Trong quá trình vận hành lâu dài-của các bộ phận tách khí đông lạnh, rò rỉ bên trong hộp lạnh vẫn là một vấn đề đầy thách thức. Hộp lạnh được đóng gói bằng đá trân châu cách nhiệt, với thiết bị bên trong và đường ống hoạt động ở nhiệt độ đông lạnh. Một khi rò rỉ xảy ra, rất khó để xác định kịp thời và chính xác, đồng thời việc xử lý không đúng cách có thể khiến thiệt hại trở nên trầm trọng hơn. Rút ra từ các trường hợp thực tế được tích lũy thông qua vận hành, bảo trì và đại tu nhiều bộ phận tách khí, một cách tiếp cận tương đối hoàn thiện để xác định, định vị và giải quyết các rò rỉ bên trong đã xuất hiện. Bài viết này cung cấp bản đánh giá có hệ thống về các phương pháp phát hiện rò rỉ, quy trình khắc phục sự cố và biện pháp sửa chữa từ-góc độ vận hành tại chỗ, để các đồng nghiệp tham khảo.
Cách xác định xem rò rỉ có xảy ra bên trong hộp lạnh hay không
Các tín hiệu trực tiếp nhất về rò rỉ hộp lạnh bên trong đến từ các thông số vận hành và hiệu suất bề mặt vỏ-chứ không phải từ việc đợi cho đến khi sương giá hình thành hoặc vỏ nứt.
- Biến động bất thường ở mức chất lỏng của bình ngưng chính hoặc mức chất lỏng của cột dưới: Nếu mức chất lỏng của bình ngưng chính tiếp tục giảm mà không có tải trọng đáng kể hoặc điều kiện vận hành thay đổi, trong khi mức chất lỏng của cột dưới tăng một cách bất hợp lý hoặc nếu hiệu suất chỉnh lưu suy giảm mà không rõ nguyên nhân thì nên nghi ngờ có rò rỉ chất lỏng hoặc khí bên trong.
- Hiện tượng "đổ mồ hôi" hoặc đóng băng cục bộ trên vỏ hộp lạnh: Đây là một dấu hiệu tương đối trực quan. Năng lượng lạnh di chuyển từ điểm rò rỉ làm cho khu vực tương ứng của thành vỏ mát hơn đáng kể so với các khu vực xung quanh. Nếu một vùng cụ thể liên tục xuất hiện sương giá hoặc trắng xóa trong khi các vùng lân cận vẫn khô ráo thì điểm rò rỉ có thể được thu hẹp một cách hợp lý xuống vùng đó.
- Xả đá trân châu hoặc vết chất lỏng bất thường trên mặt đất: Trong trường hợp rò rỉ đáng kể, đá trân châu có thể được dẫn qua các cổng thông hơi trên đỉnh hộp lạnh hoặc các khoảng trống che chắn lối đi. Người vận hành cũng có thể quan sát thấy chất lỏng nhỏ giọt bất thường từ cổng thoát nước phía dưới hoặc thậm chí phát hiện mùi nhẹ-đặc biệt nguy hiểm nếu có chứa hydrocarbon.
- Các chỉ số của máy phân tích xung đột nhau: Ví dụ: độ tinh khiết đột nhiên được cải thiện hoặc xấu đi mà không phản ứng với các điều chỉnh hoặc chỉ số áp suất từ các điểm khác nhau bên trong hộp lạnh cho thấy xu hướng trái ngược nhau-tất cả những điều này đều có thể là do nhiễu loạn trường dòng chảy bên trong do rò rỉ.
Cần phải nhấn mạnh rằng sự rò rỉ bên trong ở giai đoạn đầu- thường rất khó phát hiện, biểu hiện dưới dạng dao động nhẹ về độ tinh khiết hoặc mức giảm sản xuất oxy lỏng ở biên mà dễ bị bỏ qua. Việc kết hợp giám sát nhiệt độ vỏ hộp lạnh vào các cuộc kiểm tra định kỳ, sử dụng phương pháp đo nhiệt độ hồng ngoại theo lịch trình và thiết lập kho lưu trữ phân phối nhiệt độ-so sánh với dữ liệu lịch sử-mang lại giá trị chẩn đoán cao hơn nhiều so với việc đọc một điểm-trong-thời gian.
