化工和制藥企業在生產廠中都會涉及到若干長的管道,這些管道能夠為生產設備提供原材料,并排出生產過程中產生的廢物,這些管道就是流程工藝設備的“生命線”。如何才能保證流程設備管道的可靠性和可用性?PROCESS雜志對管道系統的故障診斷和維護保養進行了報道。
工業介質具有多樣性,需要在生產過程中控制壓力和溫度,這些對化工領域中使用的管道提出了極為苛刻的要求。化工企業在具體的應用場所中對管道系統提出了許多特殊的要求,例如:加熱管道、真空管道、輸送固體物質的管道或者衛生消毒的管道等。
怎樣才能*地利用這些設備資產呢?Franke+Pahl公司項目負責人Mathias Dönnecke根據自己設計的預防性維護保養計劃經驗,總結道:“當管道系統所使用的材料不是適合于被輸送介質的*材料時,那么這會在實際應用過程中留下隱患。而在出現問題時人們通常會把注意力集中到被輸送的介質,往往會忽略周圍的土壤和氣體環境對管道的腐蝕和影響。設備所處的環境能夠帶來從外向內的腐蝕。”
在流程設備的現代化技術改造工作中,人們往往容易忽視老的管道是否滿足目前流程工藝介質的變化。Dönnecke補充說道:“要真正避免這些問題,維修人員必須掌握相關的流程工藝知識。”
為了能夠制定*的管道維修方案,更好地滿足管道系統的使用要求,首先必須盡快地了解管道系統的整體情況。盡管常規的管道系統計算能夠提供很多的詳細信息,但這項計算工作耗時耗力。根據多年來在管道系統評判分析中積累的經驗,TüV Süd公司的專家開發出了一整套節約時間和資金的檢測評判管道系統的方法和步驟。
圖1 在Leuna煉油廠工作的Jan Wegner表示,管道系統技術服務公司負責該廠700km管道的監控、監測和維護保養
即便是設計的管道系統的使用壽命也是有限的,它們會隨著時間的推移慢慢老化,需要進行定期的維護,必要時還需要進行維修和改造。“利用無損探傷技術可以有效地發現人眼不易發現的問題和隱患。”Tectrion公司工業技術服務部門的負責人Reiner Lemke說道。這種射線檢驗方法是一種利用圖像顯示材料不同特性的方法。利用這種方法可以檢查出管道系統中有缺陷的焊縫、裂紋或者材料強度的差異。為了能夠清楚地界定和區分不同的材料,專家們使用了X射線熒光分析法。
Karl檢測儀器儀表制造公司為管道技術和檢測人員設計和制造了在線監測的超聲波腐蝕和/或者銹蝕檢測系統。為了避免地下的管道因銹蝕而損傷,V&C公司建議采取陰極保護防腐措施。陰極保護防腐措施能夠減少管道與土壤之間的電勢差,把腐蝕的速度降低到無需采取保護措施的程度。V&C公司專門對此進行了成本核算,核算結果得出陰極保護多投入的資金僅占管道系統投資的4%~15%。Rolf Weber公司認為,紅外熱成像技術是zui有價值的管道系統無損和非接觸式檢驗方法。通過這種熱成像檢測技術能夠檢測到大多數情況下人眼看不到的隱患,從而及時采取有效措施、避免代價高昂的停產和事故損失,可以很快收回使用這一技術的投資成本。
管道系統的使用壽命和工作可靠性與生產過程動態變化相關。例如,由零部件(例如泵)以及內部壓力(壓力沖擊)引起的激烈振動。因為振動幅度和頻率對材料的疲勞速度起著決定性的作用。在使用了管道減振器之后,可以明顯減小震動的振幅和頻率。例如,使用Gerb公司研發生產的Visco減振器。
BIS Maintenance Südwest公司致力于設備維護軟件的設計和開發,能夠提供移動維護、動態監控和損壞或然率計算以及進一步提高能源利用率的一體化集成解決方案。他們成功推出了蒸汽管道監控系統(SPM)。利用這一軟件系統可以連續在水平方向和垂直方向對管道的負載情況按照應力-位置檢測方法進行測定。通過對管道系統中承載較大應力部位的在線檢測可以確定管道系統的薄弱環節。
當管道系統中出現泄露的情況時,Bardenhagen公司能夠為用戶提供有效的。他們的技術人員會對管道系統的泄露點進行檢測,并在泄露點處做一個合適的罩殼,或者為密封不嚴的法蘭連接做一個密封罩。用這些罩殼、密封罩把泄露的部位封起來,向罩殼內灌入與泄露介質性質和壓力、溫度相適應的密封膠。密封膠自行干燥固化,這樣就能夠堵住泄露,直到下一次設備檢修時再進行管道、法蘭的*修復。Insituform公司研發了一種管道內襯技術,可以作為“內用堵漏劑”。這種技術通過把一種與軟管形狀相適應的浸漬襯片——涂有樹脂材料的纖維增強材料,貼到管道的內壁,這種材料自動固化、固定從而實現“堵漏”。據這家公司介紹,這種襯里貼片技術是修復壓力管道、輸送腐蝕性介質管道或者地熱管道的解決方案。
在清理管道時,操作人員也有許多不同的管道清理技術可供選用。Hammann公司研發的Comprex管道清理技術是一種清理復雜液體輸送管道系統的理想解決方案。這種脈沖式的沖洗方法是通過向緩慢流動的水流中吹入受控的壓縮空氣來實現清理管道的。這樣就會在管道系統中出現“水流塊”和“空氣塊”,這些“塊體”以20m/min的速度沖洗管道。它們對管壁產生的沖刷力很大,能夠把粘附在管壁上的沉積物沖刷下來,并送出管道系統。當管的附著的固體物質非常頑固時,還可以輸入具有剝蝕作用的固體輔料,從而把全部的固體附著物都清理干凈。
小結
在進行流程設備管道系統的維護保養時,必須從整體角度考慮管道系統的維護保養。只有全面了解和考察了可能影響管道系統的所有因素之后,才能保證流程設備管道系統一直連續地正常工作。