Statikus berendezések az olajiparban. Németh János

Statikus berendezések az olajiparban Németh János 2015.09.15. 1

Tartalomjegyzék Eszköz állomány bemutatása Statikus berendezések Hőcserélők Korrózió Szennyeződés Javítás Csővég beerősítés Nyomástartó edények hatósági követelményei Nyomástartó edények gyártása Nyomástartó edények karbantartása Meghibásodás Állapotfelügyelet Megbízhatóság 2

Áttekintő Forgógépek: Statikus berendezések: Műszerek: Műszaki hely: 3319 pcs Műszaki hely: 6760 pcs Műszaki hely: 19972 pcs berendezés: 9978 pcs Berendezések: 12214 pcs Berendezés: 49696 pcs Elektromos berendezések: Műszaki hely: 607 pcs Berendezések: 5375 pcs Jelentés: ~ 27,000 db/év Munka megrendelés:~ 18,000 db/év 5

Statikus berendezések Statikus berendezések Építmények Torony, reaktor, tartály Hőcserélők Tüzelőberendezések Tárolótartályok (atmoszférikus) Csővezetékek, szerelvények Egyéb gépek (pl: vasúti létesítmények) Összességében 12214 berendezés, több ezer szerelvény, és több száz km csővezeték 6

12 Kemence

17 Hőcserélők (klasszikus elrendezés)

Hőcserélők általános bemutatása Hőcserélők típusai: Merev csőkötegfalú hőcserélő Úszófejes hőcserélő U-csöves hőcserélő Lemezes hőcserélő Közvetlen gőzbefúvású hőcserélő Hűtőtorony Merev kompenzátoros hőcserélő Duplikátor Spirálcsöves hőcserélő Kettőscsöves hőcserélő Spirállemezes hőcserélő Bordáscsöves hőcserélő (léghűtő) Hőcsövek

Összehasonlító tábla Típus Alkalmazási terület Előnyök Hátrányok Merev csőkötegfalú hőcserélő Kis hőmérséklet különbségű helyeken. Könnyen tisztítható, olcsó, jó hatásfokú, nagy teljesítményű. Korlátozott alkalmazás, kis hőmérséklet különbség miatt. Úszófejes hőcserélő Magasabb hőmérséklet különbségű helyeken is alkalmazható, viszonylag nagy nyomáshatárok között. Nagy hőmérsékletkülönbségnél is alkalmazható. Jó hőátadó teljesítmény Drága. U-csöves hőcserélő Magas nyomású helyeken, pl. nyomástartó edényekbe. Magasabb hőmérsékletre is. Káros hőfeszültség nem keletkezik. Könnyen szerelhető. A csőköteg kiemelhető. Kis tömeg. Nehezen tisztítható a hajtű miatt. Olcsó

20 Hőcserélők általános bemutatása Hőcserélők feladatai: Melegítés Hűtés Forralás Kondenzáció Közegek halmazállapota: Folyadék-folyadék Gáz-gáz Gáz-folyadék Működési elvük alapján: Rekuperatív (egyidejű jelenlét) Regeneratív (hőátadó felülettel) Keverő hőcserélők

21 Hőcserélők általános bemutatása Rekuperatív, vagy felületi hőcserélők: Hőátadó felület Hőmérséklet különbség Hőátadási tényező Közegek áramlása alapján: Egyenáramú Ellenáramú Keresztáramú

22 Hőcserélők általános bemutatása Merev csőkötegfalú hőcserélő

23 Hőcserélők általános bemutatása U - csöves hőcserélő

24 Hőcserélők általános bemutatása Úszófejes hőcserélő

Korrózió

Korrózió Köznapi értelemben rozsdásodás ISO: A korrózió fizikai-kémiai kölcsönhatás a fémtárgy és közvetlen környezete között. Hőcserélőkben a korrózió előfordulási helyei: Cső oldalon Köpeny oldalon Csonkok környezetében

Egyenletes korrózió A fém egész felületére kiterjed Egyenletes elvékonyodás A korrózió sebessége viszonylag jól megbecsülhető Dimenziója [mm/év] vagy [g/év]

