Selecția, instalarea și întreținerea conductelor petrochimice

Alegerea materialelor și calitățile pentru conducte petrochimice

Alegerea materialului corect de țeavă este prima și cea mai importantă decizie în țevile petrochimice. Selecția trebuie să se potrivească cu chimia fluidului, temperatură, presiune, sarcină mecanică și durata de viață estimată. Pentru liniile generale de hidrocarburi, oțelurile carbon (API 5L/ASME SA-106) sunt obișnuite pentru temperaturi sub ~400°F și în cazul în care se utilizează permisiunea de coroziune și acoperirile. Pentru servicii corozive (cloruri, H ₂ S, gaz acru), oțelurile inoxidabile duplex (de exemplu, UNS S31803/S32205) sau super duplex oferă o rezistență mai mare la coroziune și la stropire. Oțelurile inoxidabile austenitice (304L/316L) sunt utilizate acolo unde sunt necesare rezistență moderată la coroziune și sudabilitate, dar rețineți susceptibilitatea la coroziune la stres la clorură pentru 304L la temperaturi mai ridicate. Aliajele de nichel (de exemplu, Inconel 625/825, seria 400) sunt utilizate pentru medii cu temperatură ridicată, coroziune ridicată și servicii acide atunci când oțelurile inoxidabile sunt insuficiente.

Tabel de comparare a materialelor (proprietăți și aplicații tipice)

Controlul coroziunii: acoperiri, căptușeli și protecție catodică

Prevenirea coroziunii externe și interne este esențială pentru a îndeplini obiectivele de siguranță și de funcționare. Protecția externă combină în mod obișnuit un grund, epoxidic de înaltă construcție sau epoxidic prin fuziune (FBE) și o abraziune exterioară/acoperire. Sistemele de izolare termică trebuie specificate pentru a evita capcanele de apă care accelerează coroziunea sub izolație (CUI). Controlul intern al coroziunii include inhibitori de coroziune, căptușeli interne din oțel carbon (mortar de ciment, căptușeli polimerice) și selecția de materiale rezistente la coroziune atunci când inhibitorii nu sunt viabile.

Măsuri aplicabile pentru reducerea coroziunii

• Specificați FBE sau epoxidici multistrat pentru protecție externă în medii agresive.
• Folosiți inhibitori interni de coroziune dozați de patinele de injecție și monitorizați concentrația inhibitorului.
• Implementați protecție catodică (anozi de sacrificiu sau curent imprimat) pentru liniile îngropate.
• Design pentru a evita picioarele moarte; asigurați scurgeri și porturi de porc unde se pot acumula solide sau apă.

Cele mai bune practici de sudare, îmbinări și instalare

Calitatea sudurii și îmbinării afectează în mod direct funcționarea fără scurgeri. Utilizați proceduri de sudură calificate (WPS/PQR) conform ASME IX și asigurați-vă că sudorii sunt certificați pentru materialul exact și tipul de îmbinare. Cerințele de preîncălzire și tratament termic post-sudare (PWHT) trebuie specificate în funcție de material și grosime. Pentru oțelurile înalt aliate, controlați temperatura interpass și utilizați practici cu conținut scăzut de hidrogen. Îmbinările cu flanșă trebuie să utilizeze materialul de garnitură adecvat (RTJ vs spiralat vs elastomer) selectat pentru temperatură, presiune și compatibilitate cu fluidul.

Lista de verificare a instalării (câmp)

• Verificați certificatele de material (MTC) și trasabilitatea înainte de instalare.
• Confirmați alinierea și distanța dintre suport pentru a preveni stresul la conducte; efectuați analize CAESAR II pentru curse lungi sau sarcini complexe.
• Protejați capetele țevilor și alezajul intern împotriva contaminării în timpul instalării (capace/dopi).
• Înregistrați rezultatele NDE de sudură și atașați-le la documentația conform construcției.

Metode de inspecție, testare și NDT

Un plan robust de inspecție și testare (ITP) combină testarea presiunii, NDT și evaluările periodice în serviciu. Testele hidrostatice sau pneumatice verifică integritatea presiunii la punerea în funcțiune, urmând limitele codului (de exemplu, 1,5× presiunea de proiectare pentru hidrostatică). NDT-urile de rutină includ inspecții vizuale, testarea cu particule magnetice (MT) pentru fisuri de suprafață feroasă, penetrant de colorant (PT) pentru suprafețe neferoase, testare cu ultrasunete (UT) pentru monitorizarea grosimii peretelui și teste radiografice (RT) pentru sudurile critice în care defectele interne ar fi catastrofale.

