تعمیر باید مبتنی بر داده باشد: بسته به بحرانی بودن نقص ممکن است از گیره های موقت، آستین های تعمیر پیچ شده یا تعمیرات جوش داده شده استفاده شود. برای از دست دادن دیوار، عمر باقیمانده را با استفاده از نرخ خوردگی اندازه‌گیری شده محاسبه کنید و ارزیابی‌های بحرانی مهندسی (ECA) را برای عیوب ترک‌مانند اعمال کنید. روش‌های بازسازی شامل سیستم‌های پوشش کامپوزیتی (پلیمر تقویت‌شده با فیبر کربن) برای تقویت موضعی و جایگزینی پوشش داخلی برای ارتقاء سازگاری شیمیایی است.

ملزومات واکنش اضطراری

• یک نمودار لوله کشی و ابزار دقیق (P&ID) و ثبت دارایی خط لوله به روز نگه دارید.
• گیره های تعمیر قبل از انبار و کیت های آب بندی موقت با اندازه قطرهای معمولی.
• کارکنان را در مورد روش های ایمن ایزوله کردن، کاهش فشار و مجوز کار گرم برای تعمیرات مزرعه آموزش دهید.

اسناد، قابلیت ردیابی و انطباق با مقررات

ردیابی کامل از سفارش خرید تا نصب را با گواهینامه های تست مواد (MTC)، سوابق جوش، گزارش های NDE و سوابق راه اندازی حفظ کنید. الزامات نظارتی (API، ASME B31.3 برای لوله‌کشی فرآیند، مقررات محلی) فشار تست، فواصل بازرسی و حفظ اسناد را دیکته می‌کند. از یک سیستم مدیریت اسناد متمرکز برای ذخیره داده‌های دارایی، تاریخچه بازرسی و محاسبات باقی‌مانده استفاده کنید تا بتوان تعمیر و نگهداری مبتنی بر شرایط را اجرا کرد.

محرک های هزینه و برنامه ریزی طول عمر

محرک های اصلی هزینه عبارتند از انتخاب مواد، سیستم های پوشش، دفعات بازرسی و خرابی غیرمنتظره ناشی از خرابی. هزینه چرخه عمر را با متعادل کردن هزینه های مواد اولیه (مانند آلیاژهای دوبلکس یا نیکل) در مقابل تعمیر و نگهداری کاهش یافته، خاموش شدن کمتر و فواصل بازرسی طولانی تر بهینه کنید. هنگام تصمیم گیری بین فولاد ضد زنگ/دوبلکس و فولاد کربنی با کنترل های خوردگی تهاجمی، یک تحلیل ارزش فعلی خالص (NPV) یا بازپرداخت ساده انجام دهید.

چک لیست ارجاع سریع قبل از راه اندازی

• بررسی کنید که MTCها، WPS/PQRها و مدارک اپراتور کامل و در دسترس هستند.
• تمام تست‌های NDE و فشار را تایید کنید و گزارش‌ها ثبت شده است.
• از نصب و آزمایش سیستم های حفاظت در برابر خوردگی (حفاظت کاتدی، پوشش ها) اطمینان حاصل کنید.
• نقشه ضخامت پایه UT و داده های ILI را برای روند آینده ایجاد کنید.

پیروی از این دستورالعمل های عملی خطر را کاهش می دهد، عمر دارایی را افزایش می دهد و لوله های پتروشیمی را ایمن و قابل اعتماد نگه می دارد. در صورت شک، یک ارزیابی خوردگی و مکانیکی مخصوص سرویس را انجام دهید و با متخصصان مواد و بازرسی مشورت کنید - به ویژه برای جریان‌های فرآیند ترش، با دمای بالا یا فرسایش بالا.