Fortschrittliche Anlagenüberwachung in der chemischen Industrie

Transkript

1 DGZfP-Jahrestagung Poster 38 Fortschrittliche Anlagenüberwachung in der chemischen Industrie Dow Olefinverbund GmbH Holger Schröter Schkopau Olympus Deutschland GmbH Ulrich Bücher Mainz Für die produktionsbegleitende Anlagenüberwachung ist die Optimierung der Stillstandzeiten mittels vorausschauender vorbeugender Instandhaltung ein wesentliches Kriterium. Der Anlagenteil steht unter Druck und ist gleichzeitig mit hoher Temperatur beaufschlagt. Die Zuverlässigkeit des Bauteiles ist deshalb besonders kritisch. 1

2 Voraussetzung und Durchführung der Prüfung In dem hier skizzierten Anlagenteil gilt es z.b. Schweissnähte unter Betriebsbedingungen zu prüfen. Die Durchführung der Prüfung soll mit einfachen mechanisierten Hilfsmitteln erfolgen. Der Aufbau ist netzunabhängig und von einer Person leicht zu bedienen. Die vorbereitenden Arbeiten soll so gering wie möglich gehalten werden. Das System muss kalibrierbar sein, um eine wiederkehrende Prüfung sicher und vergleichbar durchführen zu können. Die Dokumentation muss in die vorhandenen Schemata und Vorlagen integriert werden. Schweissnahtprüfung mit Ultraschall Über Winkeleinschallung: Diese ist notwendig, um das Abschleifen der Decklage zu umgehen und die Bindefehler in der Nahtvorbereitung detektieren zu können! Beim Abrastern des Schweissbereiches werden die WEZ, die Wurzel und die Decklage erfasst. Es muss ein genügend grosser Bereich um die Schweissnaht zugänglich sein. Prüftechnik bei der Schrägeinschallung 2

3 Diese Voraussetzung zu schaffen gelingt in der Regel nur unzulänglich oder mit grossem Kostenaufwand.Durch den Einsatz von Gruppenstrahler oder Phased-Array-Technik werden diese Bedingungen wesentlich vereinfacht. Schnelles elektronisches Scannen ohne bewegte Teile Verbesserte Prüfempfindlichkeit durch Schallfeldsteuerung Prüfen mit verschiedenen Winkeln durch elektronisches Steuern Höhere Flexibilität beim Prüfen komplexer Geometrien Optimierte Fokussierung Optimierter Einschallwinkel Linien-Sensor für die Schweissnahtprüfung: Durch das Schwenken und Fokussieren des Schallfeldes bewegt die Elektronik das Ultraschallfeld über das komplette Schweissnahtvolumen. 3

4 Mit der eingesetzten Prüftechnik erhöht sich zum Einen die Prüfsicherheit und die Auffindwahrscheinlichkeit von Flankenbindefehler, Einschlüssen, Lunker etc. und zum Anderen steigt der Informationsdicht unter der Verwendung von mehreren Einschallwinkeln. Zur Darstellung der im Beispiel 25 A-Bilder bedient das Gruppenstrahlergerät sich des Sektorbildes. Es werden die Amplituden der einzelnen Einschallwinkel einer Farbskala zugeordnet. Weiss bedeutet 0% Bildschirmhöhe, rot entspricht 100%. Damit können die Information aus dem Prüfbereich einfach und schnell beurteilt und zugeordnet werden. Darstellung der Prüfergebnisse im Sektorbild 40 Einschallwinkel 70 Einschallwinkel Alle A-Bilder von 40 bis 70 Einschallwinkel werden in diesem Sektor- Bild dargestellt. Die Markierung B0 zeigt die Direktanschallung T1 entspricht dem ganzen Sprungabstand 4

5 Zur sicheren Überwachung des geprüften Bereiches wird eine Mechanik eingesetzt. Diese ist speziell optimiert auf flächige Bereiche und Rohrschweissungen. Mit den Ultraschalldaten werden gleichzeitig die Ortskoordinaten Es entsteht aufgenommen eine flächige und Darstellung Im Ultraschallgerät bzw. eine Abwicklung. aufgezeichnet. Die Zuordnung der Anzeigen auf die geprüfte Schweissnaht ist damit sehr einfach und reproduzierbar. Das Ausmessen der Anzeigenlänge auf dem Umfang wird in der Abwicklung mittels Messkursoren durhgeführt. Die Aussage in der Wiederholungsprüfung bezüglich der Ausdehnung einer Anzeige verbessert sich enorm. Ultraschallergebnisse im Sektor und im C-Bild Die selbe Darstellung ohne A-Bild: Sektor-Bild C-Bild Tabelle mit Positionsangaben der jeweiligen Anzeigen 5

6 Mit diesen ungewohnten Darstellung erhält der Prüfer einen schnellen und präzisen Überblick über die Lage, Ausdehnung und Grösse der Fehlstellen. Aufgrund der Kalibration des Prüfsystems haben die A- Bilder die gleiche Funktion zur Bestimmung der Halbwertsbreite, der Fehlergrösse etc. wie in den konventionell erzeugten Anzeigen. Praktisches Beispiel einer Schweissnahtprüfung: Hier die Mechanik mit Testrohr zur Justierung: 6

7 Praktische Beispiele einer Korrosionsprüfung: Hier die Darstellung einer Korrosionsrinne mit der Software zur Darstellung der Daten ohne das Ultraschallgerät Mit der selben Software eine Datei mit flächiger Korrosion an einer Behälterwand Zusammenfassung: Die Justierung erfolgt an einem präparierten Vergleichskörper und echten Schadensfällen um die Sicherheit der Aussage so fundiert wie möglich zu gestalten. Die Wirtschaftlichkeit dieser Prüfungen stellt ebenfalls eine wichtige Kenngröße dar. Die Prüfung auf Innenfehler konnte bisher nicht durchgeführt, da das Bauteil von innen nicht zugänglich ist. Die Prüfung von Außen mit konventioneller Ultraschalltechnik kann im Vergleich zur Fehlererkennung mit einem Faktor von vier- bis fünf angesetzt werden. 7

8 Herzlich danken möchten wir den Kollegen aus der Anlage, sowie den Prüfern, welche die Einarbeitung und Adaption der neuen Technologie in den Betrieben umgesetzt haben. 8