Videoscope Image vs. IRIS signal of Heat Exchanger Tubes that subjected to Top of Line Corrosion and Under Deposit Corrosion

Videoscope Image vs. IRIS signal of Heat Exchanger Tubes that subjected to Top of Line Corrosion and Under Deposit Corrosion

Corrosion ที่เกิดขึ้นภายใน Heat exchanger tube ไม่ใช่สิ่งลี้ลับ...

วันนี้มาแชร์ถึงลักษณะของ Top of Line Corrosion (TLC) และ Under Deposit Corrosion (UDC) ที่เกิดขึ้นภายใน Tube ซึ่งเห็นจากภาพถ่าย Videoscope และจากสัญญาณของการตรวจสอบ Tube inspection ด้วยวิธี IRIS เปรียบเทียบกัน

จากรูป Videoscope เราจะเห็นผิวภายใน Tube ส่วนด้านบนกับด้านล่างมีลักษณะที่แตกต่างกันชัดเจน ผิวด้านล่างโดยทั่วไปมีสภาพดีแต่พบเป็นหลุม Corrosion pits กระจายอยู่

จากสัญญาณของการตรวจสอบ Tube inspection ด้วยวิธี IRIS เราะจะเห็นว่าบริเวณของ Tube ส่วนบน ความหนาของ Tube ที่วัดได้จะบางกว่า โดยเฉพาะบริเวณ Top และเห็นสัญญาณของหลุมลึกบริเวณ Tube ส่วนด้านล่าง ซึ่งก็สอดคล้องกับรูปจาก Videoscope

สำหรับเคสนี้ เราเห็นภาพจาก Videoscope และสัญญาณการของ Tube inspection (IRIS) ประกอบกับการตรวจสอบ Tube bundle หลังจากเปิดอุปกรณ์ (As-found visual inspection) ที่เราจะเห็น Scale และ Deposit รวมถึงข้อมูลของ Fluid และ Condition การใช้งาน ทั้งหมดนี้ก็จะทำให้รู้ถึงรูปแบบของ Corrosion และกลไกความเสียหาย (Damage Mechanism) ที่เกิดขึ้นใน Heat exchanger tube bundle ตัวนี้ได้

ในการวิเคราห์สิ่งที่เกิดขึ้นให้ได้อย่างถูกต้องนั้น เราอาจจำแป็นต้องหาข้อมูลและหลักฐานหลายๆ อย่างมาประกอบกันนะครับ 

ป.ล. Top of Line Corrosion (TLC) และ Under Deposit Corrosion (UDC) คืออะไร??? ขอติดไว้ก่อนนะครับ ^_^

by Mo Thanachai 

The outside surface of tubes opposite shell inlet nozzle may be subject to erosion or impingement corrosion

 Likely Location of Corrosion of Heat Exchanger Tube Bundle (3)

The outside surface of tubes opposite shell inlet nozzle may be subject to erosion or impingement corrosion;

ต่อเนื่องจากซีรี่ย์การตรวจสอบ Heat exchanger tube bundle ด้วยสายตา (Visual Inspection) ใน Part 2 ที่ได้พูดถึงว่าบริเวณบน Tube ที่ไม่ค่อยมี Scale และ Deposit เกาะอยู่ เมื่อเทียบกับบริเวณอืนๆ อาจจะเป็นตัวบ่งบอกได้ว่าตรงนั้นมี Erosion เกิดขึ้น ซึ่งก็ได้ยกตัวอย่างบริเวณที่อยู่ตรงข้างกับ Shell inlet nozzle ไป

Link Part 2: MHH - Place for Knowledge Sharing with Happiness: Lack of any scale and deposit on heat exchanger tubes may indicate erosion problem (part 2) (monghaihen.blogspot.com)

Tube ที่อยู่บริเวณตรงข้ามกับ Inlet nozzle ของ Shell จะมีโอกาสเกิด Erosion หรือ Erosion-Corrosion สูงกว่าบริเวณอื่น เนื่องจากเป็นบริเวณที่มี Fluid flow เข้ามาปะทะ…

