ボイラー安全リリーフバルブの漏れ: プラントの原因、診断、および修正

ボイラー安全リリーフバルブの漏れ：詳細の前に簡単な答え

ボイラーの安全逃がし弁に漏れがある場合は、管理上の問題としてではなく、圧力境界の欠陥として扱ってください。バルブは、加圧ドラムと過圧現象の間に立つ最後の機械的障壁であり、蒸気を連続的に通過させるバルブはすでに信頼できる障壁ではなくなっています。目に見えるプルームは、通常数週間前に始まり、ディスクとシートの間に最初の微細な蒸気経路が開いた一連の出来事の終わりです。

実際的な結論が最初に来ます。それがその後の行動すべてを決定するからです。プラグを差し込んだり、猿ぐつわを噛んだり、レバーを配線して下げたり、閉じた上流ブロックバルブの後ろにレバーを隔離したままにしたりしないでください。適切な介入を計画するのに十分な期間だけ隔離し、タグを付け、症状を記録してから、2 つの平行したトラックに直接進みます。つまり、漏れの原因を調べ、バルブを再認定できるか交換する必要があるかを確認します。

同様に重要な 2 番目の結論があります。リリーフバルブの漏れのほとんどは、犯人ではなく被害者です。漏れの原因としては、設定圧力マージンが薄すぎる、入口パイプのサイズが小さい、高温で何年も使用した後にスプリングが緩んだ、または煙道ガス経路からのスケールや塵がシートに溜まったなどが挙げられます。これらの状態を修正せずにバルブを交換すると、新しいバルブでも同じスケジュールで漏れが発生します。

この記事では、シール機構、プラントチームが「漏れ」と呼ぶ 4 つの異なるもの、カットオープンバルブに発生する頻度によってランク付けされた根本原因、段階的な現場診断、修理または交換の決定、高温および高粉塵の排ガス用のトリムと材料の選択、設置ミス、検査計画、問題が次の廃熱ボイラーに組み込まれるのを防ぐ調達の問題について説明します。

安全リリーフバルブのシール方法とシールチェーンが切れる場所

バネ式安全リリーフバルブは、驚くほど小さな接触面積で圧力を保持します。ディスクは、特定の圧力で開くように調整されたバネの力で負荷をかけられた、金属同士が接触する狭い重なり合ったバンドでシート上に置かれます。その接触バンドの上流にあるすべてのもの、およびディスクをその上で整列させているすべてのものは、シーリング チェーンに属します。チェーン内の 1 つのリンクがドリフトすると、リークが発生します。

チェーンには5つのリンクがあります。 1 つ目はディスクとシートのペアで、実際のシールを行います。 2 つ目はガイドとステムで、荷重が均等に分散されるようにディスクをシートと同心に保ちます。 3 つ目はスプリングです。これは設定圧力を定義し、数千回の熱サイクルを通じて許容範囲内に留まらなければなりません。 4 つ目はボンネットと、取り付けられている場合はベローズです。ベローズはスプリングをプロセスから隔離し、ディスクに作用する背圧を管理します。 5 つ目は入口ノズルと本体で、過剰な圧力降下を生じることなく流れをバルブに供給する必要があります。

ボイラーまたは廃熱ボイラーでは、シーリング チェーンが継続的な攻撃にさらされています。摂氏 250 ～ 450 度の蒸気により、ディスクとシートの間に膨張差が生じます。ディスクとシートは通常、両方とも異なる合金、または少なくとも異なる断面厚さで作られています。起動と停止のたびにスプリングが曲がります。温度が上がるごとに、少しずつリラックスしていきます。粉塵、酸化鉄、凝縮塩は排ガスとともに移動し、隙間がミクロン単位で測定される 1 か所を見つけます。

これが、障害が瞬間的ではなく進行性である理由です。 1時間あたり数グラムの蒸気が通過するシートはすでに損傷しています。過熱蒸気は音速に近い速度で数ミクロンの隙間を通って加速し、その噴流は最初の通過から数時間以内にシート面とディスク面を侵食します。ささやき声として始まった漏れは、目に見えるプルームと傷が付いたシートとして終了し、ラップではなく交換する必要があります。

