Speicherfolientechnik zur Überwachung von Chemieanlagen

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1 13. Seminar For more papers of this publication click: Aktuelle Fragen der Durchstrahlungsprüfung und des Strahlenschutzes - Vortrag 04 Technologische Komplexität erfassen und beherrschen. Interdisziplinär. Integral. Innovativ. Speicherfolientechnik zur Überwachung von Chemieanlagen 13. Seminar der DGZfP zu aktuellen Fragen der Durchstrahlungsprüfung und des Strahlenschutzes Ihr Partner für Projekte in der chemischen und pharmazeutischen Industrie Gliederung Einleitung Technik der Radiographie mit Speicherfolien Einsatzbereiche in der Chemieanlage Qualitätssicherung Wiederkehrende Prüfung/RBI Trouble Shooting Strahlenschutzaspekte Zusammenfassung Seite 2;

2 Einleitung Die Technik der sogenannten Schattenaufnahmen oder Projektionsradiographie hat sich insbesondere zur Überwachung von Rohrleitungssystemen in der chemischen Industrie seit vielen Jahren bewährt Als Strahlenquelle dient Ir 192 als Gammastrahler als Film D7/D8 30x40 Seite 3; Vorteile der Projektionsradiographie Die Vorteile dieser Technik liegen darin, dass man mit geringem Aufwand Informationen über den Zustand einer Rohrleitung wie Wanddicke, Innen-/Außenkorrosion erhalten kann: Kein Abisolieren von Rohrleitungen erforderlich Keine aufwendige Vorbereitung von Prüfflächen Messung im Betrieb (flüssige Medien, Temperatur) Keine besonderen Sicherheitsmaßnahmen in Ex- Schutz-Bereichen erfoderlich Vorteil gegenüber Ultraschall ist das Vorliegen einer Abbildung des Prüfbereiches Seite 4;

3 Radiographie mit Speicherfolien Der herkömmliche Röntgenfilm wird durch eine Speicherfolie (Aufnahmesensor) ersetzt. Die Speicherleuchtstoffe des Aufnahmesensors speichern bei Bestrahlung mit ionisierender Strahlung die absorbierte Energie. Der belichtete Aufnahmesensor wird einer Auswerteeinheit zugeführt. Dort emittieren die Leuchtstoffe bei Anregung mit Licht Lumineszenzstrahlung entsprechend der vorher absorbierten Energie: photostimulierte Lumineszenz (PSL) Das von der Speicherfolie ausgelesene Bild, liegt als Pixelgraphik in Form einer Datei vor und kann mit PC- Systemen betrachtet und ausgewertet werden. Seite 5; Einsatzbereiche in Chemieanlagen Bei der Bayer Technology Services GmbH ist ein digitales Speicherfolien Radiographiesystem seit über 5 Jahren im Chemiepark Leverkusen im Einsatz. Das mobile System wird bei Bedarf an andere Standorte oder z. B. zu externe Lieferanten transportiert. Haupteinsatzgebiete sind: Qualitätssicherung (z.b. Gußteile) 4% Wiederkehrende Prüfungen an Rohrleitungen insbesondere in RBI- und KBI- Projekten 90% Trouble Shooting (Verstopfungen von Rohrleitungen, 5% Innenleben von Armaturen) Verfahrensentwicklung (Ermittlung von Dichteverteil- 1% ungen in zwei Phasenströmungen) In den letzten 5 Jahren wurden pro Jahr mehr als 2000 Aufnahmen angefertigt. Etwa die Hälfte der Speicherfolien wurden aktuell aufgrund von Folienschäden ausgetauscht. Die Auslastung im Chemiepark Leverkusen ist stetig angestiegen, so dass z. Z. externe Einsätze nur in Ausnahmefällen erfolgen können. Seite 6;

4 Speicherfolientechnik in der Qualitätssicherung Beispiel Gußteil I Seite 7; Durchstrahlungsprüfung Speicherfolien Seite 8;

5 Durchstrahlungsprüfung Speicherfolien Seite 9; Speicherfolientechnik in der Qualitätssicherung Beispiel Gußteil II Seite 10;

