석유화학 파이프 선택, 설치 및 유지보수

석유화학 배관 소재 선택 및 등급

올바른 파이프 재료를 선택하는 것은 석유화학 배관에서 가장 중요한 첫 번째이자 가장 영향력 있는 결정입니다. 선택은 유체 화학, 온도, 압력, 기계적 부하 및 예상 서비스 수명과 일치해야 합니다. 일반 탄화수소 라인의 경우 탄소강(API 5L/ASME SA-106)은 ~400°F 이하의 온도와 부식 허용 및 코팅이 사용되는 곳에 일반적입니다. 부식성 서비스용(염화물, H ₂ S, 사워 가스), 듀플렉스 스테인리스강(예: UNS S31803/S32205) 또는 슈퍼 듀플렉스는 더 높은 피팅 및 응력 부식 저항성을 제공합니다. 오스테나이트계 스테인리스강(304L/316L)은 적당한 내식성과 용접성이 필요한 곳에 사용되지만 더 높은 온도에서 304L의 염화물 응력 부식 민감성에 유의하십시오. 니켈 합금(예: 인코넬 625/825, 400 시리즈)은 스테인레스강이 부족한 고온, 고부식 환경 및 산성 서비스에 사용됩니다.

재료 비교표(일반적인 특성 및 용도)

부식 제어: 코팅, 라이닝 및 음극 보호

안전 및 가동 시간 목표를 달성하려면 외부 및 내부 부식을 방지하는 것이 필수적입니다. 외부 보호는 일반적으로 프라이머, 고강도 에폭시 또는 FBE(융착식 에폭시) 및 외부 마모/탑코트를 결합합니다. 단열재 하부 부식(CUI)을 가속화하는 워터 트랩을 방지하려면 단열 시스템을 지정해야 합니다. 내부 부식 제어에는 부식 억제제, 탄소강 내부 라이닝(시멘트 모르타르, 폴리머 라이너) 및 억제제가 실행 가능하지 않은 경우 부식 방지 재료 선택이 포함됩니다.

부식을 줄이기 위한 실행 가능한 조치

• 공격적인 환경에서 외부 보호를 위해 FBE 또는 다층 에폭시를 지정하십시오.
• 주입 스키드를 통해 주입된 내부 부식 억제제를 사용하고 억제제 농도를 모니터링하십시오.
• 매설 라인에 대해 음극 보호(희생 양극 또는 감동 전류)를 구현합니다.
• 죽은 다리를 방지하도록 디자인하십시오. 고형물이나 물이 쌓일 수 있는 배수구와 피깅 포트를 제공하십시오.

용접, 접합 및 설치 모범 사례

용접 및 접합 품질은 누출 없는 작동에 직접적인 영향을 미칩니다. ASME IX에 따라 자격을 갖춘 용접 절차(WPS/PQR)를 사용하고 용접공이 정확한 재료 및 접합 유형에 대해 인증을 받았는지 확인하십시오. 예열 및 용접 후 열처리(PWHT) 요구 사항은 재료 및 두께별로 지정되어야 합니다. 고합금강의 경우 층간 온도를 제어하고 저수소 방식을 사용합니다. 플랜지 조인트는 온도, 압력 및 유체 호환성을 위해 선택된 적절한 개스킷 재료(RTJ, 나선형 상처, 엘라스토머)를 사용해야 합니다.

설치 체크리스트(필드)

• 설치하기 전에 재료 인증서(MTC)와 추적성을 확인하십시오.
• 배관 응력을 방지하기 위해 정렬 및 지지 간격을 확인하십시오. 장기 실행 또는 복잡한 부하에 대해 CAESAR II 분석을 수행합니다.
• 설치(캡/플러그) 중에 파이프 끝단과 내부 보어가 오염되지 않도록 보호하십시오.
• 용접 NDE 결과를 기록하고 준공 문서에 첨부합니다.

검사, 테스트 및 NDT 방법

강력한 검사 및 테스트 계획(ITP)은 압력 테스트, NDT 및 주기적인 서비스 중 평가를 결합합니다. 수압 또는 공압 테스트는 규정 제한(예: 정수압의 경우 1.5배 설계 압력)에 따라 시운전 시 압력 무결성을 검증합니다. 일상적인 NDT에는 육안 검사, 철 표면 균열에 대한 자분 입자 테스트(MT), 비철 표면에 대한 염료 침투제(PT), 벽 두께 모니터링을 위한 초음파 테스트(UT), 내부 결함이 치명적일 수 있는 중요한 용접에 대한 방사선 사진 테스트(RT)가 포함됩니다.