何が漏洩とみなされるのでしょうか?分割する価値のある 4 つの署名

工場チームは 4 つの異なる身体状態を 1 つの単語で表現しますが、診断が誤るのは通常そこです。設定圧力のすぐ下で沸騰するバルブは、通常の動作圧力で目に見えるプルームを通過するバルブと同じ状態ではなく、ボンネット接合部のガスケットが滲む状態とも同じではありません。それぞれの兆候には、異なる原因、異なる緊急性、異なる救済策があります。

煮るのが最も穏やかで、最も一般的には無視されます。ボイラーが近づいても設定圧力に達していない場合、バルブは細く甲高い音を出し始めます。多くの場合、この音は目に見える前に聞こえるため、ドラムの近くで作業するオペレータはメンテナンスが行われるずっと前にこの音に気づきます。煮詰まりは、動作圧力と設定圧力の間のマージンが小さくなりすぎていること、またはスプリングが十分に緩んで有効ポッピングポイントが低下していることを警告します。

シート漏れは別の動物です。バルブは通常の動作圧力で蒸気を通過させ、目に見えるプルームまたは止まらない継続的なヒス音を生成します。これに気づいたときには、シートはほとんどの場合損傷しており、損傷は急速に進行しています。凝縮水の滲みはより微妙です。始動中に水がシートに集まり、出口から滴り落ちます。これは憂慮すべきことのように見えますが、バルブが所定の温度に達すると消えることがよくあります。

最後に、ジョイントの漏れと手動リフトテスト後の再装着の失敗は別の事象です。ボンネットガスケットやアウトレットフランジのしだれは、ボルトやガスケットの問題であり、シートの問題ではありません。リフトレバーを放した後もバルブが開いたままになる場合は、ガイドまたはステムに機械的な結合の問題があります。これら 4 つのケースを混同すると、不必要なオーバーホールが発生したり、さらに悪いことに、純正のシートの漏れが凝縮水として無視されたりすることになります。

ボイラー安全リリーフ弁の漏れの根本原因、現場頻度別にランク付け

プラントの保守記録から取得した根本原因データは、サイトが異なれば同じ故障を異なる方法で分類するため、完全に均一になることはありません。それでも、漏れているバルブを取り外し、切り開いて写真に撮ったときに現れるパターンは、役に立つのに十分な一貫性があります。コークス化、焼結、電力、冶金、化学プラントにわたって、報告されているほぼすべてのケースが同じ 6 つの説明で説明されています。以下の分布は、作業場でバ​​ルブを開いた後の検査報告書に表示される故障分類を組み合わせたものです。これは統計調査ではなく、固定的な法則として解釈すべきではありません。これはトリアージ命令であり、物的証拠が最も頻繁に示す場所をランク付けするための実用的なものです。

シート上の異物は最も大きなカテゴリーであり、最も予防可能なものでもあります。排ガス用途では、破片が文字通りの意味で異物になることはほとんどありません。それは、過熱器やエコノマイザーチューブから剥がれ落ちた酸化鉄スケール、バイパスを通って運ばれた粉塵、建設中にドラム内に残った溶接スラグ、または蒸気空間の最も高温の表面に蓄積する処理化学堆積物です。バルブはドラムまたはヘッダーの最高点にあるため、蒸気が運ぶものはすべて回収されます。粒子がディスクとシートの間に捕捉されると、バルブは完全な接触バンドで閉じることができなくなり、結果として生じるジェットが数時間以内に作業を終了します。

シートとディスク面の損傷は 2 番目にランクされており、通常は独立した事象ではなく、最初のカテゴリの結果として発生します。カットオープンされたバルブには、シート面を半径方向に走る特徴的な浸食溝が見られ、多くの場合、ディスク上に一致するマークが付いています。このタイプの損傷は、深さがおよそ 0.5 ミリメートルを超えると、現場で完全に修復することはできません。シートを再加工するか、トリムを交換する必要があります。

設定圧力ドリフトとスプリングの緩和が 3 番目にあり、このカテゴリは高温での使用に多く見られます。摂氏 400 度で数年間存在するばねは自由長を失い、より短いばねはより低い圧力で開きます。その後、バルブは沸騰し、銘板が示すよりも早く上昇し、シートの摩耗が早くなります。これが、再認定されていない古いバルブでは銘板の圧力と実際のポッピング圧力が 5 ～ 10% 異なる可能性がある理由です。