Szigetelés alatti korrózió Nem megfelelően kivitelezett szigetelésnél ill. állapotú Esővíz vagy technológiai víz Lehet lokalizált megjelenésű Széles hőmérséklet tartományban jelentkezik Laza réteges szerkezetű oxidréteg

Lyukkorrózió A fémfelület kis része károsodik Éles határvonal Kis felületű Nagy mélységű

Réskorrózió Nehezen hozzáférhető helyen 0,5mm> kisebb repedésekben, résekben Lokalizált jellegű Felületek között nincs megfelelő szigetelő, tömítő anyag Réskorrózió Lyukkorrózió

Feszültség korrózió Lokalizált korrózió Mechanikai húzófeszültség és korróziós közeg együttes hatása Mindig repedések formájában

Vízkövesedés Ipari víz: Oldott Ca és Mg vegyületek Keménységi fok Hőcserélők alapegyenlete: Q=k*A*Δt ahol, k - hő átbocsátási tényező A - hő átadó felület Δt - hőmérséklet különbség Vízkő hőátadási tényezője: 0,2 Tiszta felületű szénacél hőátadási tényezője: 51

Tisztítás,dugózás Nagy nyomású tisztítás Vegyszeres tisztítás

Tisztítás után

Korrózió megelőzése: adalékanyagok

Korrózió Ellenőrzése: Anyagvizsgálatokkal

Korrózió elleni védekezés:felületvédelem Festés Plattír réteg

Korrózió elleni védekezés:anyagkiválasztás Szénacél Ferrites korrózióálló acél

Korrózió elleni védekezés:anyagkiválasztás Ausztenites korrózióálló acél Csavart- Duplex (turbulens növelő)

Csővég beerősítése a csőkötegfalba 40

41 Csővég beerősítése a csőkötegfalba Legelterjedtebb módszer Készülhet hidraulikus préssel, görgős préssel, robbantással Fontos! -Felületek tisztasága (olajmentesség, revementesség) -Csatlakozó méretek pontos tűrése -Csövek lágyított állapota (keménység: max.135hb, nyúlás min.38%) -Csőkötegfal keménysége nagyobb legyen mint 145HB -Csövek felülete hosszirányú karcoktól mentes legyen

42 Csővég beerősítése a csőkötegfalba Behegesztés: Egyéb behegesztési módok:

43 Csővég beerősítése a csőkötegfalba Hegesztett préselt változat Préselés a szilárdság miatt, hegesztés a tömörség miatt (mérgező anyagoknál) Fontos a sorrend: -Előbb hegesztés (hogy a gázok eltávozhassanak) -Utána préselés (óvatosan, hogy a varrat ne repedjen meg)

Csővégek behegesztése a csőkötegfalba 44

Csővég behegesztés 45

Csőköteg javítás, ahogy nem javasolt! 46

Csőkegmozgató berendezés (Extraktor) 47

48 Hatósági felügyelet Európában elsők között voltunk a nyomástartó edények biztonságos működtetésében

Hatósági követelmények nyomástartó berendezéseknél 63/2004. (IV. 27.) GKM rendelet a nyomástartó és töltőlétesítmények műszaki-biztonsági hatósági felügyeletéről A rendelet alkalmazási köre azokra a nyomástartó berendezésekre, rendszerekre, létesítményekre, szállítható nyomástartó berendezésekre és töltőlétesítményekre terjed ki, amelyekben a legnagyobb megengedhető nyomás több mint 0,5 bar A hatósági felügyeletet első fokon a hatóság (BMMBH), másodfokon a Magyar Kereskedelmi Engedélyezési Hivatal látja el. A rendelet hatálya a nyomástartó berendezések létesítésétől, a használatba vételt követő üzemeltetésen át, a megszűntetésig terjed ki. 49