Nguyên nhân phổ biến gây rò rỉ bên trong hộp lạnh
Hiểu nguyên nhân cốt lõi giúp dự đoán vị trí rò rỉ và bản chất của phương tiện bị rò rỉ trong quá trình khắc phục sự cố. Dựa trên kinh nghiệm thực tế, rò rỉ bên trong hộp lạnh thường xuất phát từ các loại sau:
- Các khuyết tật hàn và vết nứt do mỏi: Qua các chu kỳ khởi động và tắt máy lặp đi lặp lại, ứng suất nhiệt từ các điều kiện nóng và lạnh xen kẽ sẽ gây ra hậu quả. Các khu vực hàn tập trung ứng suất-tập trung{2}}chẳng hạn như đầu ống, khuỷu và chữ T-dễ xuất hiện các vết nứt nhỏ-và dần dần phát triển thành-rò rỉ xuyên tường. Những hiện tượng này thường xảy ra trên đường ống nhôm và các mối hàn.
- Lỗi đóng gói van hoặc khớp mặt bích: Mặc dù hầu hết các khớp nối hộp lạnh bên trong đều được hàn, nhưng vẫn tồn tại một số lượng hạn chế các kết nối mặt bích và lắp đặt van. Trong điều kiện làm lạnh, tải trước của bu lông mặt bích có thể giãn ra và các miếng đệm có thể co lại do biến dạng nguội, dẫn đến hỏng vòng đệm. Những rò rỉ như vậy thường xuất hiện trong quá trình thay đổi phụ tải hoặc sau khi nhà máy khởi động-và khởi động lại.
- Mòn do rung đường ống: Sự rung động của dòng chảy hoặc sự rung động của thiết bị quay làm cho các đường ống cọ xát vào các giá đỡ hoặc vào nhau. Ma sát kéo dài làm mỏng thành ống và cuối cùng có thể bị mòn. Những rò rỉ này thường xuất hiện trên đường xả của máy nén hoặc đường ống dòng chảy hai pha.
- Perlite lắng đọng hoặc hơi ẩm xâm nhập và giãn nở đóng băng: Khi đá trân châu hấp thụ độ ẩm, nó trở nên đặc hơn, lắng xuống và nén đường ống, hoặc hơi ẩm đông lạnh nở ra ở nhiệt độ thấp, có khả năng dịch chuyển hoặc thậm chí làm nứt đường ống. Mặc dù không phải là nguyên nhân trực tiếp gây rò rỉ nhưng đây thường là một yếu tố góp phần.
Trong quá trình-khắc phục sự cố tại chỗ, bạn không nên vội kết luận về nguyên nhân gốc rễ quá sớm. Thay vào đó, hãy thu hẹp các khả năng có thể thông qua các hiện tượng có thể quan sát được,-tham chiếu chéo với lịch sử hoạt động của thiết bị.
Khắc phục sự cố rò rỉ hộp lạnh – Từng bước{0}}từng{1}}
Nếu nghi ngờ có rò rỉ bên trong, đừng vội bóc lớp cách nhiệt hoặc sử dụng hộp lạnh chứa đầy oxy-đuốc nhiên liệu-đá trân châu-. Những hộp lạnh này rất nguy hiểm. Thay vào đó hãy sử dụng cách tiếp cận theo từng giai đoạn.
Bước 1 – Xác định vị trí và vùng rò rỉ
Vẽ dữ liệu nhiệt độ vỏ đa{0}}điểm thành các đường đồng mức-điểm lạnh nhất thường chỉ ra hình chiếu rò rỉ. Nếu an toàn, hãy lấy mẫu khí từ cổng thở trên cùng để xác định O₂, N₂, Ar hoặc hydrocarbon. Điều này chỉ ra các giao thức an toàn của bạn.