インストールとバックプレッシャーの問題がさらに大きな割合を占めます。バルブの入口よりも 1 サイズ小さいインレット パイプ、バルブの数直径以内の鋭いエルボ、または設定圧力の 10% を超える背圧が発生するアウトレット パイプはすべてビビリを発生させ、ビビリは他のほとんどのものよりも早くシートを破壊します。バルブが持ち上がり、バタンと閉まり、再び持ち上がり、その繰り返しの衝撃によりディスク面が変形します。

煮込みと熱クリープは、通常、独立した故障ではなく、圧力マージンが薄いことの症状であるため、リストの真ん中に位置します。ボイラーの作動圧力がリリーフバルブ設定圧力の 95% に設定されている場合、バルブは再着座能力の限界で動作することが求められ、シートの最小量の熱歪みがパスを生成します。

不適切なサイズ設定または間違った選択は、絶対数では最小のカテゴリですが、修正に最も費用がかかります。決して起こらない火災に備えたサイズのバルブや、乾燥蒸気用に選択されたトリム材料を使用していても湿った腐食性の使用環境に設置されているバルブは、メンテナンスの品質とは関係のないスケジュールで故障します。このランキングから得られる教訓は簡単です。すべての漏れの 4 分の 3 は、破片、シートの状態、およびスプリングの動作に起因しており、これら 3 つすべては、正しい設定圧力マージン、バルブ入口のきれいな蒸気、および規律ある再認定間隔の組み合わせに反応します。

廃熱ボイラーのリリーフバルブが従来のスチームドラムに比べて難しい理由

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従来の燃焼ボイラーは、調整可能な燃料投入量と予測可能な曲線に従うドラム圧力により、比較的安定した速度で蒸気を生成します。廃熱ボイラーにはそんな余裕はありません。その熱源はプロセス排ガスであり、その温度、流量、粉塵負荷は上流の炉、焼結ライン、コークス炉バッテリー、コンバーターによって設定され、これらのプロセスはどれもボイラーの都合に合わせて調整されません。

その違いはリリーフバルブに直接現れます。急激な荷重変化により圧力変動が発生し、スイングするたびにディスクがシートリフトポイントに近づきます。ドラムと過熱器の熱サイクルにより膨張差が生じ、入口ノズルが曲がります。コークス炉の排ガスにはタール、粉塵、硫黄化合物が含まれています。焼結ガスには、研磨剤のように作用する鉄を含む微細な粉塵が含まれています。酸素吹きコンバーターガスは非常に高温になり、断続的に動作します。これらの各条件は、シーリング チェーン内の異なるリンクを攻撃します。

粉塵の問題は最も過小評価されている。汚れたガス流から熱を回収する廃熱ボイラーは、通常、バルブをドラムの蒸気側に配置し、上流の蒸気分離装置が確実に機能するようにすることで、粒子のキャリーオーバーからリリーフバルブの入口を保護する必要があります。蒸気の純度が低下すると、バルブがシステムの最終フィルターとなり、シートがその役割を果たします。

設計・施工を行う会社 産業用排ガス廃熱回収装置 コークス化、焼結、冶金、化学プラントでは、これらの条件で毎日作業が行われます。たとえば、コークス炉の排ガス廃熱ボイラーは、特定のガス組成、特定のダスト負荷、および特定の負荷プロファイルを中心に設計されており、リリーフバルブの仕様は、標準的な蒸気ドラムからコピーするのではなく、それらの同じパラメータから導き出す必要があります。同じロジックが蒸気純度の目標、ドラムの内部構造、ブローダウン構成にも適用され、これらすべてが最終的にリリーフバルブがどのくらいの時間密閉状態を維持するかを決定します。

廃熱ボイラーに特有の、見落とされがちな要因がもう 1 つあります。蒸気需要がなくなっても熱源は稼働し続けるため、これらのボイラーは広い圧力帯域の低負荷で運転されることが多く、リリーフバルブはベース負荷で燃焼するボイラーよりもはるかに多くの小さな圧力変動に耐えることが求められます。したがって、シート接触バンドの疲労は累積し、従来のボイラーを模倣した検査間隔は長すぎます。

