Czyszczenie rurociągów przed rozruchem. Kiedy warto je zastosować?

Rurociąg zespawany, przebadany ciśnieniowo i przekazany przez ekipę montażową jest gotowy mechanicznie. Czysty nie jest. W środku nadal siedzi zgorzelina walcownicza, rdza z okresu składowania, odpryski spawalnicze, środek konserwujący z prefabrykacji i woda pozostała po próbie. Pierwszy przepływ medium procesowego zamienia to w ścierną zawiesinę i wynosi dokładnie tam, gdzie instalacja znosi ją najgorzej.

Dlatego czyszczenie ma w harmonogramie własne miejsce, między zakończeniem montażu a rozruchem. Otwarte pozostaje zwykle to, jak daleko je posunąć. Płukanie wodne załatwia sporo i kosztuje niewiele. Czyszczenie chemiczne, z odtłuszczaniem, trawieniem i pasywacją, trwa kilka dni, wymaga pozwoleń i przeszkolonych ludzi, a bywa jedynym rozwiązaniem, które działa.

W JobTech obszar ten należy do tego samego zakresu co prace mechaniczne, próby ciśnieniowe i wsparcie rozruchu, które realizujemy w projektach eksportowych dla zagranicznych producentów urządzeń i międzynarodowych zespołów EPC.

Co zostaje w rurze po montażu

Nie świadczy to o złej robocie. Rura walcowana na gorąco wychodzi z huty z przylegającą warstwą tlenków, która trzyma się do pierwszych cykli termicznych i dopiero wtedy zaczyna odpryskiwać. Miesiące na placu składowym dokładają produkty korozji, spawanie żużel i odpryski, a prefabrykacja olej technologiczny. Budowa dorzuca piasek, pojedyncze końcówki elektrod i co jakiś czas ścinek uszczelki, którego nikt nie zauważył.

Osobnym problemem jest woda po próbie ciśnieniowej. Stojąca koroduje stal węglową. W stali austenitycznej robi jeszcze więcej szkody: powyżej mniej więcej 50 ppm chlorków zaczyna drążyć wżery, a przy naprężeniach i podwyższonej temperaturze może zainicjować korozję naprężeniową, zanim instalacja przepracuje godzinę. Dlatego specyfikacje ograniczają zawartość chlorków w wodzie do prób i wykluczają wodę morską przy stalach nierdzewnych.

Ile kosztuje pominięcie tego etapu

Za zanieczyszczenia nie płaci się z budżetu na czyszczenie. Płaci się z harmonogramu rozruchu.

Osad zapycha filtr tymczasowy, pompa traci zalanie i kawituje. Twarde cząstki rysują powierzchnie ślizgowe uszczelnień i czopy łożysk. W maszynach wirnikowych zanieczyszczenie jest najczęstszą przyczyną awarii suchych uszczelnień gazowych i w większości trafia tam podczas rozruchu, a nie w eksploatacji. Zawory regulacyjne, które przestały pełne wody po płukaniu i rdzy, nie przestawiają się płynnie, a późniejsze strojenie pętli już tego nie naprawi. Kryzy pomiarowe wskazują błędnie, więc dane z testów funkcjonalnych opisują instalację, której nie ma. W układach parowych cząstki porwane do turbiny erodują łopatki w ciągu kilku minut.

Każdy z tych przypadków oznacza demontaż, oczekiwanie na części z długim terminem dostawy i powtarzanie testów, które były już odebrane.

Wybór metody

O większości decyduje medium. O reszcie geometria rurociągu i to, co pracuje za nim.

Rurociągi cieczowe zaczyna się od płukania wodnego, w którym pracę wykonuje prędkość. Płucze się zwykle przy półtora- do dwukrotności prędkości roboczej, a przepływ musi przekroczyć prędkość opadania usuwanych cząstek: orientacyjnie 3 m/s dla cząstek powyżej 500 µm i 1,5 m/s w zakresie od 100 do 500 µm. Wolniej i zanieczyszczenie po prostu przenosi się do kolejnego niskiego punktu. Rurociągi gazowe i powietrza sterowniczego przedmuchuje się powietrzem lub azotem, przy prędkości od 25 do 35 m/s.

Rurociągi pary zasilające turbinę to jedyny przypadek, w którym czystość jest liczbą, a nie oceną. Przedmuch dobiera się tak, aby ciśnienie dynamiczne przewyższyło wartość roboczą, co daje współczynnik siły czyszczącej co najmniej 1,0, w praktyce 1,2 lub wyższy, a wynik odczytuje się z polerowanej płytki kontrolnej. Linii nie odbiera się, dopóki kolejne przedmuchy nie dadzą płytek mieszczących się w kryteriach producenta turbiny.

Układy oleju smarnego, uszczelniającego i sterowniczego płucze się olejem przy dużej prędkości. Przepływ musi być burzliwy, czyli liczba Reynoldsa powyżej 4 000, choć większość procedur celuje w 8 000 do 10 000, przy oleju podgrzanym do mniej więcej 65 do 75 °C, żeby obniżyć lepkość. Kryterium odbioru jest tu wynik laboratoryjny, klasa czystości ISO 4406, a nie zajrzenie do rury.

