Badania grubości ścianek rurociągów bez demontażu izolacji

Zakład eksploatujący przemysłową instalację chłodniczą na amoniak (NH₃) potrzebował oceny stanu technicznego rurociągów bez ich odkrywania. Instalacja pracuje w izolacji zimnochronnej, a jej zatrzymanie oznacza przerwanie chłodzenia całego obiektu. Zakresem objęto 100 punktów pomiarowych na rurociągach DN15–DN80 o grubości nominalnej ścianki 2,3–3,2 mm. Zadanie polegało na tym, by zbadać grubość ścianek rurociągów bez demontażu izolacji i bez wyłączania układu z ruchu.

Kluczowe rezultaty

Kontrola 100 punktów pomiarowych bez zdejmowania izolacji i bez zatrzymania instalacji chłodniczej.
Wykrycie kilku miejsc newralgicznych, w których grubość ścianki spadła poniżej 1 mm przy nominale 2,3–3,2 mm – czyli ubytek przekraczający 60% pierwotnego przekroju.
Dodatkowo, poza zakresem zlecenia, ujawnienie na radiogramach braków przetopu w spoinach – wskazań przekazanych klientowi jako rekomendacja do odrębnego badania złączy.
Wskazanie konkretnych miejsc do naprawy zamiast wymiany odcinków „w ciemno”.
Cyfrowa dokumentacja radiogramów jako punkt odniesienia dla kolejnych przeglądów.

Wyzwanie: instalacja, której nie można otworzyć ani zatrzymać

Rurociągi amoniakalne pracują w szerokim zakresie temperatur – od kilkudziesięciu stopni poniżej zera na rurociągach ssawnych i cieczowych, po wysokie temperatury po stronie tłocznej sprężarek. Strona zimna jest zaizolowana i osłonięta paroszczelnie, bo bez tego dochodzi do wykraplania wilgoci i oblodzenia.

I właśnie pod tą izolacją powstaje problem. Wilgoć skraplająca się na zimnej powierzchni rury tworzy warunki do rozwoju korozji pod izolacją (CUI), całkowicie niewidocznej z zewnątrz. Przy ściankach o grubości nominalnej 2,3–3,2 mm margines jest minimalny – ubytek rzędu jednego milimetra oznacza już utratę większości wytrzymałości.

Klasyczny ultradźwiękowy pomiar grubości (UTT) wymagałby odsłonięcia każdego punktu, a więc naruszenia paroizolacji, rusztowań i odtworzenia izolacji po badaniu. Daje przy tym wynik wyłącznie punktowy, bez gwarancji trafienia w najcieńsze miejsce. W instalacji amoniakalnej dochodzi jeszcze jeden argument: to medium toksyczne i drażniące, więc każda ingerencja w pracującą instalację jest decyzją obarczoną ryzykiem, a jej zatrzymanie oznacza utratę chłodzenia w całym zakładzie.

Rozwiązanie: radiografia cyfrowa przez izolację

Zastosowaliśmy radiografię cyfrową (DR) w technice tangensowej według PN-EN ISO 20769-1 oraz pomiar przez dwie ścianki według PN-EN ISO 20769-2. Wykorzystaliśmy:

detektor cyfrowy iRay 1012MA,
źródło promieniowania gamma Se-75 w pojemniku Gammamat SE,
oprogramowanie do obróbki i pomiarów na radiogramach cyfrowych.

Dobór źródła nie jest przypadkowy. Wiązka musi przejść przez płaszcz osłonowy, warstwę izolacji i obie ścianki rury, więc rzeczywista grubość prześwietlanego materiału jest wielokrotnie większa od nominalnej grubości ścianki. Selen-75 daje przy tym lepszy kontrast obrazu niż źródła o wyższej energii, co przy tak cienkich ściankach decyduje o możliwości wykonania wiarygodnego pomiaru. Kompaktowy pojemnik Gammamat SE pozwala pracować w ciasnych estakadach i przy rurociągach prowadzonych blisko konstrukcji.

Kluczowa różnica względem metod stykowych: radiogram pokazuje profil ścianki na całej szerokości obrazu, a nie pojedynczy punkt. Widać na nim zarówno miejscowe ubytki korozyjne, jak i geometrię złącza spawanego – dlatego przy okazji pomiarów grubości ujawniły się także wady wykonawcze spoin.

Efekty: ubytki poniżej 1 mm i wady wykonawcze złączy

Spośród 100 skontrolowanych punktów kilka okazało się newralgicznych – zmierzona grubość ścianki spadła w nich poniżej 1 mm, przy nominale 2,3–3,2 mm. To ubytek przekraczający 60% pierwotnego przekroju, w instalacji pracującej pod ciśnieniem i wypełnionej amoniakiem.

Niezależnie od korozji radiogramy ujawniły braki przetopu w spoinach – niezgodności powstałe jeszcze na etapie wykonania instalacji. Ocena złączy spawanych nie była przedmiotem tego zlecenia, a badanie prowadzono według norm właściwych dla pomiaru grubości. Wskazania te przekazaliśmy jednak klientowi wraz z rekomendacją odrębnego badania złączy, ponieważ brak przetopu zmniejsza przekrój czynny spoiny i tworzy karb, od którego może zainicjować się pęknięcie. W układzie pracującym w zmiennych temperaturach, poddawanym cyklom chłodzenia i odszraniania, to realne ryzyko rozszczelnienia.

Klient otrzymał listę konkretnych lokalizacji wymagających działania, zamiast szacunkowej oceny stanu całej instalacji. Pozwoliło to zaplanować naprawy punktowo, w kontrolowanym postoju, zamiast reagować po awarii – co przy amoniaku oznacza nie tylko przestój produkcji, ale też ewakuację i procedury awaryjne. Komplet radiogramów cyfrowych stanowi jednocześnie punkt odniesienia do porównania przy kolejnym przeglądzie i śledzenia tempa ubytków w czasie.

Podobne podejście – ocena tego, co ukryte pod izolacją, bez jej zdejmowania – opisaliśmy również w case study Badania NDT połączeń zaciskanych bez demontażu izolacji.

Opinia klienta

„Instalacji amoniakalnej nie da się ot tak otworzyć ani zatrzymać – każde zdjęcie izolacji to ryzyko i koszt, a postój oznacza brak chłodzenia w całym zakładzie. Badanie przez izolację dało nam obraz stanu rurociągów bez ingerencji w pracujący układ. Najważniejsze, że dostaliśmy konkretne miejsca do naprawy, w tym punkty z grubością znacznie poniżej nominalnej, o których nie mieliśmy pojęcia. Wiemy dziś, gdzie działać, zamiast wymieniać odcinki na wyczucie.”