Bước 2 – Tắt máy và kiểm tra áp suất-
Đây là phương pháp đáng tin cậy nhất. Sau khi làm ấm-đến môi trường xung quanh, tạo áp suất cho từng phần hệ thống cột bằng nitơ hoặc không khí khô. Sử dụng dung dịch xà phòng cho những chỗ rò rỉ lớn hơn; sử dụng máy đo khối phổ helium có đầu dò đánh hơi cho những vật thể nhỏ-áp dụng trên thành trong của các khu vực nghi ngờ.
Bước 3 – Sử dụng cổng chiết/kiểm tra đá trân châu
Sau khi xả nước và làm nóng{0}}, hãy lấy mẫu đá trân châu phân tầng từ các cổng hiện có để kiểm tra hàm lượng oxy hoặc độ ẩm-điều này giúp thu hẹp vùng rò rỉ. Luôn theo dõi nồng độ O₂ trong quá trình lấy mẫu để tránh nguy cơ thiếu oxy hoặc làm giàu.
Bước 4 – Loại bỏ đá trân châu cục bộ để xác nhận bằng hình ảnh
Sau khi thu hẹp phạm vi có đường kính 1–2 m, hãy loại bỏ đá trân châu cục bộ. Làm sạch bằng nitơ và giữ áp suất dương trong quá trình chiết để chặn không khí ẩm. Loại bỏ từ từ bằng cách theo dõi rò rỉ liên tục cho đến khi tìm thấy điểm chính xác.
Lưu giữ hồ sơ chi tiết trong suốt-biểu đồ nhiệt độ, phân tích khí, đường cong giảm áp suất. Đây là những điều quan trọng đối với các quyết định sửa chữa và phân tích sau{2}}lỗi.
Phương pháp xử lý rò rỉ bên trong hộp lạnh
Sau khi tìm thấy điểm rò rỉ, việc khắc phục phụ thuộc vào vị trí của nó, mức độ nghiêm trọng và tình trạng chung của thiết bị. Các tùy chọn phổ biến bao gồm:
- Nhấn nóng-hoặc bịt kín trực tuyến (chỉ là biện pháp cuối cùng) – Đối với những rò rỉ rất nhỏ khi không thể tắt ngay lập tức, bạn có thể thử bịt kín tạm thời bằng kẹp đặc biệt hoặc chất kết dính đông lạnh. Nhưng do môi trường bên trong phức tạp của hộp lạnh nên tỷ lệ thành công thấp và rủi ro cao. Không được đề xuất như một giải pháp khắc phục chính-chỉ như một cầu nối ngắn hạn-đến việc ngừng hoạt động có trật tự.
- Tắt máy, làm nóng và sửa chữa mối hàn – Đây là giải pháp lâu dài duy nhất. Tắt hoàn toàn thiết bị, xả nước, làm ấm đến nhiệt độ môi trường và thanh lọc kỹ bằng nitơ trước khi hàn hoặc thay thế đường ống. Hàn nhôm cần thợ hàn có trình độ, kinh nghiệm. Làm sạch hoàn toàn cặn Perlite và chất gây ô nhiễm dầu trước khi hàn và duy trì lớp khí bảo vệ liên tục trong suốt. Sau khi hàn, hãy thực hiện kiểm tra thẩm thấu bằng tia X hoặc thuốc nhuộm-trước khi khôi phục lớp cách nhiệt.
- Siết lại mặt bích hoặc thay thế miếng đệm – Nếu vết rò rỉ xảy ra ở khớp nối mặt bích và bản thân mặt bích không bị hỏng thì việc -vặn lại các bu lông sau khi làm nóng-hoặc thay thế miếng đệm đông lạnh thường sẽ hiệu quả. Lưu ý rằng mặt bích đông lạnh có thông số mô-men xoắn cụ thể-việc phỏng đoán sẽ làm hỏng mặt bịt kín.
- Thay thế đoạn ống – Đối với những đoạn bị mài mòn nghiêm trọng hoặc nứt rộng mà việc sửa chữa cục bộ không thể đảm bảo độ tin cậy lâu dài-, hãy thay thế toàn bộ đoạn ống. Trước khi làm như vậy, hãy xác minh loại vật liệu và thông số kỹ thuật của ống; việc thay thế một hợp kim nhôm khác có thể gây ra sự ăn mòn điện hoặc nứt do ứng suất nhiệt.