ตัวอย่างในรูปเป็น Reboiler ของหอกลั่นแยก Propylene ซึ่ง Fluid ทั้งฝั่ง Tube side เป็น Hydrocarbon ที่ค่อนข้างสะอาดไม่มีฤทธิ์กัดกร่อน ในกรณีนี้จากผลการตรวจสอบ Tube โดยใช้เทคนิค IRIS (Internal Rotary Inspection System) จะเห็นว่ามีการกัดกร่อนจากภายนอก Tube ตรงบริเวณที่อยู่ตรงข้ามกับ Shell inlet nozzle พอดี

ดังนั้นเวลาตรวจสอบ Tube bundle ก็อย่าลืมตรวจสอบดู Tube บริเวณนี้เป็นพิเศษ โดยใน ASME PCC-2 แนะนำให้เราตรวจสอบ Tube 3 แถวแรกที่อยู่ตรง Inlet nozzle (The first three rows adjacent to the inlet nozzle) นะครับ 

Did you know??? “Shell adjacent to Impingement Plate” หรือ Shell ส่วนที่อยู่ใกล้กับ Impingement plate ก็อีกบริเวณหนึ่งที่มีโอกาสเกิดการกัดกร่อนจาก Erosion ได้ เนื่องจาก Fluid flow ปะทะกับตัว Impingement plate แล้วสะท้อนหรือเบี่ยงเบนไปปะทะกับตัว Shell 

ดูตัวอย่างตามที่เคยได้แชร์ไปครับ

Likely Location of Corrosion at Shell adjacent to Impingement Plate : http://monghaihen.blogspot.com/2017/01/blog-post_31.html

To be continued…

by Mo Thanachai 

Lack of any scale and deposit on heat exchanger tubes may indicate erosion problem (part 2)

  ซีรี่ย์การตรวจสอบ Heat exchanger tube bundle ด้วยสายตา (Visual Inspection)

Lack of any scale and deposit on heat exchanger tubes may indicate erosion problem (Part 2);

ใน Part 1 ได้ยกตัวอย่างว่า รูปแบบ ปริมาณ ตำแหน่ง ของ Scale และ Deposit ที่เราเห็นนั้น อาจจะสามารถบ่งบอกถึงปัญหา Corrosion ที่กำลังเกิดขึ้นกับ Tube bundle ได้อย่างไรบ้าง…

Link Part 1.1: https://monghaihen.blogspot.com/2023/03/scales-and-deposits-is-useful.html

Link Part 1.2: http://monghaihen.blogspot.com/2023/03/scales-and-deposits-is-useful_0498143111.html

ในทางตรงกันข้าม ถ้าหากเราเห็นว่ามีพื้นที่บน Tube ที่ไม่มี Scale และ Deposit เกาะอยู่ หรือมีน้อยมากเมื่อเทียบกับบริเวณอื่นๆ ก็อาจจะเป็นตัวบ่งบอกได้ว่ามี Erosion เกิดขึ้น, มี Flow มาปะทะหรือปั่นป่วนที่บริเวณนั้น จึงทำให้ไม่มี Scale และ Deposit มาเกาะอยู่ได้

ตัวอย่างในรูป เป็นบริเวณของ Tube ที่อยู่ตรงข้ามกับ Shell Inlet Nozzle ซึ่งเป็นบริเวณที่ Fluid Flow วิ่งเข้ามาปะทะ Tube โดยตรง จึงทำให้เกิด Erosion หรือ Erosion-corrosion ขึ้น โดยเราจะเห็นว่าบริเวณนี้มี Scale และ Deposit เกาะอยู่บน Tube น้อยกว่าบริเวณอื่น ซึ่งถ้าหากเราใช้งานไปเรื่อยๆ โดยที่ไม่ได้ตรวจสอบ Tube บริเวณนี้ก็จะบางลงไปเรื่อยๆ จนกระทั่งรั่ว เหมือนที่เห็นในรูปนี่แหละครับ

Did you know??? ใน Heat exchanger tube bundle บางตัวจะมีการติดตั้ง “Impingement plate” ที่ตำแหน่งตรงข้ามกับ Shell inlet nozzle เพื่อไม่ให้ Fluid flow เข้ามาปะทะกับ Tube โดยตรง ดูตัวอย่างตามที่เคยได้แชร์ไปนะครับ

- Impingement plate of heat exchanger tube bundle: http://monghaihen.blogspot.com/2017/01/blog-post_30.html

To be continued…

by Mo Thanachai 

Vapor Belt for Shell and Tube Heat Exchanger

Vapor Belt for Shell and Tube Heat Exchanger;

หลายคนที่คุ้นเคยกับ Shell and tube heat exchanger น่าจะเคยเห็น “Vapor Belt” หรือปล้องของ Shell ตรง Inlet nozzle แต่อาจจะไม่รู้ว่ามันมีไว้ทำไม???