漏れのあるリリーフバルブの現場診断手順

各ステップで原因が除去されるか、次の測定が指示されるため、診断は固定された順序に従う必要があります。バルブ自体に先を飛ばしてしまうのが最も一般的なエラーです。チームはバルブを取り外し、マークされたシートを見つけてラップをし、再取り付けし、3 週間後に再び漏れを観察します。本当の原因は、インレットパイプのサイズが小さすぎるか、アウトレットの背圧の問題だったからです。

1. ボイラーの作動圧力と安全弁銘板の設定圧力を記録します。マージンをパーセンテージとして計算します。
2. 鏡、透明なチューブ、または赤外線温度計を使用して漏れの原因を確認し、シートの漏れとボンネットまたはフランジ ジョイントの漏れを区別します。
3. 入口の状態を確認してください。ドラムとバルブ入口の間の圧力降下を測定または推定します。
4. コンセントの状態を確認してください。排出パイプが排水され、支持されており、蓄積背圧が設定圧力の 10% 以内に収まるのに十分な大きさであることを確認します。
5. 操作履歴を確認してください。最近の圧力変動、負荷変動、水化学変動、または蒸気純度アラームを探します。
6. バルブを隔離し、冷却し、工場で検査するために取り外します。ボイラードラム上の所定の位置にシートを重ね合わせようとしないでください。
7. シートとディスクを拡大して検査し、浸食溝の深さを測定し、接触バンドを写真に撮ります。
8. 図面またはメーカーの仕様書に照らして、ばねの自由長を測定します。
9. ステムの真直度を確認し、ガイドのかじりや堆積物の蓄積を確認してください。
10. 文書を確認します: 最終再認定日、認定容量、トリム材料、および以前の修理の記録。

重要な測定項目は驚くほど少なく、すべて標準的な工場設備で測定できます。コツは、それらを固定の順序で取得し、書き留めることです。同じプラントの 2 つまたは 3 つのバルブにわたるパターンは、通常、3 つの独立したバルブの故障ではなく、システムの問題を明らかにするためです。

煮詰まり、シートの損傷、または設定圧力のドリフト: バルブでそれらを区別する

最も一般的な 3 つの状態では、遠くから見ると似たような漏れが発生しますが、近くで見るとまったく異なる動作をします。煮込みは圧力マージンの問題です。シートの損傷は機械的な問題です。設定圧力ドリフトは校正の問題です。あるものにとって正しい修理は、他のものにとっては間違った修理であり、スプリングを測定せずにシートを研磨する工場では、1か月以内に再び漏れが発生したバルブを返品することになります。

それらを分離する最も簡単な方法は、漏れがボイラー圧力の変化にどのように反応するかを観察することです。ボイラー圧力が数パーセント低下すると、煮込みバルブは静かになります。これは、揚力がバネ荷重を下回るとすぐにディスクが再着座するためです。シートが損傷したバルブは、接触バンドが連続的ではなくなるため、いかなる圧力でも蒸気を通し続けます。設定値がずれたバルブは、数か月間は正常に動作しますが、その後、銘板に示されているよりもはるかに早く、通常の始動時に開くことがよくあります。

4 番目の状態は、シートの損傷として誤診されることが多いため、言及する価値があります。シート上にゴミやスケールが閉じ込められると、通常、始動、すす吹きサイクル、または水の化学変化の数時間以内に突然現れる漏れが発生します。バルブを取り外すと、堆積物の下にシート面がほぼ無傷で残っていることがよくあります。上流の破片の発生源に対処できれば、通常は、バルブを清掃し、スプリングをチェックし、バルブを再認定するだけで十分です。

温度は、4 つすべてを結び付ける診断です。トリムの定格よりも高温で動作しているバルブは、トリムが 13% クロム鋼であろうと硬化合金であろうとクリープ現象を起こし、そのクリープはディスクの歪みやガイド軸と一致しなくなったシートとして現れます。体温の測定値により、バルブが定期的に定格範囲を超えていることが示唆される場合、正しい対応は材料の変更であり、より頻繁な再認定間隔ではありません。

修理、再認証、または交換しますか?意思決定の枠組み

メイン排ガスダクト上の焼結廃熱ボイラー メイン排ガスダクトの焼結廃熱ボイラーは、焼結機の後端のメイン煙道に設置され、焼結廃熱ボイラーを回収するための省エネ装置です。 製品を見る→