63/2004 (IV.27) GKM rendelet fogalmak létesítés: nyomástartó létesítmény létrehozása nyomástartó berendezések adott helyre történő telepítésével és rendszerbe kapcsolásukkal; használatba vétel: a szükséges engedélyek birtokában az üzembe helyezéshez vezető műveletek megkezdése és lefolytatása; üzembe helyezés: a nyomástartó létesítmény, kazán létesítmény, és a töltőlétesítmény rendeltetés szerinti működtetésének megkezdése; üzemeltetés: a létesítmény rendeltetésszerű használata, beleértve az üzemzavar elhárítást, a leállítást, a karbantartást, valamint az üzemben tartó ellenőrzéseit is; javítás: minden olyan beavatkozás, amely a berendezés szerkezeti állapotának az eredeti állapot szerinti visszaállítását célozza; átalakítás: minden olyan beavatkozás, amelynek eredményeként a berendezés az eredeti kialakítástól eltérővé válik, biztonsági jellemzői megváltoznak, vagy más típusú lesz, illetve rendeltetése is megváltozik; külső ellenőrzés: a hatósági felügyelet alá tartozó létesítmény berendezéseinek kívülről hozzáférhető részeire, tartozékaira és biztonsági szerelvényeire is kiterjedő, általában szemrevételezésen és működési próbákon alapuló, üzemelés közben végrehajtott ellenőrzése; belső ellenőrzés: a hatósági felügyelet alá tartozó létesítmény berendezései belső szerkezeti állapotának általában szemrevételezéses átvizsgálása a berendezés üzemen kívüli, környezeti hőmérsékletű, tiszta és nyitott állapotában. A belső ellenőrzés során egyúttal külső ellenőrzést is kell tartani; szilárdsági ellenőrzés: a berendezés - műszaki dokumentációban megadott mértékű - nyomás terheléssel végrehajtott ellenőrzése; ellenőrzési ciklusidő: a hatósági felügyelet alá tartozó létesítmény két egymást követő időszakos ellenőrzése közötti időtartam, évben vagy hónapban megadva; megszüntetés: a nyomástartó létesítmény és berendezés végleges használaton kívül helyezése, lebontása, beleértve a szükséges környezetvédelmi intézkedések végrehajtását; 50

Rendeletben meghatározott hatósági ellenőrzések a gáz és folyadéktöltetű berendezések és csővezetékek külső ellenőrzését 3 évenként, belső ellenőrzését 5 évenként, szilárdsági ellenőrzését 10 évenként kell elvégezni, a túlhevülés veszély lehetőségével üzemelő tüzeléssel vagy más módon fűtött 110 C felett üzemelő berendezés (kazán) külső ellenőrzését évenként, belső ellenőrzését 3 évenként, szilárdsági ellenőrzését 9 évenként kell elvégezni, a töltő-létesítmény üzem közbeni külső ellenőrzését legalább 5 évenként kell elvégezni, a folytonos üzemben működő nyomástartó létesítmény berendezéseinek belső szerkezeti ellenőrzését és szilárdsági nyomáspróbáját a tervezett karbantartási (nagyjavítási) üzemleállások során kell megtartani, legalább a ciklusidőnek megfelelő naptári éven belül. A ciklusidőt az üzemben tartó kérésére a hatóság meghosszabbíthatja, ha az üzemben tartó vállalja az ehhez szükséges többletinformációkat nyújtó, üzemszünettel nem járó ellenőrzések elvégzését, illetve diagnosztikai megfigyelés biztosítását. Az időszakos hatósági ellenőrzésről készített bizonylat egy példányát a hatóság átadja az üzemben tartónak. A bizonylat tartalmazza az ellenőrzés módszerét, eredményét és a következő időszakos hatósági ellenőrzés esedékességének időpontját. A hatósági ellenőrzések, elvégzett vizsgálatok bizonylatait csatolni kell a használatbavételi engedélyhez. A műszaki-biztonsági hiányosságot feltáró időszakos hatósági ellenőrzést a hiányosságok megszüntetése után meg kell ismételni. Ha a hatósági felügyeletre kötelezett létesítmény használaton kívül van, amikor az időszakos hatósági ellenőrzés esedékes, akkor az csak a hatósági ellenőrzés sikeres elvégzése után vehető újból használatba. Az üzemben tartó javítás vagy átalakítás esetén rendkívüli ellenőrzést köteles kezdeményezni. A hatóság a rendkívüli ellenőrzés eredménye alapján ítéli meg a tervezett beavatkozás hatását a berendezés biztonsági jellemzőire és határozza meg az ismételt használatba vétel feltételeit. Ha a rendkívüli hatósági ellenőrzés tartalma megfelel az időszakos hatósági ellenőrzés műszaki terjedelmének, akkor a következő időszakos hatósági ellenőrzés ciklusideje újra kezdődik. 51 A hatóság a létesítményben bekövetkezett rendkívüli eseményt követően, továbbá javítás, átalakítás esetén az üzemben tartó kezdeményezésére, valamint ha egyéb, a tudomására jutott tény indokolja, váratlanul, saját kezdeményezésére rendkívüli ellenőrzést tarthat.

