Опыт диагностики трубных змеевиков технологических печей малобюджетными приборами - Неразрушающий контроль | Форум Дефектоскопист
Неразрушающий контроль | Форум Дефектоскопист
Вернуться   Неразрушающий контроль | Форум Дефектоскопист > Форум Дефектоскопист > Статьи о дефектоскопии


Старый 20.12.2014, 22:10   #1
В мире НК
Гость
 
Сообщений: n/a
По умолчанию Опыт диагностики трубных змеевиков технологических печей малобюджетными приборами

Об авторах

Сотрудники отдела технического надзора НПЗ «Азернефтьяг» Госнефтекомпании Азербайджана:


Ахундов Фаик Гюльмамед оглы
Начальник отдела.
Общий стаж работы в НК 1l лет.
II уровень SNT-TC-1A по RT, UT, MPI,
а также II уровень по EN 4179, EN 473, EASA AMC 145.A.30.(f)4.
Круг интересов - тепловой контроль


Мамедова Асия Бахши гызы
Ведущий инженер.
Общий стаж работы в НК 12 лет


Мамедов Эмин Имамеддин оглы
Инженер


Одним из основных узлов технологических установок нефтехимических процессов являются технологические печи, точнее - трубные змеевики этих печей. В силу происходящих процессов условия работы в печах по праву считаются наиболее агрессивными: с одной стороны - химически активный продукт под высоким давлением и температурой, а с другой - мощное термическое воздействие. В связи с этим надзор за безопасной эксплуатацией трубных змеевиков считается одним из наиболее важных и первостепенных. Во время эксплуатации надзор за техническим состоянием осуществляется визуально при помощи «гляделок» или смотровых окон для определения состояния трубчатого змеевика, трубных решеток, подвесок и кронштейнов, а также при помощи приборов - набором термопар и термометров, установленных в камерах конвекции и радиации для снятия и слежения за температурой технологического процесса согласно эксплуатационному регламенту. Исходя из этого, основную часть диагностических мероприятий приходится выполнять во время запланированных остановок при проведении ремонтных и профилактических работ. В целях экономии средств на приобретение дорогостоящих систем диагностики, на наш взгляд, все-таки можно, довольствуясь малобюджетными приборами, провести детальные и, что немаловажно, точные измерения и получить исчерпывающую информацию о состоянии оборудования и узлов.

Рассмотрим в качестве примера применение малобюджетных приборов для определения технического состояния технологической печи вакуумного блока установки первичной перегонки нефти ЭЛОУ-АВТ 2 (рис. 1).


Рис. 1. Установка первичной перегонки нефти ЭЛОУ-АВТ 2
Изображения
Тип файла: jpg 01.jpg (4.5 Кб, 46 просмотров)
Тип файла: jpg 02.jpg (4.8 Кб, 43 просмотров)
Тип файла: jpg 03.jpg (4.0 Кб, 41 просмотров)
Тип файла: jpg 1.jpg (22.8 Кб, 41 просмотров)
  Ответить с цитированием
Старый 20.12.2014, 22:14   #2
В мире НК
Гость
 
Сообщений: n/a
По умолчанию

Производительность этой установки 2 млн. т в год, температура в камере радиации вакуумной печи 580 оС, число потоков - 2, число секций - 4, число форсунок - 8. Изоляция печи выполнена Ceramik Fiber Blanket 102 мм, габаритные размеры печи: диаметр 5906 мм, высота камеры радиации 10974 мм, материал трубного змеевика Х9М.

Во время проведения плановопрофилактических ремонтных работ на установке был произведен визуальный осмотр трубных змеевиков непосредственно в камере радиации. В результате на трех из четырех имеющихся секций был обнаружен прогар (рис. 2).


Рис. 2. Прогар трубных змеевиков, выявленный при визуальном осмотре непосредственно в камере радиации

При детальном осмотре прогоревших труб на их поверхности были обнаружены области вспучивания (рис. 3). Эти участки были зачищены абразивными материалами и произведен замер толщины при помощи малобюджетного ультразвукового толщиномера марки «Булат 1», который показал, что утонение составило всего 3 % от первоначальной толщины трубы (при том, что трубный змеевик эксплуатируется на протяжении 8 лет). Твердость материала труб, замеренная при помощи твердомера марки Time TH-130, составила по шкале Бринелля более 520 НВ. С такими параметрами данный змеевик, изготовленный из стали марки Х9М, согласно нормативно-технической документации (ИТН-77, раздел 1.5, пункт в) должен отбраковываться - допустимо превышение не более 270 единиц НВ. Как известно, трубные змеевики, изготовленные из жаропрочной стали, должны хорошо сопротивляться ползучести и обладать высокой кратковременной и длительной прочностью при высокой температуре. Жаропрочность зависит от межатомных связей сплава. В сплавах на одной и той же основе можно значительно увеличить жаропрочность легированием, так как при этом возрастает прочность межатомных связей и повышается температура рекристаллизации. Однако довольно высокая твердость, превосходящая нормативные параметры, приводит к хрупкости материала, что в конечном итоге вызывает разрыв труб и, как следствие, разгерметизацию змеевика и пожар.


