Proč je analýza hlavních příčin důležitější než oprava
Trubka kotle, která praskne, je obvykle vyměněna během několika hodin, ale pokud není identifikován mechanismus poškození, stejná porucha se vrátí do sousední trubky. Analýza hlavní příčiny považuje vadnou trubku za důkaz: vzhled lomu, vnitřní usazeniny, tloušťka oxidových okují a záznamy chemického složení vody společně identifikují, zda byla trubka přehřátá, zkorodovaná, unavená nebo jednoduše pod minimální stěnou požadovanou ASME BPVC Section I.
Poruchy jsou široce seskupeny na krátkodobé mechanismy, které působí během minut nebo hodin, a dlouhodobé mechanismy, které působí po tisíce provozních hodin při teplotě.
Krátkodobé přehřátí a dlouhodobé tečení
Krátkodobé přehřátí způsobí náhlé prasknutí s tenkými rty, otevřením rybí tlamy, malým nebo žádným vnitřním šupinem a jasným ztenčením stěny při prasknutí. Je to způsobeno omezeným průtokem, nízkou hladinou vody, ucpanou trubicí nebo poruchou ovládání, která způsobí, že teplota kovu překročí kritický rozsah. Protože kov byl převzat nad jeho rozsah transformace, metalografie ukazuje změněnou mikrostrukturu v blízkosti porušení, což jej odlišuje od tečení.
Dlouhodobé přehřívání působí pomalu. Při konstantním namáhání při zvýšené teplotě kovu akumulují trubky ASTM A213 T11, T22 a T91 poškození tečením, které se projevuje podélným praskáním, hustým oxidem na straně páry a měřitelným průměrem růstu. Posouzení tečení se provádí na základě údajů o porušení napětím v ASME BPVC Section II Část D pro návrhovou teplotu kovu a praktickými varovnými signály jsou zvětšující se oxidové usazeniny a zvětšující se průměr trubky, měřeno na stejných místech při každém výpadku.
Mechanismy koroze a poškození na straně vody
Poškození vodíkem:křehký lom s malou deformací, často sousedící se svary nebo ohyby. Usazeniny a nízké pH vytvářejí korozní reakci, která uvolňuje vodík do oceli a vytváří mezikrystalové praskání, které lze potvrdit metalografií.
Žíravé a kyselé dlabání:lokalizované ztenčení pod porézními usazeninami, kde se koncentruje chemie kotlové vody, vykazující rýhovaný, hladký obrys na vodní straně stěny trubky směřující ke krbu.
Koroze zrychlená prouděním:obecné ztenčování stěn s vroubkovaným povrchem bez oxidů, nejtvrdší za armaturami, v ekonomizérech a nízkotlakých oblastech a tam, kde se kombinuje rychlost proudění a teplota.
Požární koroze:plýtvání na vnějším povrchu poháněné palivovým popelem a spalinami, silně závislé na chemii uhlí nebo ropy, teplotě plynu a redukční atmosféře v blízkosti hořáků.
Únava, vibrace a poruchy související se svařováním
Tepelná únava se projevuje jako obvodové praskání v místech s rychlými teplotními výkyvy, jako jsou stříkací body chladiče přehřáté páry a nástavce sběrače, a je výsledkem cyklického tepelného namáhání. Vibrační únava způsobuje praskání na podpěrách, vzpěrách a spojích, kde se trubka může volně pohybovat. Selhání související se svarem je obvykle problémem výroby nebo tepelného zpracování a je posuzováno podle kvalifikovaných postupů ASME BPVC sekce IX a požadavků na tepelné zpracování po svařování podle ASME BPVC sekce I, protože chybějící nebo nesprávné tepelné zpracování zanechává tvrdou tepelně ovlivněnou zónu náchylnou k prasklinám.
Budování vyšetřování selhání
Opakovatelná vyšetřovací sekvence je cennější než jakákoli jednotlivá kontrolní technika:
Zaznamenejte místo poruchy, orientaci a polohu vzhledem k hořákům, ofukovačům sazí a svařovaným nástavcům.
Před jakýmkoli čištěním změřte tloušťku stěny kolem poruchy a vyfotografujte povrch lomu.
Shromážděte vnitřní usazeniny a oxidové usazeniny pro měření složení a tloušťky.
Odřízněte vzorek pro metalografii, přičemž povrch lomu udržujte neporušený, a prozkoumejte tepelně ovlivněnou zónu sousedních svarů.
Porovnejte důkazy s chemií vody, provozní teplotou a záznamy průtoku za hodiny před poruchou.
Znovu zkontrolujte návrhovou podmínku podle ASME BPVC Section I, protože jak obvodové trhliny, tak tečení vyžadují vypočítanou minimální tloušťku jako referenční bod.
FAQ
Otázka: Jaká je nejčastější příčina selhání trubky kotle?
Přehřívání v jeho krátkodobé a dlouhodobé formě, následované korozními mechanismy na vodní straně a koroze urychlenou prouděním. Tyto společně tvoří většinu poruch tlakové části energetických kotlů.
Otázka: Jak se liší krátkodobé přehřátí od poškození tečením?
Krátkodobé přehřátí poskytuje výbuch s tenkými rty s malým měřítkem a transformovanou mikrostrukturou. Poškození tečením vykazuje silný oxid na straně páry, diametrální růst a praskání, které sleduje směr napětí.
Otázka: Jak vypadá poškození vodíkem?
Při metalografickém zkoumání se projevuje jako křehký silnostěnný lom téměř bez plastické deformace a mezikrystalového praskání, obvykle spojeného s usazováním a kyselinotvornou chemií vody.
Otázka: Která norma definuje minimální přijatelnou stěnu trubky?
ASME BPVC Sekce I s použitím přípustných hodnot napětí publikovaných v ASME BPVC Sekce II Část D pro návrhovou teplotu kovu a příslušnou specifikaci trubky.
Otázka: Lze opravit opakovanou poruchu na stejném místě bez výměny banky?
Někdy, ale až po identifikaci mechanismu. Pokud je příčinou omezení průtoku, nevyváženost hořáku nebo chemická odchylka, výměna trubic jednoduše resetuje stejné hodiny poruchy.