Üzemeltetés Az üzemben tartó a hatósági felügyelet alá tartozó létesítményeket köteles megfelelő műszaki állapotban tartani, rendeltetésszerűen üzemeltetni, a karbantartási munkákat időben elvégeztetni, minden biztonsági előírást betartatni és az előírt hatósági eljárásokat, ellenőrzéseket kezdeményezni. A hatósági felügyelet alá tartozó létesítményt kezelőknek a biztonságos üzemeltetést lehetővé tevő létszámát, a létesítmény veszélyességének megfelelő képesítését, továbbá a kezelőkre vonatkozó egyéb feltételeket az üzemben tartónak kell meghatároznia és biztosítania. Az üzemben tartónak a hatóság felügyelete alá tartozó létesítmény biztonságos üzemeltetése érdekében megfelelő üzemeltetési utasítással kell rendelkeznie. Ha az üzemben tartó a tevékenysége során rendellenességet észlel, a veszély elhárítása érdekében köteles minden szükséges intézkedést - beleértve a létesítmény üzemen kívül helyezését is megtenni. 52

Eljárás rendkívüli esemény alkalmával A hatósági felügyelet alá tartozó létesítményekkel kapcsolatos rendkívüli eseményeket az üzemben tartó köteles a hatóságnak haladéktalanul bejelenteni, majd ezt 24 órán belül írásban a területi hatóság által rendelkezésre bocsátott bejelentő űrlapon részletezni. A rendkívüli esemény helyszíne a hatósági vizsgálat befejezéséig nem változtatható meg, kivéve, ha a további károk, balesetek megelőzése vagy más ok azt indokolttá és szükségessé teszi. Ez esetben a helyszín megváltoztatása előtti állapotot rögzíteni kell (például fotón, videofelvételen, helyszínrajzon). A hatóság vagy az általa bevont szakértő a helyszínen vizsgálja meg a rendkívüli esemény okait, valószínű lefolyását és következményeit; ezzel kapcsolatban a) fényképeket, vázlatokat, leírásokat készít, b) ellenőrzi a megelőző üzemi viszonyokat, c) megvizsgálja a sérült létesítményt, annak tartozékait, környezetét, d) meghallgatja a rendkívüli esemény szemtanúit, a kezelőket, az üzembentartó részéről az ügyben érintett személyeket, és erről jegyzőkönyvet vesz fel, e) tanulmányozza a szükséges okmányokat (például az üzemi naplókat), f) elrendelheti az alkatrészek és tartozékok laboratóriumi, műszeres és más vizsgálatait, g) tanulmányozza az üzemben tartó által folytatott belső vizsgálat adatait. A hatóság jogosult a rendkívüli eseménnyel összefüggésben a további vizsgálathoz szükségesnek tartott tárgyakat, okmányokat elismervény ellenében átvenni. Ha a hatóság a vizsgálat során azt állapítja meg, hogy a gyártással, üzemeltetéssel, kezeléssel kapcsolatban mulasztás áll fenn, vagy a rendkívüli esemény bekövetkezése vétkes magatartás következménye, köteles kezdeményezni a szükséges felelősségre vonási eljárás megindítását. 53

Nyomástartó berendezések besorolása a hatósági eljárások szempontjából A rendelet szerint hatósági felügyelet alá tartozó nyomástartó berendezéseket és csővezetékeket különböző kategóriákba kell besorolni a töltet a nyomás és a térfogat szerint (9 kategória). A besorolás célja annak meghatározása, hogy a berendezés üzembentartója a rendelet szerinti hatósági eljárásokra kötelezett-e, vagy csak bejelentést kell megtennie. A besorolás a berendezés fajtája, töltete, a töltet veszélyessége, a legnagyobb megengedhető nyomás (PS) és a belső térfogat (V), illetve névleges méret (DN) szorzata, valamint e szorzat tényezőire megállapított alsó határérték alapján történik. Ha a berendezés több nyomással igénybe vett térből áll, a berendezés egyes tereinek besorolásai közül a legszigorúbb adja a berendezés besorolását. Ha egy tér többféle töltetet tartalmaz, a besorolás alapja az a töltet, amelyhez a szigorúbb besorolás tartozik. 54