권장 NDT 및 모니터링 케이던스

운영 관행: 피깅, 압력 제어 및 모니터링

운영 제어는 침식, 고형물 축적 및 계획되지 않은 가동 중단을 최소화합니다. 피깅(기계식 세척 피그 및 지능형 피그)은 왁스성 원유, 고형물이 포함된 다상 흐름 또는 인라인 검사(ILI)를 운반하는 파이프라인에 필수적입니다. 압력 과도 분석 및 서지 보호(서지 탱크, 서지 릴리프 밸브)는 수격 현상의 위험을 줄입니다. 영구 모니터링을 설치하십시오: 압력/온도 트랜스미터, 부식 쿠폰 및 온라인 유동 화학 샘플러를 통해 사전 개입이 가능합니다.

피깅 및 모니터링 모범 사례

• 안전한 피깅 작업을 위해 적절한 공간과 우회 라인을 갖춘 돼지 발사기/수취 장치를 설계하십시오.
• 금속 손실과 균열을 조기에 감지하기 위해 기준 UT/ILI 이후 지능형 돼지 실행을 예약합니다.
• 압력과 온도의 변화율에 대한 SCADA 경보를 구현합니다. 비상 종료 로직과 통합됩니다.

수리, 재활 및 비상 계획

수리 결정은 데이터를 기반으로 해야 합니다. 결함 심각도에 따라 임시 클램프, 볼트로 고정된 수리 슬리브 또는 용접 수리가 사용될 수 있습니다. 벽 손실의 경우 측정된 부식 속도를 사용하여 남은 수명을 계산하고 균열과 같은 결함에 대해 엔지니어링 중요 평가(ECA)를 적용합니다. 재활 방법에는 국부적 강화를 위한 복합 랩 시스템(탄소 섬유 강화 폴리머)과 화학적 호환성 업그레이드를 위한 내부 라이닝 교체가 포함됩니다.

비상 대응 필수품

• 최신 배관 및 계측 다이어그램(P&ID)과 파이프라인 자산 등록을 유지합니다.
• 일반적인 직경에 맞는 사전 재고 수리 클램프 및 임시 밀봉 키트.
• 현장 수리를 위한 안전한 격리, 감압 및 고온 작업 허가 절차에 대해 직원을 교육합니다.

문서화, 추적성 및 규정 준수

재료 테스트 인증서(MTC), 용접 기록, NDE 보고서 및 시운전 기록을 통해 구매 주문부터 설치까지 완전한 추적성을 유지합니다. 규제 요구 사항(API, 프로세스 배관에 대한 ASME B31.3, 현지 규정)에 따라 테스트 압력, 검사 간격 및 문서 보존이 규정됩니다. 중앙 집중식 문서 관리 시스템을 사용하여 자산 데이터, 검사 이력, 잔여 수명 계산을 저장하여 상태 기반 유지 관리를 구현할 수 있습니다.

비용 동인 및 평생 계획

주요 비용 동인에는 재료 선택, 코팅 시스템, 검사 빈도 및 오류로 인한 예기치 않은 가동 중지 시간이 포함됩니다. 높은 선행 자재 비용(예: 듀플렉스 또는 니켈 합금)과 유지 관리 감소, 가동 중단 감소, 검사 간격 연장의 균형을 유지하여 수명 주기 비용을 최적화합니다. 적극적인 부식 제어 기능을 갖춘 스테인리스/듀플렉스와 탄소강 중에서 선택할 때 간단한 순현재가치(NPV) 또는 투자 회수 분석을 수행하십시오.

시운전 전 빠른 참조 체크리스트

• MTC, WPS/PQR 및 운영자 자격이 완전하고 접근 가능한지 확인하십시오.
• 모든 NDE 및 압력 테스트를 통과했으며 보고서가 제출되었는지 확인합니다.
• 부식 방지 시스템(음극 보호, 코팅)이 설치되고 테스트되었는지 확인하십시오.
• 향후 동향을 위해 기준선 UT 두께 맵과 ILI 데이터를 설정합니다.

이러한 실용적인 지침을 따르면 위험을 줄이고 자산 수명을 연장하며 석유화학 배관을 안전하고 안정적으로 유지할 수 있습니다. 의심스러울 경우 서비스별 부식 및 기계적 평가를 수행하고 재료 및 검사 전문가에게 문의하십시오. 특히 신맛, 고온 또는 부식성이 높은 공정 흐름의 경우 더욱 그렇습니다.