Цеви од алуминијума и легура алуминијума се широко користе у нафтним и хемијским, расхладним и ХВАЦ, ваздухопловству, преносу енергије и општем транспорту течности због своје ниске густине, одличне отпорности на корозију и изузетне топлотне и електричне проводљивости. Током дуготрајног рада и рада, алуминијумске цеви су подложне разним врстама оштећења изазваних механичким ударом, средњом корозијом, замором од напрезања и другим факторима. Усвајање разумних технологија поправке може значајно смањити трошкове замене и скратити циклусе гашења на основу претпоставке да се обезбеди сигурност конструкције, што је кључна техничка веза у систему рада и одржавања индустријског цевовода.
1. Уобичајене врсте оштећења и узроци алуминијумских цеви
Оштећења алуминијумских цеви могу се поделити у три категорије према степену оштећења: површинска оштећења, структурна оштећења и оштећења од корозије. Узроци и нивои ризика различитих оштећења значајно варирају:
Површинска оштећењаТо углавном укључује површинске огреботине, плитка удубљења и локалне деформације, углавном узроковане сударима током транспорта и уградње, ударцем страних предмета прскањем и стругањем током рада и одржавања. Плитка оштећења утичу само на изглед и интегритет површинског оксидног филма; удубљења са дубином већом од 10% дебљине зида ће изазвати локалну концентрацију напрезања и постоји ризик од пуцања у условима циклуса притиска.
Структурна оштећењаУкључује пукотине, перфорације и преломе, који су најризичнији облици оштећења. Пукотине углавном настају услед наизменичног замора од напрезања, прекомерног напрезања уградње или ширења дефекта заваривања; перфорације су обично узроковане продирањем корозије или ударом оштрих предмета; фрактура је коначни облик квара необрађеног оштећења, који ће директно узроковати средње цурење и гашење система.
Оштећења од корозијеСам алуминијум има природну отпорност на корозију која се ослања на густи оксидни филм на површини, али се корозија и даље јавља под специфичним радним условима:
Питтинг корозија: У морским и хемијским срединама са обогаћеним хлоридним јонима, оксидни филм је локално оштећен да би се формирале јаме корозије које се лако развијају дубоко у зид цеви.
Корозија пукотина: Средње задржавање у уским празнинама на прирубницама цеви и потпорним прикључцима ствара локално окружење са недостатком кисеоника и изазива корозију.
Галванска корозија: Када су алуминијумске цеви директно повезане са различитим металима као што су бакар и челик, долази до електрохемијске корозије због разлике потенцијала електроде, а алуминијум као анода убрзава растварање.
2. Циљани процеси поправке за различите штете
Поправка алуминијумских цеви ће следити принципе „прво процена, касније конструкција, исти степен“, то јест, прво разјаснити дубину оштећења и обим кроз испитивање без разарања, затим ускладити одговарајући процес према степену притиска цевовода и карактеристикама медија, и осигурати да чврстоћа конструкције и отпорност на корозију након поправке нису нижи од стандарда дизајна основног метала.
2.1 Поправка мањих површинских оштећења
Применљиво на цевоводе ниског притиска и неопасне средње цевоводе са дубином огреботина мањом или једнаком 0,5 мм, дубином удубљења мањом или једнаком 10% дебљине зида и без пукотина.
Поправка брушења и полирањаПрво, избрусите оштећено подручје дуж аксијалног правца цевовода финим брусним папиром 800#-1200# да бисте уклонили неравнине и лабав слој оксида, затим извршите полирање огледала помоћу вуненог точака који је усклађен са пастом за полирање, на крају обришите и попрскајте прозирно алуминијумско заштитно средство да бисте вратили глаткоћу површине и континуитет оксидног филма. Ова метода је само за изглед и плитку заштитну поправку, и не мења структурну чврстоћу.
Допуна локалног анодног оксидационог филмаЗа сценарије са строгим захтевима за заштиту од корозије, локални процес анодне оксидације се усваја након брушења: изолујте и заштитите околно подручје оштећеног дела, припремите разблажени електролит сумпорне киселине и извршите третман анодне оксидације на поправљеној површини са малом опремом за оксидацију како би се створио оксидни слој исте дебљине као и оригинални метални основни слој и перформансе антикорозивног слоја.
2.2 Поправка деформације удубљења
За оштећења од механичке деформације где је зид цеви удубљен, али нема пукотина и дебљина зида нема очигледног стањивања, одговарајући процес се бира према пречнику цеви и дебљини зида:
Цеви малог пречника (ДН мање од или једнако 50): Усвојити механичку методу подизања. Уметните подесиву главу за подизање са унутрашње стране цевовода, поравнајте је са центром удубљења и полако примените притисак да бисте истиснули удубљење да би било у складу са оригиналним радијаном зида цеви. Пратите деформацију помоћу индикатора бројчаника током процеса како бисте избегли прекомерно подизање које узрокује пуцање зида цеви.