Nyomástartó berendezések besorolása a hatósági eljárások szempontjából Gáz töltetű nyomástartó edény - az e) pontban meghatározottak kivételével - azzal jellemezve, hogy a legnagyobb megengedhető PS nyomás nagyobb mint 0,5 bar, térfogata nagyobb mint 1 liter és PS V > 200 (bar liter), és töltete a veszélyes anyagok csoportjába tartozik 55

Nyomástartó berendezések besorolása a hatósági eljárások szempontjából Folyadék töltetű nyomástartó berendezés - az e) pontban meghatározottak kivételével - azzal jellemezve, hogya legnagyobb megengedhető PS nyomás nagyobb mint 10 bar, térfogata nagyobb mint 1 liter és PS V > 200 (bar liter), és töltete a veszélyes anyagok csoportjába tartozik 56

A 63/2004 (IV.27) GKM szabályzata Szilárdsági nyomáspróba általában vízzel, vagy indokolt esetben gázzal, a próbanyomás értékén tartott, megadott időtartamú szilárdság ellenőrzést jelent. A próbanyomás értékét a gyártó állapítja meg. A nyomáspróba indokolt esetben egyéb, egyenértékű ellenőrzéssel helyettesíthető. A próbanyomás értéke általában nem lehet kisebb, mint a jogszabály alapján a gyártó által megadott érték, ennek hiányában a hatóság állapítja meg a berendezés állapotfelmérése alapján a próbanyomás Tömörség ellenőrzés: vízzel, saját közeggel vagy semleges gázzal, a próbanyomás értékén tartott, megadott időtartamú szivárgás ellenőrzést jelent. A próbanyomás értéke az alkalmazott eljárás függvénye, de legfeljebb a berendezés legnagyobb megengedhető nyomása. A nyomáspróba közege lehet folyadék vagy gáz. A vizsgálat általában ivóvíz minőségű, tiszta, legfeljebb 250 ppm halogéntartalmú vízzel történik. Rozsdamentes ausztenites acéledény esetében a víz ellenőrzött halogéntartalma legfeljebb 100 ppm lehet, a feszültségkorrózió elkerülésére. Nyomóközegként olyan gáz alkalmazható, amely sem önmagában, sem a nyomástartó berendezés töltetével, sem a környezetben jelenlévő közegekkel elegyedve semmilyen káros hatást nem okoz. A nyomáspróba általában levegővel, nitrogénnel vagy bármilyen semleges gázzal elvégezhető. Biztonsági szelepek ellenőrzését és hitelesítését a nyomástartó rendszerek szerkezeti ellenőrzésével együtt kell megtenni. Használati érvényessége - ha csak egyéb előírás, feltétel miatt nem szükséges megváltoztatni- megegyezik az általa védett nyomástartó rendszer érvényességi idejével. 57

58 Nyomáspróba

59 Nyomástartó edények gyártási műveletei

62 Statisztika Nyomástartó berendezések meghibásodásáról (225 db eseményt vizsgálva)

63 Nyomástartó berendezések meghibásodásának fajtái

64 Meghibásodások okai

Állapotfelügyeleti rendszerek a Mol Termelésben Integrált keretrendszer Mechanikus tömszelence lyukadás ellenőrző rendszer Thermo víziós rendszer VOC kezelő rendszer Olaj ÁF rendszer Műszeres ÁF rendszer ON-LINE Forgógép diagnosztika Statikus készülék ÁF rendszer OFF-LINE Forgógép diagnosztika 65