バルブがベンチに設置されると、通常は技術的な実現可能性ではなく、コストとリードタイムが決定されます。元のトリムと容量のデータが利用可能であれば、ほとんどのシートの損傷は修理でき、ほとんどのスプリングは交換でき、ほとんどのボディは再認証できます。ハードケースとは、文書のないバルブ、本体に亀裂やひどい腐食が見られるバルブ、検証できない方法で改造されたバルブなどです。

リード タイムは、ほとんどのメンテナンス プランナーにとって不意を突かれる変数です。定期的な周回と再認定は、資格のあるワークショップで数日で完了します。新しいシートとディスクへのトリム全体の交換には、通常 1 ～ 3 週間かかります。特定のトリム、ベローズ、および認定された容量テストを備えた新品のバルブには通常 4 ～ 12 週間かかりますが、材料がニッケルベースの合金の場合はさらに長くなります。主要排ガスダクトから熱を回収する廃熱ボイラーの最後の障壁がリリーフバルブである焼結ラインでは、停止中に発見するのではなく、リードタイムを計画する必要があります。

ほとんどの管轄区域では、コストを上書きするコンプライアンスの側面もあります。ボイラーの安全リリーフバルブは保護された圧力境界の一部であり、その容量、設定圧力、認証が追跡可能である必要があります。テスト記録なしで修理されたバルブ、または未検証の部品とスプリングが交換されたバルブは、メンテナンス上のリスクだけではありません。それは書類上の問題であり、次回の法定検査で表面化することになるだろう。

どのような決定を下しても、守る価値のあるルールが 1 つあります。プラントが棚に予備バルブを保管する場合、予備バルブは設定圧力、容量、トリムが設置されているユニットと同一である必要があり、設置されているバルブと同じスケジュールで再認証される必要があります。未知のスプリングとともに 5 年間倉庫に保管されていたスペアはスペアではありません。これはインストールを待っている 2 番目の問題です。

トリム、材質、温度: 一部のバルブで漏れが続く理由

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材料の選択により、リリーフバルブの問題がメンテナンスの問題ではなくエンジニアリングの問題になります。摂氏 200 度の乾燥飽和蒸気には完全に適したトリムでも、摂氏 400 度の過熱蒸気ではクリープ、摩耗、漏れが発生します。また、排ガス側環境に設置された同じバルブは、シートが摩耗するずっと前にガイドとスプリング チャンバーで腐食します。

泉に対する温度の影響は最も目に見えず、最も過小評価されています。ばねの緩和はゆっくりとしたクリープ プロセスであり、一般的なばね鋼の動作範囲内で温度が 15 ～ 20 度上昇するごとに、その速度はおよそ 2 倍になります。設計上の想定よりも 20 度高温で動作するバルブは、予想される耐用年数の数分の 1 で設定値を失い、ポッピング圧力が測定されるまで目に見える兆候もなく静かに動作します。

腐食も同じロジックに従います。コークス炉ガスや一部の焼結ガス流に含まれる塩化物や硫黄化合物は、ガイド面やシート接触バンドのステンレス鋼トリムを攻撃します。始動中に凝縮水が形成される可能性がある場合、湿った蒸気がそれらの化合物をシートに直接運びます。シートバンドでピッチングが始まると、バルブは連続的な接触ラインで閉じることができなくなり、ボイラーの運転中に化学的攻撃を受けた表面はいくらラッピングしても修復できません。

廃熱ボイラーの圧力部品を管理するのと同じ材料規律が、リリーフバルブトリムを管理します。ニッケルベースのろう付けエコノマイザーなどの機器は、まさに煙道ガス経路が高温で安価な材料を破壊するため、ろう付けされた耐食性の表面で仕様化されています。同じガス経路上のリリーフバルブも同じ理由に値します。購入価格ではなく、化学的性質と温度に合わせてトリムを選択してください。

ベローズは 2 つの問題を同時に解決するため、特にコメントする価値があります。スプリングとボンネットをプロセス流体から隔離し、スプリングを腐食から保護し、ボンネットが凝縮水が溜まる低点になるのを防ぎます。また、長い吐出ラインを備えたバルブにとって重要となる、ディスクに対する背圧の影響のバランスもとれます。その代償として、ベローズが故障する可能性があり、ベローズが故障するとプロセス流体がボンネット内に放出されます。ボンネット上のテルテール接続は、ボンネット接合部での漏れになる前に故障を検出する標準的な方法です。

