การเลือก ติดตั้ง และบำรุงรักษาท่อปิโตรเคมี

การเลือกวัสดุและเกรดสำหรับท่อปิโตรเคมี

การเลือกวัสดุท่อที่ถูกต้องถือเป็นการตัดสินใจครั้งแรกที่มีผลกระทบมากที่สุดในอุตสาหกรรมท่อปิโตรเคมี การเลือกต้องตรงกับเคมีของของไหล อุณหภูมิ ความดัน โหลดทางกล และอายุการใช้งานที่คาดหวัง สำหรับท่อไฮโดรคาร์บอนทั่วไป เหล็กกล้าคาร์บอน (API 5L/ASME SA-106) เป็นเหล็กกล้าทั่วไปสำหรับอุณหภูมิต่ำกว่า ~400°F และบริเวณที่ค่าเผื่อการกัดกร่อนและการเคลือบถูกนำมาใช้ สำหรับบริการที่มีฤทธิ์กัดกร่อน (คลอไรด์, H ₂ S, ก๊าซเปรี้ยว), เหล็กกล้าไร้สนิมดูเพล็กซ์ (เช่น UNS S31803/S32205) หรือซูเปอร์ดูเพล็กซ์ให้ความต้านทานการกัดกร่อนแบบรูพรุนและความเครียดได้สูงกว่า เหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติก (304L/316L) ถูกใช้เมื่อต้องการความต้านทานการกัดกร่อนและการเชื่อมได้ปานกลาง แต่โปรดสังเกตความไวต่อการกัดกร่อนจากความเครียดคลอไรด์สำหรับ 304L ที่อุณหภูมิสูงกว่า โลหะผสมนิกเกิล (เช่น Inconel 625/825, 400 series) ใช้สำหรับสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง มีการกัดกร่อนสูง และบริการที่มีรสเปรี้ยวเมื่อเหล็กกล้าไร้สนิมไม่เพียงพอ

ตารางเปรียบเทียบวัสดุ (คุณสมบัติทั่วไปและการใช้งาน)

การควบคุมการกัดกร่อน: สารเคลือบ สารบุผิว และการป้องกันแคโทด

การป้องกันการกัดกร่อนทั้งภายนอกและภายในถือเป็นสิ่งสำคัญเพื่อให้บรรลุเป้าหมายด้านความปลอดภัยและสภาพพร้อมใช้งาน การปกป้องภายนอกโดยทั่วไปจะรวมไพรเมอร์ อีพอกซีที่มีโครงสร้างสูงหรืออีพอกซีพันธะฟิวชั่น (FBE) และการเสียดสี/สีทับหน้าด้านนอก ต้องระบุระบบฉนวนกันความร้อนเพื่อหลีกเลี่ยงกับดักน้ำที่เร่งการกัดกร่อนภายใต้ฉนวน (CUI) การควบคุมการกัดกร่อนภายในประกอบด้วยสารยับยั้งการกัดกร่อน วัสดุบุภายในที่เป็นเหล็กกล้าคาร์บอน (ซีเมนต์มอร์ต้าร์ แผ่นโพลีเมอร์) และการเลือกใช้วัสดุที่ทนต่อการกัดกร่อนเมื่อสารยับยั้งไม่สามารถใช้งานได้

มาตรการดำเนินการเพื่อลดการกัดกร่อน

• ระบุ FBE หรืออีพ็อกซี่หลายชั้นสำหรับการป้องกันภายนอกในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง
• ใช้สารยับยั้งการกัดกร่อนภายในโดยฉีดไถลและตรวจสอบความเข้มข้นของสารยับยั้ง
• ใช้การป้องกันแคโทด (แอโนดแบบบูชายัญหรือกระแสประทับใจ) สำหรับสายฝัง
• ออกแบบเพื่อหลีกเลี่ยงขาที่ตายแล้ว จัดให้มีทางระบายน้ำและช่องระบายน้ำที่อาจสะสมของแข็งหรือน้ำได้

แนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดในการเชื่อม ข้อต่อ และการติดตั้ง

คุณภาพของการเชื่อมและการเชื่อมส่งผลโดยตรงต่อการทำงานที่ปราศจากการรั่วไหล ใช้ขั้นตอนการเชื่อมที่ผ่านการรับรอง (WPS/PQR) ตาม ASME IX และตรวจสอบให้แน่ใจว่าช่างเชื่อมได้รับการรับรองสำหรับวัสดุและประเภทข้อต่อที่แน่นอน ข้อกำหนดการอบร้อนและหลังการเชื่อม (PWHT) ต้องระบุตามวัสดุและความหนา สำหรับเหล็กกล้าโลหะผสมสูง ให้ควบคุมอุณหภูมิอินเตอร์พาส และใช้วิธีปฏิบัติที่มีไฮโดรเจนต่ำ ข้อต่อแบบหน้าแปลนต้องใช้วัสดุปะเก็นที่เหมาะสม (RTJ กับเกลียวพันกับอีลาสโตเมอร์) ที่เลือกไว้สำหรับอุณหภูมิ ความดัน และความเข้ากันได้ของของเหลว

