Lựa chọn, lắp đặt và bảo trì đường ống hóa dầu

Lựa chọn vật liệu và cấp độ cho đường ống hóa dầu

Chọn vật liệu ống chính xác là quyết định đầu tiên và có tác động lớn nhất trong đường ống hóa dầu. Lựa chọn phải phù hợp với tính chất hóa học của chất lỏng, nhiệt độ, áp suất, tải trọng cơ học và tuổi thọ dự kiến. Đối với các dây chuyền hydrocarbon nói chung, thép cacbon (API 5L/ASME SA-106) phổ biến ở nhiệt độ dưới ~400°F và sử dụng chất chống ăn mòn và lớp phủ. Đối với các dịch vụ ăn mòn (clorua, H ₂ S, khí chua), thép không gỉ song công (ví dụ: UNS S31804/S32205) hoặc siêu song công mang lại khả năng chống rỗ và ăn mòn ứng suất cao hơn. Thép không gỉ Austenitic (304L/316L) được sử dụng khi cần khả năng chống ăn mòn và khả năng hàn vừa phải, nhưng lưu ý tính nhạy cảm với ăn mòn do ứng suất clorua đối với 304L ở nhiệt độ cao hơn. Hợp kim niken (ví dụ: dòng Inconel 625/825, 400) được sử dụng cho môi trường nhiệt độ cao, ăn mòn cao và các dịch vụ chua khi thép không gỉ không đủ.

Bảng so sánh vật liệu (tính chất và ứng dụng điển hình)

Kiểm soát ăn mòn: lớp phủ, lớp lót và bảo vệ cathode

Ngăn chặn sự ăn mòn bên ngoài và bên trong là điều cần thiết để đáp ứng các mục tiêu về an toàn và thời gian hoạt động. Bảo vệ bên ngoài thường kết hợp lớp sơn lót, epoxy cường độ cao hoặc epoxy liên kết nhiệt hạch (FBE) và lớp phủ mài mòn/lớp phủ bên ngoài. Hệ thống cách nhiệt phải được chỉ định để tránh bẫy nước làm tăng tốc độ ăn mòn dưới lớp cách nhiệt (CUI). Kiểm soát ăn mòn bên trong bao gồm các chất ức chế ăn mòn, lớp lót bên trong bằng thép cacbon (vữa xi măng, lớp lót polyme) và lựa chọn vật liệu chống ăn mòn khi chất ức chế không còn hiệu quả.

Các biện pháp hành động để giảm ăn mòn

• Chỉ định FBE hoặc epoxies nhiều lớp để bảo vệ bên ngoài trong môi trường khắc nghiệt.
• Sử dụng chất ức chế ăn mòn bên trong được định lượng bằng các tấm trượt và theo dõi nồng độ chất ức chế.
• Thực hiện bảo vệ catốt (cực dương hy sinh hoặc dòng điện cưỡng bức) cho đường dây chôn dưới đất.
• Thiết kế tránh cụt chân; cung cấp cống thoát nước và cảng heo nơi chất rắn hoặc nước có thể tích tụ.

Thực hành tốt nhất về hàn, mối nối và lắp đặt

Chất lượng mối hàn, mối nối ảnh hưởng trực tiếp đến hoạt động không bị rò rỉ. Sử dụng các quy trình hàn đủ tiêu chuẩn (WPS/PQR) theo ASME IX và đảm bảo thợ hàn được chứng nhận về vật liệu và loại mối nối chính xác. Các yêu cầu xử lý nhiệt trước và sau hàn (PWHT) phải được xác định theo vật liệu và độ dày. Đối với thép hợp kim cao, kiểm soát nhiệt độ giữa các lớp và sử dụng phương pháp có hàm lượng hydro thấp. Các mối nối mặt bích phải sử dụng vật liệu đệm thích hợp (RTJ, vết xoắn ốc và chất đàn hồi) được chọn để tương thích với nhiệt độ, áp suất và chất lỏng.

Danh sách kiểm tra cài đặt (trường)

• Xác minh chứng chỉ vật liệu (MTC) và truy xuất nguồn gốc trước khi cài đặt.
• Xác nhận sự liên kết và khoảng cách hỗ trợ để tránh căng thẳng cho đường ống; thực hiện phân tích CAESAR II trong thời gian dài hoặc tải phức tạp.
• Bảo vệ đầu ống và lỗ khoan bên trong khỏi bị nhiễm bẩn trong quá trình lắp đặt (nắp/phích cắm).
• Ghi lại kết quả NDE mối hàn và đính kèm vào tài liệu hoàn công.

Phương pháp kiểm tra, thử nghiệm & NDT

Kế hoạch kiểm tra và thử nghiệm (ITP) hiệu quả kết hợp thử nghiệm áp suất, NDT và đánh giá định kỳ trong quá trình sử dụng. Các thử nghiệm thủy tĩnh hoặc khí nén xác minh tính toàn vẹn của áp suất khi vận hành, tuân theo các giới hạn mã (ví dụ: áp suất thiết kế 1,5 × cho thủy tĩnh). NDT thông thường bao gồm kiểm tra trực quan, kiểm tra hạt từ tính (MT) đối với các vết nứt bề mặt kim loại màu, chất thẩm thấu thuốc nhuộm (PT) đối với bề mặt kim loại màu, kiểm tra siêu âm (UT) để theo dõi độ dày của thành và kiểm tra chụp ảnh phóng xạ (RT) đối với các mối hàn quan trọng trong đó các khuyết tật bên trong sẽ rất nghiêm trọng.

