-極低温空気分離ユニットの長期運転において、コールド ボックス内の内部漏れは依然として困難な問題です。コールドボックスにはパーライト断熱材が詰められており、内部機器と配管は極低温で動作します。一旦漏れが発生すると、迅速かつ正確に特定することが難しく、不適切な取り扱いをすると被害が拡大する可能性があります。複数の空気分離ユニットの運用、メンテナンス、オーバーホールを通じて蓄積された実際の事例に基づいて、内部漏れを特定し、位置を特定し、対処するための比較的成熟したアプローチが登場しました。この記事では、同僚の参考のために、現場での運用の観点から漏れ検出方法、トラブルシューティング手順、修理方法を体系的にレビューします。-
コールドボックス内で漏れが発生したかどうかを確認する方法
コールド ボックスの内部漏れを示す最も直接的な信号は、霜が発生したりシェルに亀裂が入るまで待つことではなく、動作パラメータとシェル表面のパフォーマンスから得られます。{0}}
- 主凝縮器液面または下部塔液面の異常変動：大きな負荷や運転条件の変化がないにもかかわらず、主凝縮器液面が低下し続ける一方、塔下部液位が不合理に上昇したり、理由もなく精留性能が低下したりする場合は、内部の液漏れまたはガス漏れが疑われる場合があります。
- コールドボックスシェル上の局所的な「発汗」または霜の形成: これは比較的直感的な指標です。漏れ点から伝わる冷エネルギーにより、シェル壁の対応する領域が周囲の領域よりも著しく冷たくなります。隣接する領域が乾燥したままであるにもかかわらず、特定のゾーンに一貫して霜や白化が見られる場合、漏れ箇所をその領域に合理的に絞り込むことができます。
- パーライトの放出または地面上の異常な液体の痕跡: 重大な漏れの場合、パーライトはコールド ボックス上部のブリーザー ポートまたはマンウェイ カバーの隙間から流出する可能性があります。オペレーターは、底部の排水ポートから異常な液体が滴り落ちるのを観察したり、炭化水素が含まれている場合は特に危険なかすかな臭気を感知することもあります。-
- 矛盾する分析計の測定値: たとえば、調整に反応せずに純度が突然向上または低下したり、コールド ボックス内のさまざまなポイントからの圧力測定値が矛盾した傾向を示したりします。{0}}これらはすべて、漏れによる内部流れ場の乱れが原因である可能性があります。
初期段階の内部漏れは多くの場合微妙であり、わずかな純度の変動や液体酸素生産の限界的な低下として現れますが、見落とされやすいことを強調する価値があります。{0}定期検査にコールド ボックスのシェル温度モニタリングを組み込み、赤外線サーモグラフィーを定期的に使用し、温度分布のアーカイブを確立して-過去のデータと比較-すると、単一時点での読み取りよりもはるかに多くの診断価値が得られます。--
コールドボックスの内部漏れの一般的な原因
根本原因を理解することは、トラブルシューティング中に漏れの場所と漏れたメディアの性質を予測するのに役立ちます。実際の現場での経験に基づくと、コールドボックスの内部漏れは一般に次のカテゴリに起因します。
- 溶接欠陥と疲労亀裂: 起動と停止のサイクルを繰り返すと、交互に起こる低温と高温の状態による熱応力が被害を及ぼします。パイプ ノズル、エルボ、ティーなどの応力が集中する溶接領域--には、微小な亀裂が発生しやすく、-それが徐々に壁貫通漏れに発展します。-これらは通常、アルミニウムの配管や溶接の継ぎ目で発生します。
- バルブパッキンまたはフランジジョイントの故障: ほとんどの内部コールドボックスジョイントは溶接されていますが、限られた数のフランジ接続とバルブの取り付けが依然として存在しています。極低温使用下では、フランジボルトの予圧が緩む可能性があり、ガスケットが冷間変形により収縮し、シールの破損につながる可能性があります。このような漏れは、負荷の変化中、またはプラントの暖機後や再起動後に表面化することがよくあります。-
- パイプの振動摩耗: 流れの脈動や回転機器の振動により、パイプがサポートやパイプ同士に擦れます。長時間の摩擦によりチューブの壁が薄くなり、最終的には磨耗する可能性があります。これらの漏れは、コンプレッサーの吐出ラインや二相流配管で頻繁に発生します。-。
- パーライトの沈下または水分の浸入と凍結膨張: パーライトが水分を吸収すると、密度が高まり、沈降して配管を圧縮したり、凍結した水分が低温で膨張したりして、配管が移動したり、ひび割れが発生したりする可能性があります。漏れの直接的な原因ではありませんが、これが要因となることがよくあります。
オンサイトでのトラブルシューティングでは、根本原因について性急に結論を出さないことをお勧めします。{0}代わりに、ユニットの動作履歴と相互参照し、観察可能な現象を通じて可能性を絞り込みます。-
コールド ボックスの漏れのトラブルシューティング – ステップバイステップ--
内部漏れが疑われる場合は、急いで断熱材を剥がしたり、酸素-燃料トーチ-パーライト-を充填したコールド ボックスを使用したりしないでください。これは非常に危険です。代わりに、段階的なアプローチを使用してください。
ステップ 1 – リーク媒体とゾーンを特定する
多点のシェル温度データを等高線にプロットします。-通常、最も冷たい場所は漏れの投影を指します。安全であれば、上部のブリーザーポートからガスをサンプリングして、O₂、N₂、Ar、または炭化水素を特定します。これにより、安全プロトコルが決まります。
ステップ 2 – シャットダウンと圧力テスト-
