ลองนึกภาพสถานการณ์นี้: สัญญาณเตือนการบำรุงรักษาดังขึ้นอย่างกะทันหัน สายการผลิตหยุดชะงัก และค่าใช้จ่ายในการซ่อมแซมพุ่งสูงขึ้นเหมือนกระแสน้ำที่กำลังมา สาเหตุหลักคืออะไร? น่าจะเป็นความล้มเหลวของท่อหม้อไอน้ำ ในฐานะที่เป็นหัวใจสำคัญในการดำเนินงานของอุตสาหกรรมหลายแห่ง สุขภาพของท่อหม้อไอน้ำส่งผลกระทบโดยตรงต่อประสิทธิภาพการดำเนินงานและผลการดำเนินงานทางเศรษฐกิจ ธุรกิจจะหลีกเลี่ยงสถานการณ์ฝันร้ายนี้ได้อย่างไร?

ท่อหม้อไอน้ำเป็นท่อโลหะที่สำคัญที่ให้ความร้อนแก่น้ำและสร้างไอน้ำภายในหม้อไอน้ำอุตสาหกรรม ตามรูปแบบการไหลของน้ำและก๊าซร้อน หม้อไอน้ำแบ่งออกเป็นสองประเภทหลัก:

• หม้อไอน้ำแบบท่อน้ำ: น้ำไหลเวียนผ่านท่อที่ได้รับความร้อนจากภายนอกโดยก๊าซจากเตาเผา การออกแบบนี้ทนต่อแรงดันสูงกว่าและเหมาะสำหรับการใช้งานในอุตสาหกรรมขนาดใหญ่
• หม้อไอน้ำแบบท่อไฟ: ก๊าซร้อนไหลผ่านท่อที่ให้ความร้อนแก่น้ำโดยรอบผ่านการนำความร้อน โครงสร้างที่เรียบง่ายเหล่านี้ให้บริการการดำเนินงานที่มีความต้องการไอน้ำในระดับปานกลาง

ไม่ว่าจะประเภทใด ท่อหม้อไอน้ำต้องทนต่อสภาวะที่รุนแรง—อุณหภูมิสูง แรงดันสูง และสื่อที่มีฤทธิ์กัดกร่อน—ทำให้ท่อเหล่านี้มีความเสี่ยงต่อกลไกความเสียหายหลายประการ

ความล้มเหลวของท่อหม้อไอน้ำเกิดขึ้นไม่บ่อยนัก แต่อาจเกิดขึ้นได้จากการสัมผัสกับปัจจัยที่ก่อให้เกิดความเสียหายเป็นเวลานาน:

• การกัดกร่อนของน้ำป้อน: น้ำป้อนที่ไม่ได้รับการบำบัดอย่างเหมาะสมซึ่งมีออกซิเจนที่ละลายอยู่ สารประกอบที่เป็นกรด หรือองค์ประกอบที่มีฤทธิ์กัดกร่อนอื่นๆ จะกัดกร่อนภายในท่อทีละน้อย ทำให้ผนังบางลงและเกิดรูพรุน การก่อตัวของตะกรันยังช่วยลดประสิทธิภาพการถ่ายเทความร้อน เพิ่มการใช้เชื้อเพลิง และอาจนำไปสู่ความร้อนสูงเกินไปเฉพาะจุด
• Graphitization: ภายใต้อุณหภูมิสูงอย่างต่อเนื่อง คาร์ไบด์ในเหล็กโลหะผสมต่ำบางชนิดจะสลายตัวเป็นกราไฟต์ ทำให้ความแข็งแรงของวัสดุอ่อนลงและลดความต้านทานการคืบคลาน ปรากฏการณ์นี้ช่วยลดอายุการใช้งานของท่อลงอย่างมาก
• ความล้าจากความร้อน: การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิซ้ำๆ ในระหว่างการเริ่มต้น การปิดเครื่อง และการเปลี่ยนแปลงโหลดจะสร้างความเครียดภายในที่สะสมเป็นรอยร้าว โดยเฉพาะอย่างยิ่งในบริเวณที่มีความเครียดเข้มข้น เช่น รอยเชื่อม
• ความล้าจากการกัดกร่อน: การทำงานร่วมกันของสื่อที่มีฤทธิ์กัดกร่อนและความเครียดแบบวงจรช่วยเร่งการเริ่มต้นและการแพร่กระจายของรอยร้าว ทำให้ลดอายุการใช้งานของความล้าลงอย่างรุนแรงในข้อต่อรอยเชื่อมและโซนความเข้มข้นของความเครียด

เพื่อป้องกันความล้มเหลวของท่อหม้อไอน้ำอย่างเป็นระบบ สถาบันวิจัยพลังงานไฟฟ้า (EPRI) ได้จัดตั้งโครงการลดความล้มเหลวของท่อหม้อไอน้ำ (BTFR) ในปี 1985 แนวทางที่ครอบคลุมนี้ช่วยให้อุตสาหกรรมต่างๆ ระบุ ประเมิน และควบคุมความเสี่ยงของท่อหม้อไอน้ำผ่านองค์ประกอบสำคัญสี่ประการ:

• การประเมินความเสี่ยง: ประเมินระบบหม้อไอน้ำอย่างเป็นระบบเพื่อระบุกลไกความล้มเหลวที่อาจเกิดขึ้นและโซนที่มีความเสี่ยงสูง โดยพิจารณาจากข้อกำหนดในการออกแบบ ประวัติการดำเนินงาน บันทึกการบำรุงรักษา และคุณภาพการบำบัดน้ำ
• กลยุทธ์การตรวจสอบ: ใช้โปรโตคอลการตรวจสอบทางวิทยาศาสตร์โดยใช้วิธีการทดสอบแบบไม่ทำลายที่เหมาะสม เช่น อัลตราโซนิก รังสี กระแสวน และการทดสอบการแทรกซึม
• มาตรการบำรุงรักษา: ปรับปรุงการบำบัดน้ำ ควบคุมพารามิเตอร์การดำเนินงาน และดำเนินการซ่อมแซมหรือเปลี่ยนทดแทนตามการประเมินความเสี่ยงและผลการตรวจสอบ
• การวิเคราะห์ข้อมูล: สร้างระบบข้อมูลที่แข็งแกร่งเพื่อติดตามรูปแบบความล้มเหลว ทำนายอายุการใช้งานที่เหลืออยู่ของท่อ และแจ้งการปรับปรุงกลยุทธ์การป้องกัน

องค์กรที่นำโครงการ BTFR มาใช้รายงานว่ามีการลดลงอย่างมากในความล้มเหลวของท่อหม้อไอน้ำ การหยุดทำงานโดยไม่ได้วางแผนไว้ และค่าใช้จ่ายในการซ่อมแซม ในขณะที่เพิ่มความปลอดภัยและความน่าเชื่อถือของระบบโดยรวม

การลงทุนเชิงรุกในมาตรการป้องกันให้ผลตอบแทนที่สำคัญเมื่อเทียบกับการซ่อมแซมแบบปฏิกิริยา นอกเหนือจากการลดค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาโดยตรงแล้ว การนำ BTFR มาใช้ยังช่วยลดการสูญเสียการผลิตจากการหยุดทำงานที่ไม่คาดหมาย ปรับปรุงอัตราการใช้ประโยชน์จากอุปกรณ์ และยืดอายุการใช้งานของหม้อไอน้ำ ซึ่งให้ประโยชน์ด้านการดำเนินงานและการเงินในระยะยาว