Preskušanje varnostnih ventilov na mestu vgradnje in med obratovanjem
– Znižanje stroškov ob visoki točnosti rezultatov
Preskus med obratovanjem se izvaja v realnem delovnem okolju: originalni medij, dejanska temperatura medija, vibracije, vpliv povratnega tlaka, akumulacija in drugi možni vplivi, ki so na sistemu dejansko prisotni. Zato so rezultati veliko bolj verodostojni, kot pri preskusu na klasičen način, s tem pa je zaupanje v to metodo na visoki stopnji.
On- line testing of safety valves is performed at real operating conditions: original media, real media temperature, vibrations, the back pressure influence, accumulation and other possible influences related to the operating system. Regarding this the on-line test results becomes more credible like tests results based on classical way of testing and confidence in this method is at a high level.
Tehnologija preskušanja varnostnih ventilov na mestu vgradnje ali med obratovanjem je stara že več kot 40 let, v zadnjem času pa je ta metoda v hitrem vzponu. Z razvojem tehnologije, se je povišala tudi točnost komponent in meril, ki so sestavni del naprave za preskušanje.
S povečevanjem proizvodnje se vse več družb odloča za krajše ter redkejše zastoje in s tem za metodo preskusa varnostnih ventilov na dva načina:
- na mestu vgradnje (t.i. hladni test), ko ni tlaka v sistemu, s tem pa tudi ni stroška demontaže, montaže ventilov, tesnil… oziroma pri v. ventilih varjene izvedbe,
- ali med obratovanjem (t.i. vroči test), kjer ne prihaja do motenj proizvodnje in zaustavitev ni potrebna.
Če v finančnih obračunih upoštevamo še ob zaustavitvah izpuščeni delovni medij, so prihranki z uporabo metode preskusa med obratovanjem lahko ogromni, posledično pa z manjšimi izpusti še varujemo okolje.
Največji porast uporabe te metode je opažen v rafinerijah, petrokemijah in termoelektrarnah, kjer je vedno bolj pogosta tudi praksa, da se varnostne ventile preskusi pred zaustavitvijo. S tem in z uporabo tehnologije, ki zaznava puščanje, se lahko določi tiste varnostne ventile, ki jih je potrebno popraviti.
V Sloveniji je do take metodologije še vedno prisotna skeptičnost, vendar samo tistih, ki še niso bili prisotni pri preskusih, primerjalnih testiranjih in validacijah.
Do leta 2001, ob koncu veljavnosti patenta naprave Trevitest, proizvajalca Furmanite, sta bili v svetu prepoznani tudi napravi SESITEST proizvajalca Sempel in LEGATEST, ki ga je leta 1995 razvila, patentirala in proizvedla slovenska družba L-PLAN.
Metodologija preskušanja
Metodologija preskušanja varnostnih ventilov med obratovanjem temelji na premagovanju in merjenju sile vzmeti ventila (karakteristika vzmeti). Premagati moramo silo vzmeti, ki pritiska na pladenj in sedež ventila. Pri ventilu velikih dimenzij in »hladnem testu« je včasih potrebna velika sila , ki lahko doseže vrednost tudi 50 kN (5 ton) ali več. Zato pogoni preskusnih naprav temeljijo predvsem na hidravliki ali pnevmatiki, le LEGATEST za pogon uporablja elektromotor (patent), kar ima kar nekaj prednosti: čas trajanja preskusa je samo 2 – 3 sekunde, s tem pa je uhajanje delovnega medija minimalno, je lahek in enostaven za hitro uporabo in montažo, ima številne možnosti varovanja, kar poveča varnost pri delu, napaja se z akumulatorjem.
Bistvena prednost je visoka odzivnost naprave. S predhodno nastavljeno omejitvijo maksimalne dosežene sile in pomika pladnja, se le ta dvigne samo za nekaj desetink milimetra.
To preprečuje ekspanzijo pare in s tem polni dvig pladnja, kar je še posebej dobrodošlo pri premajhnih razlikah med tlakom odpiranja in zapiranja ventila. Prav tako se bistveno zmanjšuje kontaminacija, ki bi po preskusu lahko privedla do puščanja ventila.
Predpogoj za izvedbo preskusa so dokazila o rednih vzdrževanjih in preskusih varnostnega ventila. V praksi se preskusi med obratovanjem izvajajo v dobi 3 do 5 let, potem pa je priporočljiv notranji pregled vitalnih delov in nujna vzdrževalna popravila.