Цеви великог пречника (ДН ＞ 100): Усвојити метод ширења хидрауличне цеви. Поставите специјалну гумену експанзиону главу у положај удубљења, убризгајте воду под високим притиском да проширите експанзиону главу и равномерно стисните зид цеви да бисте постигли ресетовање. Погодан је за индустријске алуминијумске цеви са дебелим зидом и јаком крутошћу.
Испитивање пенетрације ће се извршити након поправке деформације како би се потврдило да нема скривених пукотина.
2.3 Поправка пукотина и перфорација
Таква оштећења директно утичу на носивост цевовода, а шеме трајне поправке или привремене поправке бирају се према величини оштећења и радном притиску.
Поправка заваривања (трајна поправка, радни услови средњег и високог притиска)Заваривање је главни процес поправке структурних оштећења алуминијумских цеви. Пожељно је електролучно заваривање гасом волфрама (ГТАВ/ТИГ), а за велике цеви са дебелим зидовима може се користити заваривање гасом метала (ГМАВ/МИГ). Основне тачке процеса су следеће:
Третман пре заваривања: Темељно избрусити и уклонити оксидни филм у кругу од 20-30 мм са обе стране вара жичаном четком од нерђајућег челика, затим одмастити и одмастити ацетоном или специјалним средством за чишћење. Тачка топљења филма алуминијум оксида је чак 2050 степени, много виша од тачке топљења основног метала од 660 степени. Непотпуно чишћење ће довести до непотпуних дефеката фузије.
Опрема и параметри: АЦ напајање се мора користити за ГТАВ, а ефекат атомизације катоде се користи за разбијање оксидног филма који се ствара током заваривања; загрејати на 100-150 степени пре заваривања када је дебљина зида >10 мм, и контролисати међупролазну температуру унутар 150 степени да би се смањио термички стрес и кртост основног метала од прегревања.
Спецификација операције: Усвојите брзо заваривање велике струје да бисте смањили време загревања основног метала; лучни кратер мора бити попуњен како би се избегле пукотине у кратеру лука; цевоводи великог пречника треба да усвоје двострани синхрони ГТАВ од стране два заваривача како би се побољшао квалитет заваривања и ефикасност заваривања.
Третман након заваривања: Хладити природно и полако, а хлађење водом је забрањено да би се спречило пуцање услед наглог хлађења; након чишћења шљаке завара на површини завара, извршите испитивање пенетрантима боје да бисте потврдили да нема површинских оштећења. Цевоводи високог притиска захтевају додатно ултразвучно испитивање без разарања.
Хладна поправка (привремена поправка, услови рада под ниским притиском)За цевоводе са воденим и гасним медијумом са притиском мањим од или једнаким 1,6 МПа, или радним сценаријима у којима рад на топлом није дозвољен, може се користити епоксидна маса за поправку на бази алуминијума или специјална крпа за поправку цеви:
Епоксидна маса за поправку на бази алуминијума: Састоји се од двокомпонентне епоксидне смоле пуњене алуминијумским прахом. Након брушења периферије перфорације да буде груба, чиста и сува, утисните припремљену масу за поправку у рупу, загладите површину и може да ради под притиском након очвршћавања на собној температури 24 сата. Погодан је за цурење малих рупа са пречником мањим или једнаким 5 мм.
Специјални фластер за поправку алуминијумске цеви: Упарен са специјалним лепком, исеците закрпу да премаши ивицу оштећења за више од 20 мм, залепите и компактирајте је, а затим примените силу стезања да бисте помогли очвршћавању. Има поуздане перформансе заптивања и може се користити као мера хитне поправке.
Метода замене пресека цевиКада дужина пукотине прелази 1/3 пречника цеви, пречник перфорације је >20 мм, или опсег оштећења прелази 1/2 целог обима, локална поправка се не препоручује. Оштећени део цеви треба да се одсече и замени новим делом цеви од истог материјала и спецификације, спојеним сучеоним заваривањем, а захтеви за заваривање су у складу са новом конструкцијом цеви.
2.4 Поправка оштећења од корозије
Блага површинска корозијаНакон брушења да бисте уклонили продукте корозије и лабав слој оксида и открили метални сјај, можете изабрати да прскате специјалну антикорозивну боју за алуминијум, умотате вискоеластичну траку од алуминијумске фолије и друге методе за обнову антикорозивног слоја. Када користите вискоеластичну траку, прво попуните корозивне јаме одговарајућом пастом, а ширина премаза траке не сме бити мања од 50 мм изнад ивице оштећења да би се обезбедило потпуно заптивање.
