این سناریو را تصور کنید: آلارم‌های تعمیر و نگهداری ناگهان به صدا در می‌آیند، خطوط تولید متوقف می‌شوند و هزینه‌های تعمیر مانند یک جزر و مد ورودی افزایش می‌یابد. علت اصلی؟ به احتمال زیاد خرابی لوله دیگ بخار. به عنوان قلب صنعتی بسیاری از عملیات‌ها، سلامت لوله‌های دیگ بخار مستقیماً بر راندمان عملیاتی و عملکرد اقتصادی تأثیر می‌گذارد. چگونه کسب‌وکارها می‌توانند از این سناریوی کابوس‌وار اجتناب کنند؟

لوله‌های دیگ بخار لوله‌های فلزی حیاتی هستند که آب را گرم کرده و بخار را در داخل دیگ‌های بخار صنعتی تولید می‌کنند. بر اساس الگوهای جریان آب و گازهای داغ، دیگ‌های بخار به دو دسته اصلی تقسیم می‌شوند:

• دیگ‌های بخار لوله‌آبی: آب از طریق لوله‌هایی که به صورت خارجی توسط گازهای کوره گرم می‌شوند، گردش می‌کند. این طرح در برابر فشارهای بالاتر مقاومت می‌کند و برای کاربردهای صنعتی در مقیاس بزرگ مناسب است.
• دیگ‌های بخار لوله‌آتشی: گازهای داغ از طریق لوله‌هایی عبور می‌کنند که آب اطراف را از طریق هدایت حرارتی گرم می‌کنند. این ساختارهای ساده‌تر برای عملیات‌هایی با نیازهای بخار متوسط ​​مناسب هستند.

صرف نظر از نوع، لوله‌های دیگ بخار شرایط شدیدی را تحمل می‌کنند—دمای بالا، فشار شدید و محیط‌های خورنده—که آنها را در برابر مکانیسم‌های آسیب متعدد آسیب‌پذیر می‌کند.

خرابی لوله‌های دیگ بخار به ندرت ناگهانی رخ می‌دهد، بلکه از طریق قرار گرفتن طولانی‌مدت در معرض عوامل آسیب‌رسان ایجاد می‌شود:

• خوردگی آب تغذیه: آب تغذیه که به درستی تصفیه نشده باشد و حاوی اکسیژن محلول، ترکیبات اسیدی یا سایر عناصر خورنده باشد، به تدریج داخل لوله‌ها را فرسایش می‌دهد و باعث نازک شدن دیواره و سوراخ شدن می‌شود. تشکیل رسوب بیشتر راندمان انتقال حرارت را کاهش می‌دهد، مصرف سوخت را افزایش می‌دهد و ممکن است منجر به گرم شدن بیش از حد موضعی شود.
• گرافیتی شدن: در دماهای بالا، کاربیدها در برخی از فولادهای کم آلیاژ به گرافیت تجزیه می‌شوند و مقاومت مواد را تضعیف کرده و مقاومت در برابر خزش را کاهش می‌دهند. این پدیده عمر مفید لوله را به طور قابل توجهی کوتاه می‌کند.
• خستگی حرارتی: چرخه‌های مکرر دما در هنگام راه‌اندازی، خاموش کردن و تغییرات بار، تنش‌های داخلی ایجاد می‌کند که در ترک‌ها جمع می‌شوند، به ویژه در مناطقی که تنش متمرکز است مانند جوش‌ها.
• خستگی خوردگی: عمل ترکیبی محیط‌های خورنده و تنش چرخه‌ای، شروع و انتشار ترک‌ها را تسریع می‌کند و عمر خستگی را در اتصالات جوش داده شده و مناطق تمرکز تنش به شدت کاهش می‌دهد.

برای جلوگیری سیستماتیک از خرابی لوله‌های دیگ بخار، مؤسسه تحقیقات برق (EPRI) برنامه کاهش خرابی لوله دیگ بخار (BTFR) را در سال 1985 تأسیس کرد. این رویکرد جامع به صنایع کمک می‌کند تا خطرات لوله‌های دیگ بخار را از طریق چهار مؤلفه کلیدی شناسایی، ارزیابی و کنترل کنند:

• ارزیابی ریسک: سیستم‌های دیگ بخار را به طور سیستماتیک ارزیابی می‌کند تا مکانیسم‌های خرابی بالقوه و مناطق پرخطر را مشخص کند، با در نظر گرفتن مشخصات طراحی، سابقه عملیاتی، سوابق تعمیر و نگهداری و کیفیت تصفیه آب.
• استراتژی بازرسی: پروتکل‌های بازرسی علمی را با استفاده از روش‌های آزمایش غیر مخرب مناسب مانند آزمایش اولتراسونیک، رادیوگرافی، جریان گردابی و نفوذپذیری اجرا می‌کند.
• اقدامات تعمیر و نگهداری: تصفیه آب را بهینه می‌کند، پارامترهای عملیاتی را کنترل می‌کند و بر اساس ارزیابی ریسک و نتایج بازرسی، تعمیرات یا جایگزینی به موقع را اجرا می‌کند.
• تجزیه و تحلیل داده‌ها: سیستم‌های داده‌ای قوی را برای ردیابی الگوهای خرابی، پیش‌بینی عمر باقیمانده لوله و اطلاع‌رسانی به بهبود استراتژی‌های پیشگیرانه ایجاد می‌کند.

سازمان‌هایی که برنامه BTFR را اتخاذ می‌کنند، کاهش قابل توجهی در خرابی لوله‌های دیگ بخار، زمان خرابی برنامه‌ریزی نشده و هزینه‌های تعمیر را گزارش می‌کنند و در عین حال ایمنی و قابلیت اطمینان کلی سیستم را افزایش می‌دهند.

سرمایه‌گذاری فعال در اقدامات پیشگیرانه در مقایسه با تعمیرات واکنشی، بازده قابل توجهی را به همراه دارد. فراتر از کاهش هزینه‌های تعمیر و نگهداری مستقیم، اجرای BTFR تلفات تولید ناشی از توقف‌های برنامه‌ریزی نشده را به حداقل می‌رساند، نرخ استفاده از تجهیزات را بهبود می‌بخشد و عمر مفید دیگ بخار را افزایش می‌دهد—ارائه مزایای عملیاتی و مالی بلندمدت.