DEKRA Industrial Inspection
Een volledig en uitgebreid scala aan deskundige niet-destructieve testen en onderzoek.
Corrosie en kruip online monitoren
Bewaking van de belasting met SPICA
Operators en onderhoudsmanagers van energiecentrales en raffinaderijen zijn doorgaans verantwoordelijk voor drukapparatuur. Wat zijn voor hen de mogelijkheden en voordelen van de SPICA-methode?
Materialen die onder druk staan worden blootgesteld aan trek-krimpschade bij bedrijfstemperaturen boven circa 400-450°C. Deze schade kan tijdens onderhoudstops worden beoordeeld. Maar vanwege de conservatieve aard van dit soort evaluaties kan de schade tijdens de hele levensduur in werkelijkheid veel hoger uitvallen. Bovendien wordt lokale trek-krimpuitputting als gevolg van spanningsconcentratie meestal niet op deze manier bepaald. Er bestaat namelijk het risico dat gebieden met ernstige trek-krimpschade over hoofd worden gezien. Een betere aanpak is om de werkelijke trek-krimpschade te bepalen door het meten van de trek-krimpbelasting. SPICA is een methode die het mogelijk maakt om dergelijke metingen accuraat uit te voeren, en wel tijdens bedrijf. SPICA kan ook worden ingezet voor de bewaking op lokale trek-krimpuitputting, bijvoorbeeld rond lasverbindingen die aan hitte worden blootgesteld.
De voordelen van SPICA
Een accuratere vaststelling van de resterende levensduur kan geld besparen. Als uit metingen van de trek-krimpbelasting bijvoorbeeld blijkt dat er nog altijd sprake is van een geringe mate van trek-krimpschade kunnen er langere inspectie-intervallen worden gehanteerd. Daarnaast kan de huidige toestand worden bepaald tijdens het onderhoud, zodat reparaties en vervangingen kunnen worden gepland in aanloop naar komende inspecties. ‘Verdachte’ onderdelen (zoals componenten met reparatielasnaden of onderdelen die al langer in gebruik zijn) kunnen worden bewaakt. Zo installeerden we binnen een centrale die het einde van zijn ontwerplevensduur naderde SPICA-sensoren de om trek-krimpbelasting te meten. Hierdoor konden de beheerders van de centrale de stoomtemperatuur op veilige wijze met een paar graden opvoeren, iets wat aanzienlijke financiële voordelen met zich meebracht.
Unieke kenmerken
SPICA-metingen worden tijdens bedrijf uitgevoerd en vinden dus in tegenstelling tot replicatietests onafhankelijk van een storing plaats. En in tegenstelling tot replicatietests zijn de resultaten onafhankelijk van de beoordelaar. De interpretatie van trek-krimpschade is bij martensitische staalsoorten onzeker als er gebruik wordt gemaakt van replicatietests. Er zal pas in een laat stadium een waarschuwing worden afgegeven. Metingen van de trek-krimpbelasting op basis van SPICA zijn daarentegen materiaalonafhankelijk. Deze methode biedt de mogelijkheid van lokale metingen binnen het gebied dat aan hitte is blootgesteld. Dit dient als vroegtijdige waarschuwing, omdat problemen op dat punt meestal het eerst optreden. Drukmeters zijn niet in staat om deze lokale belasting in het aan hitte blootgestelde gebied te meten, omdat de gemiddelde druk wordt gemeten over een grotere lengte van het uitgangsmateriaal, het aan hitte blootgestelde gebied en het lasmateriaal. De SPICA-methode maakt geen gebruik van kabels en is zeer robuust: sensoren gaan niet snel kapot, iets wat wel het geval is bij drukmeters.
Stappen tijdens een SPICA-project
SPICA-sensoren worden geïnstalleerd op een select aantal kritieke locaties. DEKRA kan overigens aangeven welke locaties kritiek zijn. Een ‘hete’ meting omvat het fotograferen van het sensoroppervlak met een SPICA-camera. Deze meting wordt ‘heet’ genoemd omdat die tijdens bedrijf wordt uitgevoerd. Na daaropvolgende hete metingen kunnen de beelden tegen elkaar worden afgezet om de belasting en belastingsnelheid vast te stellen. Op basis van een belastingscriterium kan de trek-krimpschade tijdens de levensduur worden vastgesteld. Als de eerste metingen niet vanaf de ingebruikname plaatsvinden, kan de trek-krimpschade die voorafgaand aan de eerste meting is opgetreden worden geschat op basis van normen voor evaluatie tijdens bedrijf. Samenvattend worden de volgende stappen uitgevoerd:
- Selectie van kritieke locaties
- Installatie van sensoren
- Hete metingen
- Digitale correlatieanalyse
- Evaluatie van de trek-krimpschade en belastingsnelheid
- Vaststellen van de trek-/krimpschade tijdens de levensduur
Typische toepassingen
SPICA is een door DEKRA in eigen beheer ontwikkelde methode voor het meten van trek-krimpbelasting tijdens bedrijf binnen industriële faciliteiten. Er wordt gebruikgemaakt van SPICA-sensoren in faciliteiten in Europa, het Midden-Oosten, Zuid-Afrika, Japan en China. Voorbeelden zijn energiecentrales, raffinaderijen en chemische fabrieken. Normaliter worden er 5 tot 20 sensoren per faciliteit toegepast op onderdelen als Y-stukken, T-stukken, rondlassen, kolommen, bochten, stoomkleppen die onder hoge druk staan en reactoren waarin sprake is van thermisch hydrokraken.