Czyszczenie chemiczne zaczyna się tam, gdzie to wszystko przestaje wystarczać: przy zanieczyszczeniu związanym chemicznie z metalem, którego żadna prędkość nie ruszy.

Układ	Metoda	Kryterium odbioru	Odniesienie
Rurociągi cieczowe	Płukanie wodne	Czysty filtr tymczasowy	ASME B31.3
Gaz, powietrze sterownicze	Przedmuch powietrzem lub azotem	Wylot wolny od cząstek	Praktyka branżowa
Para do turbiny	Przedmuch parowy	Płytka kontrolna, współczynnik od 1,0	ASME B31.1 / OEM
Olej smarny i sterowniczy	Płukanie olejowe	Klasa ISO 4406, np. 16/14/11	API 614
Kotły, wymienniki, linie olejowe	Czyszczenie chemiczne	Pasywacja, pH płukania od 6 do 8	ASTM A380

Przebieg czyszczenia chemicznego

Najpierw instalację odcina się od reszty i buduje obieg tymczasowy: pompy, zbiorniki, podgrzew, węże oraz wstawki rurowe w miejsce każdego zaworu regulacyjnego, przepływomierza i kryzy. Przez aparaturę i łożyska nic nie krąży.

Pierwsze jest odtłuszczanie alkaliczne, bo olej i środek konserwujący na powierzchni nie przepuszczą kwasu do leżącej pod spodem zgorzeliny. Trawienie rozpuszcza tlenki, a dobór kwasu zależy od tego, co faktycznie jest w rurze. Cytrynian amonu odpowiada lekkim, czysto żelazowym osadom typowym dla nowej instalacji. Kwas solny w stężeniu około 5 procent radzi sobie z grubszą zgorzeliną na stali węglowej. EDTA sprawdza się przy dużym ładunku tlenków, gdzie długi i powolny czas kontaktu jest bezpieczniejszy niż krótki i agresywny. Roztwór zawsze zawiera inhibitor korozji, a temperatura i czas kontaktu są pod ścisłą kontrolą, bo przetrawiona powierzchnia to wytrawiony materiał rodzimy.

Płukanie i neutralizacja doprowadzają wodę końcową do pH od 6 do 8, a przy układach krytycznych do 6 lub 7. Pasywacja odtwarza warstwę ochronną, dzięki czemu odsłonięty metal nie pokrywa się rdzą w ciągu kilku godzin. Potem instalację się osusza i albo zabezpiecza azotem, albo napełnia cieczą konserwującą, zależnie od tego, jak długo poczeka na rozruch. Zużyte roztwory są odpadem niebezpiecznym, neutralizuje się je i przekazuje do utylizacji.

Kiedy naprawdę warto?

Uczciwa odpowiedź brzmi: zależy, co pracuje za rurociągiem i ile kosztuje tydzień straconego rozruchu.

Czyszczenie chemiczne broni się w układach zasilających maszyny wirnikowe, w obiegach oleju smarnego i uszczelniającego, w kotłach, kotłach odzysknicowych i liniach pary do turbiny oraz w instalacjach tlenowych, gdzie odtłuszczenie jest wymogiem bezpieczeństwa, a nie jakości. Na tej liście są też reaktory katalityczne, bo porwane żelazo zatruwa złoże.

Przy krótkich liniach pomocniczych, wodzie chłodzącej i mediach niekrytycznych, za którymi nie pracują maszyny wirnikowe, płukanie lub przedmuch są odpowiedzią proporcjonalną, a resztę przejmie filtr rozruchowy o grubszym oczku.

Dwie sytuacje przeważają nad tą oceną. Rurociągi, które przed montażem długo leżały na wolnym powietrzu, oraz instalacje pozostawione z wodą po próbie mają produkty korozji powstałe już po opuszczeniu huty. Płukanie ich nie ruszy.

Czyszczenie w projektach eksportowych JobTech

Na kontrakcie międzynarodowym etap czyszczenia wytwarza dokumentację równolegle z czystą powierzchnią. Każdy obieg wymaga podanej metody, parametrów, przy jakich faktycznie pracował (prędkość, temperatura, stężenie, czas kontaktu), kryterium odbioru i podpisanego zapisu, że kryterium zostało spełnione. Prace prowadzi się według norm EN i ASME oraz wymagań QA/QC klienta, a zapisy trafiają do pakietu przekazania do rozruchu.

Dla producenta urządzeń dostarczającego na rynek polski obecność ekipy wykonawczej na miejscu zdejmuje realną barierę wejścia. Technologia i kryteria odbioru są po stronie producenta. Ludzie, pompy, zbiorniki, chemia i procedury są po naszej.

Planujesz czyszczenie i rozruch instalacji?

JobTech wykonuje płukanie, czyszczenie chemiczne oraz próby ciśnieniowe i szczelności rurociągów i urządzeń przemysłowych w ramach prac mechanicznych i wsparcia rozruchu, z pełną dokumentacją i zgodnie ze standardami klienta. Jeśli zastanawiasz się, jak daleko powinno sięgać czyszczenie Twojej instalacji, odezwij się do nas.