Pred preskusom moramo pridobiti tudi podatek o srednji površini (Asr) stičišča med sedežem in pladnjem ventila. Le tega lahko dobimo iz tehničnih podatkov proizvajalcev, ga fizično izmerimo, oz. izračunamo po metodi dveh preskusov.
Po predhodni odstranitvi varovalne kape varnostnega ventila, napravo namestimo na gornji del ohišja. Dvižni mehanizem naprave povežemo z vrhom vretena ventila.
Med preskusom s senzorji merimo silo vzmeti, premik vretena ventila, spremembo tlaka v sistemu in temperature okolja na različnih mestih. Na zaslonu računalnika se na podlagi podatkov iz senzorjev rišejo krivulje – diagrami. Napredne preskusne naprave vključujejo tudi diagram zvoka ali ultrazvoka in povratnega tlaka. S pomočjo krivulj določimo:
- nastavitveni tlak odpiranja,
- indikacijo tlaka zapiranja,
- dvig vretena s pladnjem.
Vrednosti se izračunajo po naslednji formuli:
Pri preskusu lahko ugotovimo tudi:
- kakovost – stanje vzmeti,
- ugotovitev stanja in ugotavljanje večjih napak pomembnejših delov ventila (sedež, pladenj, vreteno…), puščanje,
- vrednost povratnega tlaka.
Dejstvo je, da so pri preskusu upoštevani vsi direktno delujoči vplivi na ventil, tudi povratni tlak. Napredne naprave pri preskusu upoštevajo tudi višinsko razliko med tlačnim senzorjem in ventilom, kakor tudi tlačne izgube med senzorjem in varnostnim ventilom. S tem so pridobljeni rezultati izredno natančni, na katere se namerno ne da vplivati. Zato je zaupanje v tovrsten način preskusa varnostnih ventilov na visokem nivoju.
Omejitve
Omejitve za preskus so redke. Lahko se zgodi, da je potrebna sila za preskus večja, kot jo naprava dovoljuje. Možno je tudi, da za postavitev naprave nad varnostnim ventilom ni dovolj prostora.
Ker se preskusi med obratovanjem izvajajo poleti in pozimi je vpliv temperature na korektno kazanje meril in pretvornikov še posebej pomemben. Napredne naprave imajo dovoljeni temperaturni razpon od – 15 °C do + 75 °C , ki mora biti ustrezno metrološko validiran. So eksplozijsko varne, prav tako pa imajo številne varnostne funkcije, ki varujejo delavce, varnostni ventil in sklop opreme pod tlakom.
Pogoji za opremo in izvajanje preskusov
Poročilo o preskusu, ki se avtomatsko tiska takoj po izvedbi preskusa, mora biti v skladu z standardom EN ISO/IEC 17025 ali 17020 in vsebovati vse potrebne podatke in rezultate, diagrame in tudi podatek merilne negotovosti preskusa. Napredne naprave so opremljene tako, da avtomatsko upoštevajo vplive in pogoje za izračun merilne negotovosti.
Merilna oprema in pretvorniki morajo biti skladni z zahtevami iz SIST EN 4126-1, s tem pa se zagotavlja, da je točnost uporabljene merilne opreme boljša ali enaka 0,6 % .
Naprava in metoda mora biti ustrezno validirana, merila in pretvorniki pa periodično kalibrirani v akreditiranem laboratoriju. Oprema mora biti verificirana s strani organov, ki so usposobljeni in opremljeni za ugotavljanje skladnosti (TÜV, Bureau Veritas).
V Sloveniji in tudi v nekaterih državah EU, je za izvajanje preskusov med obratovanjem zahtevana akreditacija po EN ISO/IEC 17020 ali 17025. Osebje, ki preskuse med obratovanjem izvaja, mora biti usposobljeno in imeti nekaj letne izkušnje, ne samo za uporabo preskusne opreme, temveč tudi na področju poznavanja delovanja varnostnih ventilov in sklopa opreme pod tlakom, kjer se preskusi izvajajo.
Preskusi med obratovanjem povečujejo varnost obratovanja in življenjsko dobo opreme pod tlakom, točnost nastavitve varnostnih ventilov, zmanjšujejo pa porabo energije in emisij v okolje, ter stroške, ki nastopijo zaradi zaustavitev.
Članek LEGATEST za DVS,Vzdrževalec, 22.4.09