漏れを繰り返す設置・配管ミス

完璧に修理された多くのバルブでも数か月以内に漏れが発生しますが、その原因はほとんどの場合、バルブではなく配管にあります。設置基準は 2 つの数値によって決まります。入口圧力降下は設定圧力の 3% を超えてはならず、蓄積背圧は設定圧力の 10% を超えてはなりません。これらの制限が存在するのは、リリーフバルブが入口で圧力を感知し、それを克服できる雰囲気に排出するように設計されており、配管が間違っている場合には両方の前提が崩れるからです。

バルブ入口よりも 1 サイズ小さいインレットパイプは典型的なエラーです。これは、混雑したドラム上部のスペースを節約するために選択され、バルブのチャタリングを引き起こす圧力降下を正確に生成します。チャタリングとは、ディスクが素早く持ち上げたり叩きつけたりすることを繰り返し、これによりシート面が変形し、ガイドが緩むことを意味します。数直径上流に設置された鋭いエルボも同様の効果をもたらします。これは、エルボが引き起こす乱流によって入口ノズル全体に不均一な圧力分布が生じるためです。

アウトレット側では、エラーは目立ちにくいため、さらに一般的です。ポケット付きの排出ラインが凝縮水を集め、シート上に滞留してシートを腐食させます。他のバルブと共有されている長い吐出ヘッダーでは、複数のバルブが一緒に上昇すると、背圧が 10% の制限を大きく超える可能性があります。また、リリーフバルブの上流にロックオープン装置なしで隔離バルブが設置されていると、メンテナンス作業中に誰かがバルブを閉めて開き直すのを忘れてしまう恐れがあります。

さらにもう 1 つの設置ポイントは、改修作業中に見逃されることが非常に多いため、一文の価値があります。廃熱ボイラーを既存の蒸気システムに追加する場合、リリーフバルブの設定圧力が、新しい最大許容作動圧力および新しい動作圧力帯域に対して再チェックされずに、古いドラムから引き継がれる場合があります。その結果、古いシステムに対して技術的には正しいバルブが、新しいシステムでは慢性的に煮詰まってしまうのです。

メンテナンス計画: オーバーホールの間に漏れのリスクがどのように増大するか

リリーフバルブの状態は直線的に悪化するわけではなく、そのことが点検間隔に直接影響します。オーバーホール後の最初の数か月間は、バルブは最良の状態にあり、設定圧力は許容範囲内にあり、シートは新しく研磨されています。時間の経過とともに、3 つのプロセスが並行して実行されます。スプリングがクリープして自由長を失い、シート接触バンドに堆積物が蓄積し、圧力変動の回数が接触ラインの疲労として蓄積します。これらはいずれもバルブの外側からは見えず、これら 3 つすべてが塵、温度、サイクリングによって加速されます。

以下の曲線は、ローエンドでのクリーンで安定した蒸気サービスから、ハイエンドでの高温、高腐食、頻繁にサイクルされる廃熱ボイラーのサービスまで、漏れ重大度指数としての複合劣化を表しています。インデックスはコード要件ではありません。これは、プラント内の各リリーフ バルブの 1 つの間隔が一方向または別の方向に常に間違っている理由を示す計画ツールです。クリーンなベースロードドラムのバルブとコークス炉排ガスボイラーのバルブはメンテナンスカレンダーを共有すべきではありません。 1 年目以降、その差は急激に拡大し、2 年目までに 2 つのサービス間の差は検査戦略全体を変更するほど大きくなります。このチャートは、絶対的な予測としてではなく、相対的なリスクの比較として読んでください。

グラフから最初に観察されるのは、3 つのサービスがすべて近くで開始されるということです。最初の 3 か月では、きれいなスチーム ドラムとコークス炉の排ガス ボイラーの違いは、指標上ではほとんど見えません。これは、新しくラップされたシートと新しいスプリングが、周囲の環境に関係なく良好に動作するためです。これが、オーバーホール直後に選択されるメンテナンス間隔が適切であるように見える傾向があり、通常はメンテナンス間隔が長すぎる理由です。

2 番目の観察は、曲線が分かれる場所です。 6 か月から 12 か月の間、クリーンなサービスは依然として指数の 3 分の 1 を余裕で下回っていますが、高温で腐食性のサービスはすでに 40 を超えています。ハイダストサービスはそれらの間に位置します。漏れが聞こえるか目に見えるようになるため、ほとんどのプラントはこの時点で漏れを発見します。