Локално разређивање корозијеКада се зид цеви уједначено истањи због корозије, али није перфориран, може се применити процес ојачања композитног премаза: композитни материјал од угљеничних влакана или композитни материјал од стаклених влакана на полираном и очишћеном зиду цеви, и формирати ојачани слој кроз очвршћавање смолом како би се надокнадио губитак дебљине зида и повратио капацитет ношења притиска. Погодан је за цевоводе у раду које је незгодно затворити ради замене.
Корозија великих површинаКада површина корозије прелази 30% површине цевовода, или је преостала дебљина зида мања од 70% пројектоване дебљине зида, исплативост поправке је нижа од замене, а цео део цевовода треба заменити.
3. Инспекција квалитета и индустријски стандарди за поправку алуминијумских цеви
Квалитет поправке алуминијумских цеви је директно повезан са безбедношћу рада система, а вишедимензионална инспекција се мора извршити у строгом складу са релевантним индустријским стандардима:
Провера изгледа: Површина завара треба да буде равномерно формирана без дефеката као што су пукотине, поре, инклузије шљаке и прогоревања; прелаз зида цеви у зони поправке треба да буде гладак без очигледних избочина и удубљења.
Инспекција непропусности: Цевоводи под притиском морају бити подвргнути хидростатичком испитивању након поправке, при чему је испитни притисак 1,5 пута већи од пројектованог притиска, и није квалификовано да нема цурења или очигледног пада притиска након задржавања притиска током 30 минута; пнеуматски тест се може усвојити за сценарије где хидростатичко испитивање није погодно, при чему је испитни притисак 1,15 пута већи од пројектованог притиска.
Испитивање без разарања: Поправка цевовода средњег и високог притиска заваривањем ће бити подвргнута 100% пенетрантском испитивању (ПТ) како би се провериле површинске пукотине, а важни цевоводи ће бити подвргнути додатном радиографском тестирању (РТ) или ултразвучном тестирању (УТ) ради верификације унутрашњег квалитета фузије.
Основа индустријских стандарда: Извођење заваривачке конструкцијеКодекс за изградњу и пријем заваривачког инжењеринга теренске опреме и индустријских цевоводаГБ 50236-2011; поправка и заштита од корозије морају бити у складу са релевантним одредбама одПуни животни циклус инжењеринга за контролу корозије цевовода – Општи захтевиГБ/Т 37190.
4. Мере заштите и продужења века након поправке
Поправљено подручје је често слаба карика цевовода. Добра накнадна заштита може значајно продужити укупан радни век:
Завршите антикорозивни систем: Након поправке заваривања, антикорозивна обрада мора се извршити на шаву и зони захваћеном топлотом, а пожељан је антикорозивни процес који је у складу са оригиналним цевоводом како би се избегло стварање нових слабих тачака корозије.
Избегавајте галванску корозију: Покушајте да користите алуминијумске материјале истог квалитета као и основни метал током поправке; ако се морају спојити различити метали, инсталирајте изолационе заптивке или користите диелектричне спојеве да бисте изоловали и прекинули електрохемијско коло корозије.
Оптимизујте управљање радом и одржавањем: Успоставити редован систем инспекције цевовода и једном годишње спровести испитивање дебљине зида и процену корозије за цевоводе у корозивним срединама; контролисати садржај хлоридних јона и пХ вредност транспортног медијума како би се смањили унутрашњи узроци корозије.
5. Економско одлучивање између поправке и замене
Уклањање оштећења од алуминијумске цеви доноси одлуке на основу техничке изводљивости и свеобухватних трошкова:
Сценарији где је поправка пожељна: Опсег оштећења је мали и структурални интегритет је добар; цевовод је посебне спецификације или увозних делова, са дугим циклусом набавке и високим трошковима; производни систем се не може искључити на дуже време, а губитак при гашењу је много већи од трошкова поправке.
Сценарији где је замена пожељна: Озбиљна оштећења, корозија велике површине или заморне пукотине; трошак поправке прелази 60% цене нових цеви; цевовод је достигао пројектовани радни век и укупне перформансе су деградиране.
Поправка индустријских алуминијумских цеви је систематски технички рад, чија је срж у прецизној процени стања оштећења, усклађивању одговарајућег процеса поправке и строгој контроли квалитета конструкције. За поправку алуминијумских цеви у сценаријима високог ризика као што су високи притисак и запаљиви/експлозивни медији, морају га спровести професионални тимови са одговарајућим квалификацијама како би се обезбедио сигуран и стабилан рад поправљеног цевовода.