รายการตรวจสอบการติดตั้ง (ฟิลด์)

• ตรวจสอบใบรับรองวัสดุ (MTC) และความสามารถในการตรวจสอบย้อนกลับก่อนการติดตั้ง
• ยืนยันการจัดตำแหน่งและระยะห่างรองรับเพื่อป้องกันความเครียดของท่อ ทำการวิเคราะห์ CAESAR II สำหรับการวิ่งระยะไกลหรือโหลดที่ซับซ้อน
• ป้องกันปลายท่อและรูภายในจากการปนเปื้อนระหว่างการติดตั้ง (ฝาปิด/ปลั๊ก)
• บันทึกผลการเชื่อม NDE และแนบไปกับเอกสารประกอบตามที่สร้างขึ้น

การตรวจสอบ การทดสอบ และวิธีการ NDT

แผนการตรวจสอบและทดสอบ (ITP) ที่แข็งแกร่งผสมผสานการทดสอบแรงดัน NDT และการประเมินในการให้บริการเป็นระยะๆ การทดสอบอุทกสถิตหรือนิวแมติกจะตรวจสอบความสมบูรณ์ของแรงดันในการทดสอบเดินเครื่อง ตามขีดจำกัดของรหัส (เช่น แรงดันการออกแบบ 1.5 เท่าสำหรับอุทกสถิต) NDT ประจำประกอบด้วยการตรวจสอบด้วยภาพ การทดสอบอนุภาคแม่เหล็ก (MT) สำหรับรอยแตกที่พื้นผิวเหล็ก สารแทรกซึมสีย้อม (PT) สำหรับพื้นผิวที่ไม่ใช่เหล็ก การทดสอบอัลตราโซนิก (UT) สำหรับการตรวจสอบความหนาของผนัง และการทดสอบด้วยรังสีเอกซ์ (RT) สำหรับรอยเชื่อมวิกฤตที่ข้อบกพร่องภายในอาจเป็นหายนะ

NDT ที่แนะนำและจังหวะการตรวจสอบ

แนวทางการปฏิบัติงาน: การพิก การควบคุมแรงดัน และการตรวจสอบ

การควบคุมการปฏิบัติงานลดการกัดเซาะ การสะสมของของแข็ง และการหยุดทำงานโดยไม่ได้วางแผน การพิก (พิกทำความสะอาดเชิงกลและพิกอัจฉริยะ) เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับท่อขนส่งน้ำมันดิบขี้ผึ้ง การไหลแบบหลายเฟสพร้อมของแข็ง หรือสำหรับการตรวจสอบแบบอินไลน์ (ILI) การวิเคราะห์แรงดันชั่วคราวและการป้องกันไฟกระชาก (ถังไฟกระชาก วาล์วระบายไฟกระชาก) ช่วยลดความเสี่ยงจากค้อนน้ำ ติดตั้งการตรวจสอบแบบถาวร: เครื่องส่งสัญญาณความดัน/อุณหภูมิ คูปองการกัดกร่อน และเครื่องเก็บตัวอย่างเคมีการไหลแบบออนไลน์เพื่อให้สามารถดำเนินการเชิงรุกได้

แนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดในการพิกกิ้งและการติดตามผล

• ออกแบบตัวปล่อย/ตัวรับสุกรโดยมีพื้นที่เพียงพอและสายบายพาสเพื่อการดำเนินการสุกรที่ปลอดภัย
• กำหนดเวลาการทำงานของพิกอัจฉริยะตาม UT/ILI พื้นฐานเพื่อตรวจจับการสูญเสียโลหะและการแตกร้าวตั้งแต่เนิ่นๆ
• ใช้การแจ้งเตือน SCADA สำหรับอัตราการเปลี่ยนแปลงของความดันและอุณหภูมิ บูรณาการกับตรรกะการปิดระบบฉุกเฉิน

การซ่อมแซม การฟื้นฟู และการวางแผนฉุกเฉิน

การตัดสินใจซ่อมแซมควรขึ้นอยู่กับข้อมูล: อาจใช้แคลมป์ชั่วคราว ปลอกซ่อมแบบสลักเกลียว หรือการซ่อมแซมแบบเชื่อม ขึ้นอยู่กับข้อบกพร่องที่สำคัญ สำหรับการสูญเสียผนัง ให้คำนวณอายุการใช้งานที่เหลืออยู่โดยใช้อัตราการกัดกร่อนที่วัดได้ และใช้การประเมินเชิงวิศวกรรมที่สำคัญ (ECA) สำหรับข้อบกพร่องที่คล้ายรอยแตกร้าว วิธีการฟื้นฟูประกอบด้วยระบบการพันแบบคอมโพสิต (โพลีเมอร์เสริมด้วยคาร์บอนไฟเบอร์) สำหรับการเสริมแรงแบบเฉพาะจุดและการเปลี่ยนซับภายในเพื่อการอัพเกรดความเข้ากันได้ทางเคมี