3 番目の観察は、破線の曲線の形状です。平らになりません。 18 か月を超えると、その被害は最大値に近づきます。これは、アザラシの被害が一度始まると、それ自体で被害を拡大するという事実を反映しています。蒸気ジェットはシートを侵食し、侵食されたシートはより多くの蒸気を通過させ、プロセスが加速します。自然な回復ポイントは存在しないため、オーバーホールを延期しても作業は節約されません。ラッピング作業をトリム交換に変換します。

4 番目の観察は、24 か月後の上部と下部の曲線間のギャップに関するものです。これは 50 ポイント以上の指標ポイントであり、実際にはこれが、研磨して再認定できるバルブと、新しいシートとディスクが必要なバルブとの違いとなります。両方のサービスに 1 つの間隔を適用するプラントは、クリーン サービス バルブの不必要なオーバーホールに費用を無駄にするか、アグレッシブ サービス バルブで繰り返し故障を受け入れることになります。

5 番目の観察は、単一の圧力変動の影響に関するものです。曲線は多くのバルブにわたる平均的な挙動を表すため滑らかですが、個々のバルブは水化学の混乱、すす吹きキャンペーン、または負荷変動の後に段階的な変化を示します。指数で 20 にあるバルブは、1 週間で 40 に跳ね上がる可能性があります。このため、間隔を最大値として扱い、イベントトリガーの検査ルールと組み合わせる必要があります。

実際的には、このチャートは 3 つの計画決定をサポートします。暦年ではなく使用状況から設定してください。化学薬品、負荷、または始動イベントを、影響を受けるバルブの早期検査のトリガーとして扱います。また、アグレッシブサービスバルブに適合する、完全に認定されたスペアを少なくとも 1 つ保管してください。これらのバルブでは、新しいバルブに必要な 4 ～ 12 週間の期間が与えられないからです。

工場所有者および EPC チーム向けの調達チェックリスト

リリーフバルブの漏れのほとんどは、最初の漏れが発生する何年も前に行われた仕様決定にまで遡ることができます。バルブのサイズが間違ったケースに適合していたり​​、トリムがガス組成ではなく価格表から選択されていたり、バルブのデータシートを見たことがない人が入口配管を描いていたりしました。調達段階での短い質問によって、そのほとんどが防止されます。

質問は自然に 2 つのグループに分かれます。 1 つのグループは、廃熱ボイラーとその圧力部品を供給するボイラー メーカーまたは EPC 請負業者に属します。これは、ドラムのレイアウト、蒸気純度、およびバルブ周囲の配管を制御するためです。もう 1 つのグループはリリーフバルブのサプライヤーに属しており、トリム、認証、容量テストを管理しているためです。両方のグループが回答する必要があり、機器を構築する前に回答が互いに一致する必要があります。

これらの質問のうち 2 つは、残りの質問よりも重要です。設定された圧力マージンによってバルブが沸騰するかどうかが決まり、トリムの選択によって腐食やクリープが発生するかどうかが決まります。これら 2 つの答えがあいまいな場合は、発注書に署名する前にもう一度尋ねる価値があります。試運転後にどちらかを修正すると、新しいバルブと計画外の停止の費用を同時に支払うことになるためです。

また、調達段階で、どの当事者がリリーフバルブの計算に責任を負うのかを確立することも重要です。多くのプロジェクトでは、ボイラーのメーカーがドラムを供給し、リリーフバルブのサプライヤーがバルブを供給しており、両者を結び付ける計算はどちらの当事者も所有していません。このギャップが、過大な入口、過小な排出ライン、および不一致の設定圧力の原因となります。

コンプライアンス、文書化、そして後であなたを救う紙の証跡

ボイラーのリリーフバルブは認定された圧力コンポーネントであり、書類手続きもコンポーネントの一部です。銘板には、設定圧力、認定容量、トリム指定、およびコードスタンプが記載されています。テスト証明書には、バルブが工場から出荷される前の実際のポッピング圧力と再着座圧力が記録されます。修理記録には、誰が作業したか、何を交換したか、いつ再認定されたかが記録されます。これらの書類のいずれかが不足している場合、バルブの性能に関係なく、バルブは責任を負うことになります。