6 Durchstrahlungsprüfung Speicherfolien Seite 11; Durchstrahlungsprüfung Speicherfolien Seite 12;

7 Durchstrahlungsprüfung Speicherfolien Seite 13; Prüfung einer Rohrleitung Die Aufnahme liefert Informationen über die Wandicke der Rohrleitung. Wie erwartet hat der Bogen in der Zugzone eine geringere Wanddicke als in der Druckzone. Im Bogenbereich befindet sich eine Produktablagerung die den Durchfluss behindert Außerdem ist der waagerechte Teil der Rohrleitung zu ca. 90% mit Flüssigkeitgefüllt. Trotzdem lässt sich auch im unteren Bereich die Wanddicke sicher ermitteln. Seite 14;

8 Rohrleitung mit Begleitheizung/Reduzierung Seite 15; Erosion hinter Schweißnaht Seite 16;

9 RBI/KBI Seit ca. 3 Jahren führt Bayer Technology Services Projekte zur Optimierung von Instandhaltung und Verfügbarkeit von Anlagen via wissensbasierter Methoden duch. Ziel Risiko bei üblicher Inspektions-Strategie Risiko bei Anwendung von RBI Inspektionskosten Seite 17; Korrosionskreise: Werkstoffe, Medien, Temperatur,... Seite 18;

10 Interner Materialabtrag ermittelt durch ZfP (z.b. digitale Radiographie) < 0,1 mm/jahr 0,1 0,5 mm/jahr > 0,5 mm/jahr Seite 19; Kritikalität: Definition Ausfallswahrscheinlichkeit (Vorkommen pro Jahr) x Konsequenz ( /Vorkommen) Fortschreitende Apparate- /Rohrleitungs-Schädigung Unsicherheit des Apparate-/ Rohleitungs-Zustandes Emissionen Auswirkung auf Mensch und Umwelt Produktions-Ausfallskosten Instandhaltungskosten Seite 20;

11 Aus der Kritikalität folgt die Festlegung der Inspektionsintervalle Hoch Mittel-Hoch Mittel... Gering Seite 21; KBI/RBI Potenzial Identifizierung von Schwachstellen Konzentrierung der Inspektionskapazitäten auf Problemzonen Verbesserung der Inspektions-Strategien (Schädigungsmechanismus bezogene Technik) Reduzierung technischer Unsicherheit Minimierung von Anlagenstillständen aufgrund unerwarteter Ausfälle Verbesserung der Anlagenverfügbarkeit bei gleichzeitiger Optimierung von Inspektionsaufwand und Instandhaltungskosten Risiko; Sicherheit Seite 22;

12 Strahlenschutz beim Einsatz von Speicherfolien Bei der Speicherfolientechnik reicht eine um ca. 90% reduzierte Strahlendosis zur Erstellung auswertbarer Röntgenaufnahmen an Rohrleitungen aus. D.h. dort wo notwendig kann auch mit geringeren Aktivitäten noch wirtschaftlich gearbeitet werden. Einhaltung der 1mSv/Jahr Bedingung für Betriebspersonal auch bei hoher Inspektionsdichte Geringere Störungen von radiometrischen Einrichtungen zur Prozesssteuerung Seite 23; Zusammenfassung Speicherfolien Technik ist im Bereich der chemischen Industrie im Inspektionsservice fest etabliert Zunehmender Einsatz im Bereich von RBI/KBI-Projekten zur Zustandermittlung von Rohrleitungen: Wanddicke Innen/Außenkorrossion Einsätze im Bereich der Qualitätssicherung; hier insbesondere für Gußteile keine Mehrfilmtechnik erforderlich Im Bereich der Gütesicherung von Schweißnähten, dominiert der klassische Röntgenfilm. Von daher kann auf die Entwicklerchemie bisher nicht verzichtet werden. D.h. wir fahren zweigleisig. Die Speicherfolientechnik liefert einen wesentlichen Beitrag zur Reduzierung der Strahlenbelastung für das Prüfpersonal Seite 24;

13 Technologische Komplexität erfassen und beherrschen. Interdisziplinär. Integral. Innovativ. Vielen Dank für Ihre Auferksamkeit Ihr Partner für Projekte in der chemischen und pharmazeutischen Industrie 13