สิ่งจำเป็นในการตอบสนองต่อเหตุฉุกเฉิน

• รักษาไดอะแกรมการวางท่อและเครื่องมือวัด (P&ID) และการลงทะเบียนสินทรัพย์ไปป์ไลน์ที่ทันสมัย
• แคลมป์ซ่อมที่มีในสต็อกและชุดซีลชั่วคราวที่มีขนาดสำหรับเส้นผ่านศูนย์กลางทั่วไป
• ฝึกอบรมพนักงานเกี่ยวกับการแยกตัวอย่างปลอดภัย ลดแรงกดดัน และขั้นตอนการขอใบอนุญาตทำงานร้อนสำหรับการซ่อมแซมภาคสนาม

การจัดทำเอกสาร การตรวจสอบย้อนกลับ และการปฏิบัติตามกฎระเบียบ

รักษาความสามารถในการตรวจสอบย้อนกลับได้อย่างสมบูรณ์ตั้งแต่ใบสั่งซื้อจนถึงการติดตั้งด้วยใบรับรองการทดสอบวัสดุ (MTC) บันทึกการเชื่อม รายงาน NDE และบันทึกการทดสอบการใช้งาน ข้อกำหนดด้านกฎระเบียบ (API, ASME B31.3 สำหรับการวางท่อกระบวนการ, ข้อบังคับท้องถิ่น) เป็นตัวกำหนดแรงกดดันในการทดสอบ ช่วงเวลาการตรวจสอบ และการเก็บรักษาเอกสาร ใช้ระบบการจัดการเอกสารแบบรวมศูนย์เพื่อจัดเก็บข้อมูลสินทรัพย์ ประวัติการตรวจสอบ และการคำนวณอายุการใช้งานที่เหลืออยู่ เพื่อให้สามารถดำเนินการบำรุงรักษาตามเงื่อนไขได้

ตัวขับเคลื่อนต้นทุนและการวางแผนอายุการใช้งาน

ปัจจัยขับเคลื่อนต้นทุนหลัก ได้แก่ การเลือกวัสดุ ระบบการเคลือบ ความถี่ในการตรวจสอบ และการหยุดทำงานที่ไม่คาดคิดจากความล้มเหลว ปรับต้นทุนตลอดอายุการใช้งานให้เหมาะสมโดยปรับสมดุลต้นทุนวัสดุล่วงหน้าที่สูงขึ้น (เช่น ดูเพล็กซ์หรือโลหะผสมนิกเกิล) กับการบำรุงรักษาที่ลดลง การหยุดเครื่องน้อยลง และช่วงการตรวจสอบที่นานขึ้น ทำการวิเคราะห์มูลค่าปัจจุบันสุทธิ (NPV) หรือการวิเคราะห์การคืนทุนอย่างง่าย เมื่อตัดสินใจเลือกระหว่างสเตนเลส/ดูเพล็กซ์กับเหล็กกล้าคาร์บอนที่มีการควบคุมการกัดกร่อนที่รุนแรง

รายการตรวจสอบอ้างอิงด่วนก่อนเริ่มเดินเครื่อง

• ตรวจสอบว่า MTC, WPS/PQR และคุณสมบัติของผู้ปฏิบัติงานครบถ้วนและสามารถเข้าถึงได้
• ยืนยันว่าการทดสอบ NDE และการทดสอบแรงดันทั้งหมดผ่านและรายงาน
• ตรวจสอบให้แน่ใจว่ามีการติดตั้งและทดสอบระบบป้องกันการกัดกร่อน (การป้องกันแคโทดิก การเคลือบ)
• สร้างแผนผังความหนา UT พื้นฐานและข้อมูล ILI สำหรับแนวโน้มในอนาคต

การปฏิบัติตามแนวทางปฏิบัติเหล่านี้จะช่วยลดความเสี่ยง ยืดอายุสินทรัพย์ และรักษาท่อปิโตรเคมีให้ปลอดภัยและเชื่อถือได้ เมื่อมีข้อสงสัย ให้ดำเนินการประเมินการกัดกร่อนและกลไกเฉพาะบริการ และปรึกษาวัสดุและผู้เชี่ยวชาญด้านการตรวจสอบ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับกระแสกระบวนการที่มีกรด อุณหภูมิสูง หรือมีการกัดกร่อนสูง