これが最も信頼性の高い方法です。周囲温度まで暖めた後、カラム システムをセクションごとに窒素または乾燥空気で加圧します。-漏れが大きい場合は石鹸液を使用してください。小さなものにはスニファープローブを備えたヘリウム質量分析計を使用してください。-疑わしい領域の内壁に適用されます。
ステップ 3 – パーライト抽出/検査ポートを使用する
排水して暖機した後、-既存のポートから層状パーライトのサンプルを採取して、酸素または水分の含有量を確認します。-これは、リーク ゾーンを狭めるのに役立ちます。低酸素や濃縮の危険を避けるために、サンプリング中は常に O₂ レベルを監視してください。
ステップ 4 – 視覚的に確認するために局所的にパーライトを除去する
直径 1 ～ 2 m の領域に狭くなったら、パーライトを局所的に除去します。窒素でパージし、抽出中は正圧を維持して湿った空気を遮断します。正確な箇所が見つかるまで、リークを継続的に監視しながらゆっくりと取り外します。
温度プロット、ガス分析、圧力減衰曲線全体にわたって詳細な記録を保管します。{0}これらは、修理の決定と障害後の分析に重要です。-
コールドボックスの内部漏れの処理方法
漏れ箇所が見つかった場合、その箇所、程度、および機器の全体的な状態に応じて修正方法が異なります。一般的なオプションは次のとおりです。
- ホットタッピングまたはオンライン シーリング（最終手段のみ） – 即時シャットダウンが不可能な場合の非常に少量の漏れの場合は、特殊クランプまたは極低温接着剤を使用して一時的なシールを試すことができます。しかし、コールドボックスの複雑な内部環境を考慮すると、成功率は低く、リスクは高くなります。主要な修正としては推奨されません。-秩序あるシャットダウンへの短期的な橋渡しとしてのみ推奨されます。-
- シャットダウン、ウォームアップ、溶接の修復 – これが唯一の永続的な解決策です。溶接やパイプの交換を行う前に、ユニットを完全に停止し、排水し、周囲温度まで温め、窒素で完全にパージしてください。アルミニウムの溶接には、資格のある経験豊富な溶接工が必要です。溶接前にすべてのパーライト残留物と油汚染物を徹底的に洗浄し、全体にわたって継続的なシールドガスの適用範囲を維持します。溶接後は、絶縁体を修復する前に X 線検査または浸透検査を行ってください。-
- フランジの締め直しまたはガスケットの交換- - 漏れがフランジの接合部にあり、フランジ自体が損傷していない場合は、通常、-暖機後にボルトを締め直すか、-極低温ガスケットを交換することで問題は解決します。極低温フランジには特定のトルク仕様があることに注意してください。-推測するとシール面が損傷する可能性があります。
- パイプ部分の交換 - 部分的な摩耗や広範囲の亀裂があり、局所的な修理では長期的な信頼性を保証できない場合は、部分全体を交換します。{0}}そうする前に、パイプの材質グレードと仕様を確認してください。別のアルミニウム合金に置き換えると、電食や熱応力亀裂が発生する可能性があります。
修理後は、完全なシステム圧力完全性テストと裸冷検査を実行してください。{0}{1}{1} -裸冷検査はコールドボックスのメンテナンス後の重要なステップです-パーライトを再充填する前に極低温でシステムをテストします。-そのため、実際の低温条件下で配管や溶接を直接目視検査し、漏れ検出器を使用できます-。時間はかかりますが、後で二度目のパーライトの除去を避ける唯一の方法です。-
修理後の修復と予防措置-
修理後は、パーライトを再充填する前に、保冷ボックスの内部を徹底的に洗浄して乾燥させてください。{0}油、水分、または破片が残留すると、運用上のリスクが生じます。 -適切に圧縮してパーライトを層状に充填し、使用中に上部の空隙が沈降しないように上部の通気口を空けておきます。
再起動後の最初の 1 週間は、モニタリングを強化します。コールド ボックスのシェル温度の赤外線スキャンを毎日実行し、修理前のベースラインと比較します。-カラムの性能と分析装置のデータを綿密に追跡して、効果的な分離能を検証します。
-長期的な予防は、緊急時の対処よりもはるかに効果的です。差動アラームを備えた DCS に接続された追加の内部温度センサーを取り付けることを検討してください。傾向追跡のために 2 年ごとにフルシェル サーモグラフィーを実行します。高振動ラインにパイプサポートまたはダンパーを追加します。-また、大規模なターンアラウンド中に重要な溶接に対してランダムな NDT を実施します。これらの初期費用は、1 回のパーライト除去および再断熱キャンペーンに比べればわずかです。{4}}
安全に関する重要な考慮事項
コールド ボックスの内部漏れの治療には、極低温、高圧、パーライトの粉塵、および潜在的な酸素欠乏環境が伴います。安全性はいくら強調してもしすぎることはありません。強調すべき重要なポイント:
- パーライトを除去する前に、コールドボックス内の酸素濃度を測定し、継続的に換気しながら 19.5% ～ 23% に維持する必要があります。
- 内部作業のためにコールド ボックスに入るときは、パーライト粉塵の吸入や低酸素症を防ぐために、付属の空気呼吸用マスクを着用してください。{0}}
- 熱間作業の場合は、可燃性ガスの濃度をチェックするだけでなく、加熱すると放出される可能性のあるパーライトに閉じ込められた可能性のある微量の炭化水素にも注意を払う必要があります。
- すべての圧力試験と溶接作業には、専用の手順と安全に関する説明が必要であり、現場には緊急用の機器が設置されています。-
コールドボックスの内部漏れに対処するのに近道はありません。{0}忍耐、徹底した検査、規律ある実行が必要です。すべての解決の成功は、ユニットの状態の深い理解と細部への細心の注意から生まれます。上記は、同業他社向けの実用的な参考資料として提供されています。