Sau bất kỳ lần sửa chữa nào, hãy chạy-kiểm tra toàn bộ áp suất của hệ thống và kiểm tra sơ bộ-lạnh. Kiểm tra-lạnh trần là một bước quan trọng sau khi bảo trì hộp lạnh-kiểm tra hệ thống ở nhiệt độ đông lạnh trước khi-lắp lại đá trân châu, để bạn có thể trực tiếp kiểm tra trực quan đường ống và mối hàn cũng như sử dụng thiết bị phát hiện rò rỉ trong điều kiện nhiệt độ-thấp thực tế. Việc này-tốn nhiều thời gian nhưng là cách duy nhất để tránh phải loại bỏ đá trân châu lần thứ hai sau này.
Đăng-Sửa chữa các biện pháp khôi phục và phòng ngừa
Sau khi sửa chữa, hãy làm sạch và lau khô kỹ bên trong hộp lạnh trước khi-đổ lại đá trân châu vào. Bất kỳ lượng dầu, hơi ẩm hoặc mảnh vụn còn sót lại nào đều tạo ra rủi ro khi vận hành. Đổ lại đá trân châu vào các lớp với độ nén thích hợp và giữ cho các lỗ thông hơi phía trên thông thoáng để tránh các khoảng trống phía trên lắng xuống trong quá trình sử dụng.
Trong tuần đầu tiên sau khi khởi động lại, hãy tăng cường giám sát: thực hiện quét hồng ngoại hàng ngày về nhiệt độ vỏ hộp lạnh và so sánh với các đường cơ sở trước khi sửa chữa. Theo dõi chặt chẽ hiệu suất của cột và dữ liệu phân tích để xác minh độ phân giải hiệu quả.
Việc phòng ngừa lâu dài-sẽ mang lại nhiều lợi ích hơn là các biện pháp khắc phục khẩn cấp. Xem xét việc lắp thêm các cảm biến nhiệt độ bên trong được gắn vào DCS có cảnh báo vi sai; chạy phép đo nhiệt độ toàn bộ vỏ hai năm một lần để theo dõi xu hướng; thêm các giá đỡ ống hoặc bộ giảm chấn trên các đường rung-cao; và tiến hành NDT ngẫu nhiên trên các mối hàn quan trọng trong quá trình sửa chữa lớn. Những chi phí trả trước này không đáng kể so với một chiến dịch loại bỏ đá trân châu và-tái cách nhiệt.
Những cân nhắc quan trọng về an toàn
Việc xử lý rò rỉ bên trong hộp lạnh liên quan đến nhiệt độ đông lạnh, áp suất cao, bụi đá trân châu và sự an toàn-môi trường thiếu oxy-có khả năng bị thiếu oxy không thể được nhấn mạnh quá mức. Những điểm chính cần làm nổi bật:
- Trước khi loại bỏ đá trân châu, nồng độ oxy bên trong hộp lạnh phải được đo và duy trì trong khoảng từ 19,5% đến 23%, với hệ thống thông gió liên tục.
- Khi vào hộp lạnh để thực hiện công việc nội bộ, hãy đeo-mặt nạ phòng độc được cung cấp khí để tránh hít phải bụi đá trân châu và tình trạng thiếu oxy.
- Đối với công việc nóng, không chỉ phải kiểm tra nồng độ khí dễ cháy mà còn phải chú ý đến vết hydrocarbon có thể bị mắc kẹt trong đá trân châu, có thể thoát ra khi nung nóng.
- Tất cả các hoạt động kiểm tra áp suất và hàn phải có quy trình riêng và hướng dẫn an toàn, cùng với thiết bị khẩn cấp được bố trí-tại chỗ.
Không có con đường tắt nào trong việc xử lý rò rỉ bên trong hộp lạnh-nó đòi hỏi sự kiên nhẫn, kiểm tra kỹ lưỡng và thực hiện có kỷ luật. Mọi giải pháp thành công đều bắt nguồn từ sự hiểu biết sâu sắc về tình trạng của thiết bị và sự chú ý tỉ mỉ đến từng chi tiết. Những điều trên được cung cấp như một tài liệu tham khảo thực tế cho các đồng nghiệp trong ngành.