実際的な結果として、修理作業は追跡可能な証明書を発行できる工場で行う必要があり、スプリング、ディスク、シートは元の仕様と照らし合わせて識別できる部品と交換する必要があります。ボンネットに適合するという理由でどこから購入して取り付けられたスプリングでも、誰も記録したことのない設定圧力変化が発生します。次回の法定検査では、検査官が最初にそのギャップを発見します。

ASME および国内の圧力容器規格に準拠してボイラー、圧力容器、熱回収装置を製造するメーカーは、日常的にこの文書規定に従って業務を行っており、 圧力装置の背後にある品質管理手順 通常、設定圧力、トリム、および容量のデータがどの程度徹底的に機器に引き渡されるかでわかります。プロジェクト チームがボイラーのメーカーまたはサプライヤーを選択する場合、リリーフ バルブの計算、トリム仕様、および認証記録を提供する意欲は、圧力境界の残りの部分がどのように構築されているかを示す最も信頼できる指標の 1 つです。

ほとんどコストがかからず、大きなダメージを防ぐトレーニングの側面もあります。オペレーターは、リフトレバーはテスト装置であり通気口ではないこと、および汚れた使用時に手動で持ち上げられたバルブは再装着できない可能性があることを知っておく必要があります。メンテナンスチームは、沸騰バルブは迷惑ではなく警告であることを知っておく必要があります。そして、どのようなプラントでも、どのような生産圧力下でも、リリーフバルブにキャップをしたり、栓をしたり、または猿ぐつわをしたりすることは、決して容認できる一時的な手段ではないことを誰もが知っておくべきです。

今後 12 か月間にわたる実践的な予防計画

ボイラーの安全リリーフバルブの漏れの問題は、シーケンスが明確であれば解決するのは簡単で、プラント間でシーケンスが変わることはほとんどありません。まずは数字、次にバルブ、そしてシステムです。以下の手順に従ったプラントでは、通常、2 回目の漏洩が最初の漏洩よりもはるかに低いことがわかります。

1. 蒸気システムのすべてのリリーフバルブの動作圧力帯域と設定圧力を記録し、それぞれのマージンを計算します。 10% を下回ると、リスクは深刻になります。
2. 積極的な使用時にバルブの入口圧力降下と蓄積背圧を測定または計算します。設定圧力の 3% および 10% を超えるものはすべて修正します。
3. 過去 12 か月間の蒸気化学および蒸気純度のデータを確認し、漏洩の最初の出現と一致する異常がないかどうかを確認します。
4. 漏れているバルブを引き抜き、シートとディスクを拡大して検査し、修理を決定する前にスプリングの自由長を測定します。
5. カレンダーではなく、状態から修理を選択します。浅い傷を付け、腐食したトリムを交換し、緩んだスプリングを交換し、サービスに戻る前にすべてのバルブを再認証します。
6. さまざまな使用条件に応じて異なる検査間隔を設定し、化学的異常、すす吹きキャンペーン、および大きな負荷変動を検査トリガーとして扱います。
7. アグレッシブサービスバルブと一致する認定済みのスペアを保管し、設置されたユニットと同じスケジュールで再認定してください。
8. 次の注文書に、設定された圧力マージン、蒸気純度の保証、トリム仕様を書き込み、リリーフバルブのサイズ計算の責任者を指名します。

もっと広い意味での教訓は、リリーフバルブはそれが保護するシステムの鏡であるということです。繰り返し漏れるバルブは、蒸気の品質、配管設計、圧力制御、または材料の選択について何かを示しています。これらはすべて、バルブが設置されるずっと前に決定されたものです。バルブを修理すれば今日の問題は解決します。その周囲の状況を修正すれば、今後 5 年間の問題が解決されます。

コークス炉ガス、焼結煙道ガス、転炉ガス、またはその他の困難な流れで廃熱ボイラーを稼働させるプラントの場合、同じ原則が機器レベルに当てはまります。実際のガス組成、実際の粉塵負荷、および実際の負荷プロファイルに基づいて設計されたボイラーは、同じパラメータから導出されたリリーフバルブ仕様を備えており、ドラムにボルトで固定された標準バルブを備えた標準ユニットよりもバルブをはるかに長く密閉した状態に保ちます。