FFS – Folyamatos üzemre való alkalmasság

Időszakos inspekció FFS – Időszakos inspekció eredményeként repedés a hosszvarrat mentén a tartály belső oldalán

Szabványos eljárás

Az API/ASME FFS szabványos eljárás 3 értékelési szintet definiál:

  • Szint 1 (Level 1): ez a legegyszerűbb, un. alap értékelési eljárás, amelyet egy gyakorlott ellenőr, vagy üzemi mérnök is elvégezhet.
    • a folyamat során egyszerű kézi kalkulációk is végrehajthatók
    • szükségszerűen a legkonzervatívabb értékelési szint (néha Level 2,3 megfelel, viszont Level 1 nem)
    • bizonyos esetekben Level 1 nem megengedett (pl. szeizmikus terhelés, szélteher, stb)
    • Level 1 esetén az FFS-ben előírt eljárásokat pontosan kell követni, önálló, illetve egyéni értelmezésnek helye nincs!
  • Szint 2 (Level 2): komplexebb értékelési eljárás, mint Level 1, amelyet FFS-ben gyakorlott mérnök végezhet el. A legtöbb Level 2 kalkuláció előre definiált munkalapokon történik.
    • a folyamat során elvégzett kalkulációk menete és formája FFS szerint előre definiált
    • Level 2 alkalmazása során nagyobb mérnöki mozgástér engedhető meg műszaki döntések tekintetében
    • a kiértékelést végző mérnöknek jártasnak kell lennie FFS eljárásaiban
  • Szint 3 (Level 3) : ez a leghaladóbb értékelési szint, amelyet magasan képzett és gyakorlott szakértő mérnök végezhet el. Az FFS ezen szintje a szükséges feszültség- és egyéb mérnöki analízisek számára számítógépes szimulációkat (CAE, CFD, NVH) tartalmazhat.
    • a Level 3 folyamat során FFS szabvány néhány tervezési koncepciót ír elő, a kiértékelés részletes kidolgozását a szakértő mérnökre bízza
    • mivel minden műszaki szituáció különbözik, a bonyolult mérnöki eljárások és számítások nehezen szervezhetők egymás utáni gyakorlati lépésekből álló rendszerbe, ezért nagyobb a szakértő mérnök felelőssége
    • A Level 3 kiértékelés a legköltségesebb FFS eljárás, azonban ha egy komplex mérnöki analízis eredményeképpen súlyos meghibásodások és nem tervezett leállások kerülhetők el, akkor az valószínűleg jó befektetés volt
Az esettanulmány leírása

INSPEKCIÓ:

Időszakos inspekció eredményeként repedés a hosszvarrat mentén a tartály belső oldalán

FELADAT:

Szabványos FFS eljárás (API 579/ASME, PD7910, FITNET) segítségével el kell dönteni, hogy a hosszvarrat belső oldala mentén, valamely roncsolás mentes vizsgálattal észlelt repedés-jellegű meghibásodással alkalmas-e a berendezés a biztonságos további üzemelésre, vagy sem.

Az API/ASME FFS szabványos eljárás 3 értékelési szintet definiál:

  • Szint 1 (Level 1) : ez a legegyszerűbb, un. alap értékelési eljárás, amelyet egy gyakorlott ellenőr, vagy üzemi mérnök is elvégezhet.

  • Szint 2

    (Level 2) : komplexebb értékelési eljárás, mint Level 1, amelyet FFS-ben gyakorlott mérnök végezhet el. A legtöbb Level 2 kalkuláció előre definiált munkalapokon történik.

  • Szint 3

    (Level 3) : ez a leghaladóbb értékelési szint, amelyet magasan képzett és gyakorlott szakértő mérnök végezhet el. Az FFS ezen szintje a szükséges feszültség- és egyéb mérnöki analízisek számára számítógépes szimulációkat (CAE, CFD, NVH) tartalmazhat.

A KIÉRTÉKELÉS LÉPÉSEI:

  • 1. A meghibásodás okának feltárása
    • A meghibásodás mechanizmusát feltáró
      ADATLAP
    • Normál üzemeltetés előtt szerzett meghibásodások
    • Normál üzemeltetés alatt kialakuló meghibásodások
  • 2. Adatszükséglet (technikai adatok és mechanikai jellemzők meghatározása)
    • ADATLAP
      repedés-szerű meghibásodások kiértékeléséhez
    • A berendezés eredeti
      tervezési adatai
    • A berendezés
      karbantartási
      és
      üzemeltetési
      adatai
    • A berendezés
      terhelése
      és
      feszültség-eloszlása
    • A berendezés
      anyagának tulajdonságai
      (Rp02 ; Rm ; KIC )
    • A repedés-szerű
      meghibásodás
      jellemzői
  • 3. API 579/ASME értékelési módok
    • 1. Kiértékelési szint (Level 1) : legegyszerűbb értékelési eljárás, gyakorlott ellenőr, vagy üzemi mérnök végezheti
    • 2. Kiértékelési szint (Level 2) : komplex értékelési eljárás, FFS-ben gyakorlott mérnök végezheti
    • 3. Kiértékelési szint (Level 3) : leghaladóbb értékelési szint, magasan képzett és gyakorlott szakértő mérnök végezheti el