NDT được đề xuất và nhịp theo dõi

Thực hành vận hành: heo đất, kiểm soát và giám sát áp suất

Kiểm soát vận hành giảm thiểu xói mòn, tích tụ chất rắn và ngừng hoạt động ngoài kế hoạch. Pigging (heo làm sạch cơ học và heo thông minh) rất cần thiết cho đường ống vận chuyển dầu thô dạng sáp, dòng chảy nhiều pha với chất rắn hoặc để kiểm tra nội tuyến (ILI). Phân tích tức thời áp suất và bảo vệ đột biến (bể tăng áp, van giảm đột biến) làm giảm nguy cơ búa nước. Lắp đặt hệ thống giám sát thường xuyên: bộ truyền áp suất/nhiệt độ, phiếu chống ăn mòn và bộ lấy mẫu hóa học dòng chảy trực tuyến để có thể can thiệp chủ động.

Thực hành tốt nhất về Pigging và giám sát

• Thiết kế máy phóng/máy thu lợn có đủ không gian và đường tránh để vận hành heo con an toàn.
• Lên lịch chạy lợn thông minh sau UT/ILI cơ bản để phát hiện sớm sự mất mát và nứt kim loại.
• Thực hiện cảnh báo SCADA về tốc độ thay đổi áp suất và nhiệt độ; tích hợp với logic tắt khẩn cấp.

Sửa chữa, phục hồi và lập kế hoạch khẩn cấp

Các quyết định sửa chữa phải dựa trên dữ liệu: có thể sử dụng kẹp tạm thời, ống bọc sửa chữa bằng bu lông hoặc sửa chữa hàn tùy thuộc vào mức độ nghiêm trọng của khuyết tật. Đối với sự mất mát của tường, hãy tính toán tuổi thọ còn lại bằng cách sử dụng tốc độ ăn mòn đo được và áp dụng các đánh giá quan trọng về mặt kỹ thuật (ECA) đối với các khuyết tật giống như vết nứt. Các phương pháp phục hồi bao gồm hệ thống bọc composite (polyme gia cố bằng sợi carbon) để gia cố cục bộ và thay thế lớp lót bên trong để nâng cấp khả năng tương thích hóa học.

Yếu tố cần thiết cho ứng phó khẩn cấp

• Duy trì sơ đồ đường ống và thiết bị đo đạc (P&ID) cập nhật và sổ đăng ký tài sản đường ống.
• Kẹp sửa chữa có sẵn và bộ dụng cụ niêm phong tạm thời có kích thước phù hợp với đường kính thông thường.
• Đào tạo nhân viên về các quy trình cách ly an toàn, giảm áp suất và cấp phép làm việc ở nhiệt độ cao để sửa chữa tại hiện trường.

Tài liệu, truy xuất nguồn gốc và tuân thủ quy định

Duy trì khả năng truy xuất nguồn gốc đầy đủ từ đơn đặt hàng đến lắp đặt với Chứng chỉ kiểm tra vật liệu (MTC), hồ sơ hàn, báo cáo NDE và hồ sơ vận hành. Các yêu cầu pháp lý (API, ASME B31.3 đối với đường ống xử lý, quy định của địa phương) quy định áp suất thử nghiệm, khoảng thời gian kiểm tra và lưu giữ tài liệu. Sử dụng hệ thống quản lý tài liệu tập trung để lưu trữ dữ liệu tài sản, lịch sử kiểm tra và tính toán tuổi thọ còn lại để có thể thực hiện bảo trì dựa trên tình trạng.

Trình điều khiển chi phí và lập kế hoạch trọn đời

Các yếu tố chi phí chính bao gồm lựa chọn vật liệu, hệ thống phủ, tần suất kiểm tra và thời gian ngừng hoạt động ngoài dự kiến do hỏng hóc. Tối ưu hóa chi phí vòng đời bằng cách cân bằng chi phí vật liệu trả trước cao hơn (ví dụ: hợp kim song công hoặc niken) với việc giảm bảo trì, ít phải tắt máy hơn và khoảng thời gian kiểm tra dài hơn. Thực hiện phân tích giá trị hiện tại ròng (NPV) hoặc hoàn vốn đơn giản khi quyết định giữa thép không gỉ/song công và thép carbon với các biện pháp kiểm soát ăn mòn tích cực.

Danh sách kiểm tra tham khảo nhanh trước khi vận hành

• Xác minh MTC, WPS/PQR và trình độ của nhà điều hành là đầy đủ và có thể truy cập được.
• Xác nhận tất cả các bài kiểm tra NDE và áp suất đã được thông qua và các báo cáo đã được nộp.
• Đảm bảo hệ thống chống ăn mòn (bảo vệ catốt, lớp phủ) được lắp đặt và thử nghiệm.
• Thiết lập bản đồ độ dày UT cơ sở và dữ liệu ILI cho xu hướng trong tương lai.

Việc tuân theo các hướng dẫn thực tế này giúp giảm thiểu rủi ro, kéo dài tuổi thọ tài sản và giữ cho đường ống hóa dầu an toàn và đáng tin cậy. Khi có nghi ngờ, hãy thực hiện đánh giá cơ học và ăn mòn dành riêng cho từng dịch vụ, đồng thời tham khảo ý kiến ​​các chuyên gia kiểm tra và vật liệu—đặc biệt đối với các dòng xử lý chua, nhiệt độ cao hoặc có tính ăn mòn cao.