تخيل هذا السيناريو: تنطلق إنذارات الصيانة فجأة، وتتوقف خطوط الإنتاج، وترتفع تكاليف الإصلاح مثل المد المتصاعد. السبب الجذري؟ على الأرجح فشل أنابيب الغلاية. بصفتها القلب الصناعي للعديد من العمليات، تؤثر صحة أنابيب الغلاية بشكل مباشر على الكفاءة التشغيلية والأداء الاقتصادي. كيف يمكن للشركات تجنب هذا السيناريو الكابوسي؟

أنابيب الغلاية عبارة عن أنابيب معدنية بالغة الأهمية تقوم بتسخين المياه وتوليد البخار داخل الغلايات الصناعية. بناءً على أنماط تدفق المياه والغازات الساخنة، تنقسم الغلايات إلى فئتين رئيسيتين:

• غلايات الأنابيب المائية: تدور المياه عبر الأنابيب التي يتم تسخينها خارجيًا بواسطة غازات الفرن. يتحمل هذا التصميم ضغوطًا أعلى ويتناسب مع التطبيقات الصناعية واسعة النطاق.
• غلايات الأنابيب النارية: تمر الغازات الساخنة عبر الأنابيب التي تسخن المياه المحيطة عن طريق التوصيل الحراري. تخدم هذه الهياكل الأبسط العمليات ذات متطلبات البخار المتواضعة.

بغض النظر عن النوع، تتحمل أنابيب الغلاية ظروفًا قاسية - درجات حرارة عالية وضغطًا شديدًا ووسائط تآكل - مما يجعلها عرضة لآليات تلف متعددة.

نادراً ما تحدث أعطال أنابيب الغلاية فجأة، ولكنها تتطور من خلال التعرض المطول للعوامل الضارة:

• تآكل مياه التغذية: تؤدي مياه التغذية غير المعالجة بشكل صحيح والتي تحتوي على الأكسجين المذاب أو المركبات الحمضية أو العناصر المسببة للتآكل الأخرى إلى تآكل الأجزاء الداخلية للأنابيب تدريجيًا، مما يتسبب في ترقق الجدران وثقبها. يؤدي تكوين القشور إلى تقليل كفاءة نقل الحرارة، وزيادة استهلاك الوقود، وقد يؤدي إلى ارتفاع درجة الحرارة الموضعية.
• التحويل إلى الجرافيت: في ظل درجات الحرارة المرتفعة المستمرة، تتحلل الكربيدات الموجودة في بعض سبائك الصلب منخفضة السبائك إلى جرافيت، مما يضعف قوة المادة ويقلل من مقاومة الزحف. هذه الظاهرة تقصر بشكل كبير من عمر خدمة الأنبوب.
• الإجهاد الحراري: تولد دورات درجة الحرارة المتكررة أثناء بدء التشغيل والإغلاق وتغيرات الحمل إجهادات داخلية تتراكم في شقوق، خاصة في المناطق التي يتركز فيها الإجهاد مثل اللحامات.
• إجهاد التآكل: يعمل الإجراء المشترك للوسائط المسببة للتآكل والإجهاد الدوري على تسريع بدء الشقوق وانتشارها، مما يقلل بشدة من عمر الإجهاد في الوصلات الملحومة ومناطق تركيز الإجهاد.

لمنع أعطال أنابيب الغلاية بشكل منهجي، أنشأ معهد أبحاث الطاقة الكهربائية (EPRI) برنامج تقليل أعطال أنابيب الغلاية (BTFR) في عام 1985. يساعد هذا النهج الشامل الصناعات على تحديد وتقييم والتحكم في مخاطر أنابيب الغلاية من خلال أربعة مكونات رئيسية:

• تقييم المخاطر: يقيم بشكل منهجي أنظمة الغلايات لتحديد آليات الفشل المحتملة والمناطق عالية الخطورة، مع الأخذ في الاعتبار مواصفات التصميم والتاريخ التشغيلي وسجلات الصيانة وجودة معالجة المياه.
• إستراتيجية الفحص: تنفذ بروتوكولات فحص علمية باستخدام طرق اختبار غير مدمرة مناسبة مثل الاختبار بالموجات فوق الصوتية، والتصوير الإشعاعي، والتيار الدوامي، واختبار الاختراق.
• تدابير الصيانة: تعمل على تحسين معالجة المياه، والتحكم في المعلمات التشغيلية، وتنفيذ الإصلاحات أو الاستبدالات في الوقت المناسب بناءً على تقييمات المخاطر ونتائج الفحص.
• تحليل البيانات: تنشئ أنظمة بيانات قوية لتتبع أنماط الفشل، والتنبؤ بالعمر المتبقي للأنبوب، وإعلام تحسينات الإستراتيجية الوقائية.

تسجل المؤسسات التي تتبنى برنامج BTFR انخفاضًا كبيرًا في أعطال أنابيب الغلاية، ووقت التوقف غير المخطط له، وتكاليف الإصلاح مع تعزيز السلامة والموثوقية العامة للنظام.

يؤدي الاستثمار الاستباقي في التدابير الوقائية إلى عوائد كبيرة مقارنة بالإصلاحات التفاعلية. بالإضافة إلى تقليل تكاليف الصيانة المباشرة، يقلل تطبيق BTFR من خسائر الإنتاج الناتجة عن الأعطال غير المجدولة، ويحسن معدلات استخدام المعدات، ويطيل عمر خدمة الغلاية - مما يوفر فوائد تشغيلية ومالية طويلة الأجل.