On-stream inspection - phương pháp kiểm định thiết bị trong tình trạng hệ thống thiết bị đó vẫn đang vận hành

On-stream inspection là 1 khái niệm được dùng trong API 510 (API – American Petrolium Institute) để chỉ phương pháp kiểm định thiết bị trong tình trạng hệ thống thiết bị đó vẫn đang vận hành. Kỹ thuật này, về bản chất là 1 lợi ích của Risk base inspection (phương pháp kiểm định dựa trên hệ số rũi ro”). Nguyên tắc thực hiện là dùng những biện pháp kiểm tra không phá hủy thay thế cho việc thử thủy lực và khám trong. Để làm được điều này, đôi khi cần có sự chuẩn bị ngay từ khi thiết kế và chế tạo hệ thống thiết bị.

On-stream inspection đặc biệt hữu ích trong trường hợp mà chi phí của việc dừng hệ thống là quá cao (sản phẩm hư hại, ảnh hưởng nặng nề đến những dây chuyền sản xuất khác, chi phí cân chỉnh khi khởi động lại hệ thống cao…). Ví dụ tốt cho những hệ thống loại này là hệ thống sử lý khí thiên nhiên cho những nhà máy nhiệt điện. Áp lực của việc cung cấp năng lượng điện không cho phép hệ thống ngưng trong thời gian đủ dài để thực hiện việc kiểm định thông thường. Trong 1 số trường hợp khác, việc làm sạch môi chất bên trong bình, bồn để khám trong có thể tạo ra "1 thãm họa môi trường" như bồn Amoniac vài nghìn khối...


Khi nào có thể áp dụng on-stream inspection

Đối với 1 thiết bị áp lực, việc bỏ qua khám trong chỉ được chấp thuận khi thiết bị thỏa mãn 1 số điều kiện nhất định. Hãy xem những qui định này trong API 510:

“Khi tốc độ ăn mòn tổng thể là nhỏ hơn 0,125 mm/năm, tuổi thọ còn lại của thiết bị lớn hơn 10 năm và tất cả những điều kiện sau đây được thỏa:

* Đặc tính ăn mòn của môi chất làm việc đã được khảo sát ít nhất 5 năm trên thiết bị đang kiểm tra hoặc lấy tốc độ ăn mòn đã khảo sát được trên 1 thiết bị và môi chất tương tự.
* Không phát hiện vấn đề gì trong quá trình khám ngoài.
* Nhiệt độ vận hành của kim loại không vượt quá giới hạn dưới của vùng nhiệt độ mỏi vì nhiệt của kim loại.
* Thiết bị không nghi ngờ bị nứt hay bị ăn mòn hydrogien.
* Không phải là loại thiết bị có nhiều lớp.”

Trong phần trích dẫn trên, chúng ta thấy có khái niệm tốc độ ăn mòn. Vậy tốc độ an mòn là gì? Cách tính tuổi thọ còn lại dựa trên tốc độ này như thế nào?



Việc theo dõi liên tục chiều dầy kim loại thiết bị bằng siêu âm cho phép tính toán tốc độ ăn mòn của hệ thống:

Trong đó:

* CR là tốc độ ăn mòn (mm/năm)
* t 1 là chiều dầy tại thời điểm 1 (mm)
* t 2 là chiều dầy tại thời điểm 2 (mm)
* ΔT là khoảng thời gian tính bằng năm giữa 2 thời điểm 1 và 2



Trên cơ sở tốc độ ăn mòn trên, tuổi thọ còn lại của thiết bị được tính theo công thức:

Trong đó:

- ΔT R là tuổi thọ còn lại của thiết bị tính bằng năm (mm)

- t a là chiều dầy thực tế tại thời điểm xét (mm)

- t r là chiều dẩy tối thiểu cho phép theo tính toán không có trị số bù mòn (mm)

Qua các công thức trên, có thể thấy tất cả sẽ phụ thuộc vào cách xác định chiều dầy thiết bị tại các thời điểm khác nhau. Việc đo và tính chiều dầy trung bình để đưa vào công thức trên khá phức tạp không thể trình bày trong khuôn khổ bài viết này.

Như đã đề cập ở trên, thông số tốc độ ăn mòn thường được xác định trong khoảng thời gian ít nhất là 5 năm. Điều này có nghỉa là phải tiến hành theo dỏi chiều dầy thiết bị ngay khi đưa vào sử dụng nếu muốn áp dụng on-stream sau 5 năm.

Cũng có thể thấy, nếu giảm áp suất sử dụng, tuổi thọ còn lại sẽ tăng lên! (vì lúc đó t r sẽ giãm xuống).

Nếu xét cả hệ thống thiết bị, on-stream inspection có thể được hiểu là việc kiểm định thiết bị trong khi hệ thống vẫn làm việc dù 1 vài bộ phận phải ngưng để được khám nghiệm. Việc này có thể thực hiện bằng cách khi thiết kế, người ta đã dự kiến trước những thiết bị bắt buộc phải khám trong sau 1 thời gian nhất định và có thiết bị hay hệ thống dự phòng để có thể khám nghiệm lần lượt.

Với những thiết bị lớn và phức tạp, có thể áp dụng những phương pháp kiểm tra không phá hủy đặc biệt để loại trừ nguy cơ và làm giảm hệ số rủi ro của thiết bị, từ đó dẫn đến không phải ngưng thiết bị để khám trong hay thử thủy lực.

Một trong những phương pháp này là Accoustic Emission (AE). Người ta có thể lắp các đầu dò để liên tục theo dõi thiết bị trong quá trình sử dụng. Những kết quả ghi lại trên máy tính sẽ cho biết tình trạng, diển biến ăn mòn của thành kim loại. Kết quả phân tích tốt sẽ là cơ sở để miễn thử thủy lực và khám trong.

Cũng có thể dùng AE để kiểm tra thiết bị trong 1 thời gian khi mà thiết bị được nâng áp. Nếu có thể nâng áp vượt quá áp suất sử dụng bằng chính môi chất sử dụng thì hoạt động của thiết bị hầu như không ảnh hưởng đáng kể.

Related Posts by Categories