A meghibásodás okának feltárása

A berendezés üzem közbeni inspekció során feltárt meghibásodásai eredhetnek valamely anyag-, illetve gyártási, és/vagy üzemeltetés alatt indukált hibákból:

  • A berendezés normál üzemeltetése előtt szerzett meghibásodásai
    • Anyaghibák
    • Hegesztési folyamattal kapcsolatos hibák (porozitás, hegesztési repedések, kitöltési hibák, stb)
    • Megmunkálással kapcsolatos hibák (gyök-lemunkálás, köszörülési repedések, horpadások, bemetszések, stb)
    • PWHT kapcsolatos hibák (PWHT repedések, elridegedés, stb)
    • Helytelen anyagválasztás
  • A berendezés normál üzemeltetése alatt kialakuló meghibásodások

a – hosszirányú repedés
b – keresztirányú repedés
c – pórusosság
d – lyukacsosság
e – lokális porozitás
f – lineáris porozitás
g – zsugorodási üreg
h – salakzárvány
i – tökéletlen kitöltés
j – belső hegedési hiba
k – oldal hegedési hiba
l – gyök bemetszés
m – varratmagasság
n – varratkitöltés
o – kitöltési árok
p – átfedés
q – illesztési hiba 

A berendezés üzem közbeni inspekció során feltárt meghibásodásai eredhetnek valamely anyag-, illetve gyártási, és/vagy üzemeltetés alatt indukált hibákból:

  • A berendezés normál üzemeltetése előtt szerzett meghibásodások
  • A berendezés normál üzemeltetése alatt kialakuló meghibásodások
    • Átfogó és helyi anyaghiányosság korrózió és/vagy egyéb eróziós okok miatt
    • Felületre kiérő repedések
    • Anyagban lévő repedések
    • Anyagban indukált mikro-repedések (hidrogén-betegség, kúszás)
    • Az anyag metallurgiai változásai
      • Szénacélok elridegedése, szemcsésedése, grafitkiválásai
      • Ferrites és ausztenites acélok ridegedést okozó un. s-fázis kiválásai
      • Ferrites és duplex rozsdamentes acélok 475oC felett tapasztalható elridegedése
      • 2.25Cr-1Mo acélok esetén tapasztalható megeresztési ridegedés
Adatszükséglet

2. ADATSZÜKSÉGLET (ADATLAP repedés-szerű meghibásodások kiértékeléséhez):



ADATSZÜKSÉGLET:

  • A berendezés eredeti tervezési adatai
    • Berendezés fontos tervezési méretei (átmérő, falvastagság, stb)
    • Modellezési (CAD/CAE) és számítási (feszültség, feszültség-intenzitás, stb) adatok
    • Csonkok, fedelek, csövek, stb méretei, vastagságai, csatlakozásai.
  • A berendezés karbantartási és üzemeltetési adatai
    • A meghibásodás kialakulásának legvalószínűbb mechanizmusa
    • A repedés növekszik vagy sem
    • Repedés alakjának és méreteinek becslése
    • Lehetséges javítási, vagy kármentesítési intézkedések
  • A berendezés terhelése és feszültség-eloszlása
    • Releváns terhelési esetek meghatározása (nyomás, hőmérséklet, egyéb mechanikai terhek, stb)
    • Feszültségek kiszámítása (analitikus formulák STANDARD alapján, numerikus módszer - FEA)
    • Feszültségkomponensek osztályozása (elsődleges, másodlagos, maradó)
  • A berendezés anyagának tulajdonságai (Rp02 ; Rm ; KIC)
    • Mechanikai és hőtechnikai konstansok (E, n, a, stb)
    • Folyáshatár és szakítószilárdság értékek (Rp02 ; Rm ; valós s-e görbe - Ramberg-Osgood)
    • Feszültségek intenzitás értékek (KIC)
    • Repedés növekedési modell (modell+konstansok maradó élettartam meghatározásához)
  • A repedés-szerű meghibásodás jellemzői
    • A repedés hosszának meghatározása
    • A repedés mélységének meghatározása
    • Elágazó repedések jellemzése
    • Többszörös repedés jellemzése
    • Inspekciós technikák
    • Alkalmas NDE módszer kiválasztása
      • repedés elhelyezkedése szempontjából (felületi, bezárt)
      • hossz, mélység, orientáció (szög) és pozíció helyes meghatározása szempontjából
API 579/ASME értékelési móodok

API 579/ASME ÉRTÉKELÉSI MÓDOK (Level 1. Assessment):

  • STEP 1

    • Berendezés terhelése
    • Berendezés üzemelési hőmérséklete

  • STEP 2

    • Repedés-szerű meghibásodás méretei (hossz, mélység, elhelyezkedés)

  • STEP 3

    • API Diagram kiválasztása tartály típusa és repedés elhelyezkedése alapján

  • STEP 4

    • Megengedett repedés-hossz görbéjének meghatározása

  • STEP 5

    • Referencia hőmérséklet meghatározása (Tref) SA-516 Gr. 70 anyagminőség esetén

  • STEP 6

    • Megengedhető maximális repedés-hossz (2c) meghatározása

  • STEP 7

    • Kiértékelés