NDT recomandată și cadență de monitorizare

Practici operaționale: pigging, control și monitorizare a presiunii

Controalele operaționale minimizează eroziunea, acumularea de solide și opririle neplanificate. Pigging (porci de curățare mecanică și porci inteligenți) este esențial pentru conductele care transportă țiței ceros, flux multifazic cu solide sau pentru inspecția în linie (ILI). Analiza presiunii tranzitorii și protecția la supratensiune (rezervoare de supratensiune, supape de eliberare a supratensiunii) reduc riscul de lovituri de berbec. Instalați monitorizare permanentă: transmițătoare de presiune/temperatură, cupoane de coroziune și probe online pentru chimie de flux pentru a permite intervenția proactivă.

Cele mai bune practici de pigging și monitorizare

• Proiectați lansatoare/receptoare de porc cu spațiu adecvat și linii de ocolire pentru operațiuni de porc în siguranță.
• Programați curse inteligente de porc după UT/ILI de bază pentru a detecta din timp pierderile de metal și crăparea.
• Implementați alarme SCADA pentru viteza de schimbare a presiunii și a temperaturii; se integrează cu logica de oprire de urgență.

Reparații, reabilitare și planificare de urgență

Deciziile de reparație ar trebui să fie bazate pe date: pot fi utilizate cleme temporare, manșoane de reparație cu șuruburi sau reparații sudate, în funcție de criticitatea defectului. Pentru pierderea peretelui, calculați durata de viață rămasă utilizând rata de coroziune măsurată și aplicați evaluări critice de inginerie (ECA) pentru defecte asemănătoare fisurilor. Metodele de reabilitare includ sisteme de înfășurare compozite (polimer armat cu fibră de carbon) pentru armarea localizată și înlocuirea căptușelii interne pentru îmbunătățirea compatibilității chimice.

Elemente esențiale de răspuns în caz de urgență

• Mențineți o diagramă actualizată de conducte și instrumente (P&ID) și un registru al activelor conductei.
• Cleme de reparație pre-stoc și kituri de etanșare temporară dimensionate pentru diametre comune.
• Instruiți personalul privind izolarea în siguranță, depresurizarea și procedurile de autorizare a lucrărilor la cald pentru reparații pe teren.

Documentare, trasabilitate și conformitate cu reglementările

Mențineți trasabilitatea completă de la comanda de achiziție până la instalare cu certificate de testare a materialelor (MTC), înregistrări de sudură, rapoarte NDE și înregistrări de punere în funcțiune. Cerințele de reglementare (API, ASME B31.3 pentru conductele de proces, reglementările locale) dictează presiunile de testare, intervalele de inspecție și păstrarea documentației. Utilizați un sistem centralizat de gestionare a documentelor pentru a stoca datele activelor, istoricul inspecțiilor și calculele privind durata de viață rămasă, astfel încât întreținerea bazată pe stare să poată fi implementată.

Factori de costuri și planificare pe durata vieții

Factorii majori de cost includ selecția materialelor, sistemele de acoperire, frecvența de inspecție și timpul neașteptat de neașteptat din cauza defecțiunilor. Optimizați costul ciclului de viață prin echilibrarea costurilor inițiale mai mari ale materialelor (de exemplu, aliaje duplex sau nichel) cu întreținerea redusă, mai puține opriri și intervale de inspecție mai lungi. Efectuați o analiză simplă a valorii prezente nete (VAN) sau a rambursării atunci când decideți între oțel inoxidabil/duplex și oțel carbon cu controale agresive de coroziune.

Lista de verificare de referință rapidă înainte de punere în funcțiune

• Verificați că MTC-urile, WPS/PQR-urile și calificările operatorului sunt complete și accesibile.
• Confirmați toate NDE și testele de presiune trecute și rapoartele depuse.
• Asigurați-vă că sistemele de protecție împotriva coroziunii (protecție catodică, acoperiri) sunt instalate și testate.
• Stabiliți harta de referință a grosimii UT și datele ILI pentru tendințele viitoare.

Respectarea acestor linii directoare practice reduce riscul, prelungește durata de viață a activelor și menține siguranța și fiabilitatea conductelor petrochimice. Dacă aveți îndoieli, efectuați o evaluare a coroziunii și mecanică specifică serviciului și consultați specialiști în materiale și inspecție, în special pentru fluxurile de proces acre, cu temperatură ridicată sau foarte erozive.