SKÁF rendszer Hatálya: A Finomítás termelő (HU) üzemeiben lévő, a 63/2004 GKM rendelet szerinti nyomástartó rendszerek, edények, biztonsági szelepek csővezetékek, vákuum kolonnák, továbbá a rendelet hatálya alá nem tartozó atmoszférikus technológiai tartályok. Rendszer feladata: A statikus készülékek állapotfelügyeleti rendszer a Finomítás (HU) területén üzemelő olyan korszerű informatikai monitoring rendszer, amely a statikus berendezések biztonságos üzemeltetése mellett megbízhatóság alapú, költség hatékony karbantartás megvalósítását teszi lehetővé. Elektronikus dokumentáció kezeléssel Berendezések műszaki állapotának naprakész ismeretével Várható élettartam becslés (anyagvizsgálati és diagnosztikai eszközökkel) Kockázat alapú karbantartás tervezéssel Anyagvizsgálati program összeállításával 66

SKÁF rendszer felépítése Adat feltöltés Csővezetéki izometriák és készülék rajzok elkészítése CADMATIC softwarer: - 2D and 3D Data exchange (e.g.. XML, Excel, Access) Existing MOL systems (SAP, FIR) EXPERT SYSTEM SHELL ADATBÁZIS WebPLM User: MOL DATABASE Szakértői rendszerek RCM, RBI RCM database software RBI software (API) - Level I. - Level II. - Level III. Additional expert system modules 67

SKÁF adatbázis Komplett műszaki adatbázis, amely digitális formában tartalmazza az adott berendezés, vagy csővezeték műszaki információit. aktualizált műszerezett csőkapcsolási tervek, technológiai folyamatábrák (P&I, PFD) gépkönyvek (rajzok, alkatrész jegyzék, szilárdsági számítás stb.) szakértői vélemények, bizonylatok vizsgálati, mérési eredmények mérőlapok jegyzőkönyvek képanyagok 68

RCM elemzés eredménye 69

RBI (Risk Based Inspection) szoftverek RBI analízis adott edények, rendszerek lehetséges meghibásodásaival, illetve a meghibásodások valószínűségével és karbantartásával összefüggő információkat tárolja és rendszerezi, ezáltal segíti a karbantartási feladatok optimalizálására irányuló döntések meghozatalát. Kockázati mátrixba való besorolás Vizsgálati ciklusidő meghatározás Korróziós sebesség meghatározás Várható károsodási mechanizmusok meghatározás 70

Minőségi elemzés (Qualitative risk analysis RBI I. level): RBI elemzések Kevesebb adattal készül (techn. paraméterek, közeg adatok, üzletihatás, környezeti hatás, károsodási mechanizmus) Szakértői vélemény (minőségi besorolás) Üzem szinten besorolja a berendezéseket kritikusságuk szerint (a kockázatot a berendezés meghibásodásának környezetre gyakorolt hatása szempontjából vizsgálja) A vizsgált berendezések meghibásodásának környezetre gyakorolt hatása szerinti kockázatot vizsgálja Mennyiségi elemzés (Quantitative analysis RBI III. level): Sok bemeneti adat jellemzi A károsodási mechanizmusokat azonosítja az adott szerkezeti anyag esetében Segít a vizsgálati terv és vizsgálati ciklusidő meghatározásában Segítséget nyújt a döntés előkészítésben 71

72 RBI minőségi elemzés

73 RBI mennyiségi elemzés

Készülék vizsgálati terv 74 74

Csővezetéki vizsgálati terv Hibás ív 75

Korróziós trend 76

77 Megbízhatóság

78 Megbízhatósági adatok gyűjtése

Eszközeink megbízhatóságát befolyásoló tényezők Konstrukció, gyártás Üzem- és segédanyagok Képességek Körülmények Karbantartás 79

Kockázat kezelés - FMEA (Failure Mode and Effect Analysis) Meghibásodási mechanizmusok beazonosítása (leggyakrabban meghibásodó alkatrészek - tapasztalat) Karbantartási tevékenységek (legjobb gyakorlatok beazonosítása) 80

Üzemi karbantartási utasítás (preventív tevékenység lista) Ki? Mit? Hogyan? Milyen gyakran? 81

Karbantartási utasítás használata Felhasználási területek NL és KL tervek készítése Éves költségtervezés Karbantartási feladatok előírás (utasítás) szerinti végrehajtása ÁF rendszerek finomhangolása ÜBK menedzsment Üzemeltetői feladatok összefoglalása Stb 82

83 Köszönöm a figyelmet!