Рис. 3. Область вспучивания на поверхности прогоревших труб

Хотелось бы обратить внимание еще и на тот факт, что бывают также случаи так называемого «ложного прогара», способные дать неверную картину дефекта. Специфика работы данных печей заключается в способности работать как на природном газе с теплотой сгорания топлива Q = 6500 ÷ 9000 ккал/м3, так и на мазуте Q = 9500 ÷ 10850 ккал/ кг. Во время подготовки оборудования к ремонту в силу объективных и субъективных причин происходит попадание топочного мазута на поверхность труб. По регламенту проведения ремонтных работ на технологических печах змеевики подвергают термическому воздействию как с наружной, так и с внутренней стороны с целью удаления образовавшегося на внутренних стенках нефтяного кокса. При проведении этих работ оставшиеся пятна топочного топлива начинают тлеть на поверхности труб, что вызывает их поверхностное структурное изменение, проявляющееся в виде почернения и шелушения металла. При измерении твердости приборы показывают повышенную твердость, однако опыт показал, что, зачистив эти участки при помощи шлифовальной машины и повторно замерив твердость, получаем совсем другие значения, которые не выходят за рамки отбраковочных параметров.

На наш взгляд это связано с тем, что жаропрочные свойства стали (длительная прочность, предел ползучести) в значительной степени зависят также от микроструктуры, термической обработки, размера зерна, наличия легкоплавких примесей и других компонентов. В данном случае под термической обработкой ни в коем случае не подразумевается непосредственное горение топочного материала на поверхности труб, что вызывает частичное повышение твердости материала, вызывающее ошибочное мнение о дефектности змеевика в целом.

На основании анализа полученных значений было принято решение и выдано заключение о непригодности к дальнейшей эксплуатации данного змеевика. Трубный змеевик был демонтирован и заменен на новый. Исследуя внутреннюю поверхность отбракованных труб, мы обнаружили, что стенки труб изнутри покрыты толстым слоем нефтяного кокса, доходящим в некоторых местах до 5 мм, который активно мешал теплообмену проходящего по трубам продукта (рис. 4).


Рис. 4. Слои нефтяного кокса, образовавшиеся на внутренней стенке трубы отбракованного змеевика

Причинами образования этого кокса, а также запредельных параметров твердости труб являются, как мы считаем, неподготовленность сырья к переработке, неотрегулированность топочных форсунок, нарушение температурного режима эксплуатации печи. Поэтому персонал вынужден был поднимать температуру в камере радиации с целью достижения необходимой температуры и работать на температурном пределе, вследствие чего на поверхности труб стали образовываться области с эффектом «Rhino-Hide» (рис. 5), т. е. «шкура носорога» - мелкие поверхностные вспучивания и усталостные трещины, а также расслоение металла, имеющие характерное распределение по высоте труб, что подтверждает их «термическое» происхождение.


Рис. 5. Области с эффектом «шкура носорога» на поверхности труб змеевика

Наряду с выявлением дефектов, составлением заключения нами были разработаны рекомендации для обслуживающего персонала с целью исключения таких происшествий в будущем. Соблюдение указаний регламента и правил эксплуатации, профессиональный технический надзор плюс неразрушающий контроль - это, на наш взгляд, гарантия безопасной и долговечной эксплуатации оборудования, в чем, собственно, и заключается главная цель проведения неразрушающего контроля.

Литература

1. Анкит В. Новый метод выявления коррозионных повреждений труб. - В мире НК. 2006. № 1(31). С. 39-41.

2. Шрейберг Г. К., Перлин С. М., Шибряев Б. Ф. Конструкционные материалы в нефтяной, нефтехимической и газовой промышленности / Справочное руководство. - М.: Машиностроение, 1969, с. 76-92.

3. ИТН-77. Инструкция по техническому надзору, методам ревизии и отбраковке оборудования нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств. - Волгоград: 1978, с. 15-46.

4. Лейбо А. Н. Справочник механика нефтеперерабатывающего завода. 1963, с. 5, табл. 1.2
Изображения
Тип файла: jpg 2.jpg (15.8 Кб, 45 просмотров)
Тип файла: jpg 3.jpg (13.8 Кб, 42 просмотров)
Тип файла: jpg 4.jpg (10.6 Кб, 42 просмотров)
Тип файла: jpg 5.jpg (10.1 Кб, 44 просмотров)
  Ответить с цитированием
Ответ
Похожие темы
Тема Автор Раздел Ответов Последнее сообщение
Опыт диагностики трубных змеевиков технологических печей малобюджетными приборами В мире НК Энергоаудит и температурный контроль 2 19.01.2015 12:15


Опции темы
Опции просмотра

Ваши права в разделе
Вы не можете создавать новые темы
Вы не можете отвечать в темах
Вы не можете прикреплять вложения
Вы не можете редактировать свои сообщения

BB коды Вкл.
Смайлы Вкл.
[IMG] код Вкл.
HTML код Выкл.

Быстрый переход

VK Defektoskopist OK Defektoskopist Facebook Defektoskopist Instagram Defektoskopist YouTube Defektoskopist


Текущее время: 17:24. Часовой пояс GMT +3. Copyright ©2000 - 2018. Перевод: zCarot.
Внимание, коллеги! В целях нормальной работы форума администрация оставляет за собой право на обработку персональных данных зарегистрированных пользователей. В случае вашего несогласия просьба написать жалобу на defektoskopist.ru@gmail.com