เอาแบบสั้นๆ คือ...

“Annular distributor” หรือ “Vapor belt” เป็น Chamber หรือห้องที่เพิ่มขึ้นมาตรง Nozzle ฝั่ง Shell side ของตัว Heat exchanger เพื่อใช้บังคับทิศทางและเพิ่มการกระจายตัวของ Gas flow ที่จะเข้ามาปะทะกับ Tube bundle, โดย Vapor belt นั้นอาจจะมีได้ทั้งตรงขาเข้าและขาออกของ Shell side นะครับ 

by Mo Thanachai 

Scales and deposits is a useful inspection guide of heat exchanger tube bundle (Part 1.2)

 ซีรี่ย์การตรวจสอบ Heat exchanger tube bundle ด้วยสายตา (Visual Inspection)

Scale and deposits is a useful inspection guide of heat exchanger tube bundle (Part 1.2);

เรามาดูตัวอย่างเพิ่มเติมกันต่อจาก Part 1.1 ว่า สี รูปแบบ ปริมาณ ตำแหน่ง ของ Scale และ Deposit ที่เราเห็นนั้น จะสามารถบ่งบอกถึงปัญหา Corrosion ที่กำลังเกิดขึ้นกับ Tube bundle ได้อย่างไร…

Link Part 1.1: MHH - Place for Knowledge Sharing with Happiness: Scales and deposits is a useful inspection guide of heat exchanger tube bundle (Part 1.1) (monghaihen.blogspot.com)

ตัวอย่างในรูปที่ 3 เป็นสภาพของ Tube bundles หลังจากเปิดอุปกรณ์และดึงออกมา ซึ่งเราจะเห็นว่ามีบางบริเวณบน Tube bundle ที่มี Corrosion scale สะสมอยู่หนาแน่น และเมื่อทำควาสะอาดและตรวจสอบ Tube โดยใช้เทคนิค Internal Rotary Inspection System (IRIS)  ก็พบว่า บริเวณที่มี Heavy scale ปกคลุมอยู่มี Corrosion เกิดขึ้นที่ผิวด้านนอกของ Tube รุนแรงกว่าบริเวณอื่น

To be continued…

by Mo Thanachai 

Scales and deposits is a useful inspection guide of heat exchanger tube bundle (Part 1.1)

ซีรี่ย์การตรวจสอบ Heat exchanger tube bundle ด้วยสายตา (Visual Inspection)

Scale and deposits is a useful inspection guide of heat exchanger tube bundle (Part 1.1);

ขั้นตอนที่หนึ่ง (1st Step) ในการตรวจสอบ Heat exchanger tube bundle คือตรวจสอบสภาพโดยทั่วไปด้วยการ Visual เพื่อมองให้เห็นถึงรูปแบบของ Corrosion ที่กำลังเกิดขึ้นกับตัวอุปกรณ์

ดังนั้นถ้าเป็นไปได้ เราควรที่จะตรวจสอบ Tube bundles หลังจากเปิดอุปกรณ์ (As-found visual inspection) ก่อนที่จะทำการเคลื่อนย้ายหรือทำความสะอาด ทั้งนี้เพราะว่า สี รูปแบบ ปริมาณ ตำแหน่ง ของ Scale และ Deposit ที่เราเห็นนั้น ในหลายๆ ครั้ง สิ่งเหล่านี้สามารถบ่งบอกถึงปัญหา Corrosion ที่กำลังเกิดขึ้นกับ Tube bundle ได้นะครับ

ตัวอย่างในรูปที่ 1 บริเวณขอบของ Tube (Tube end or tube lip) ที่มี Deposit และสิ่งแปลกปลอม (Foreign material) ไปทับถมอยู่ จะเห็นว่ามี Corrosion (Under Deposit Corrosion) เกิดขึ้นรุนแรงกว่าบริเวณอื่นๆ จนทำให้ Tube บริเวณนั้นแหว่งไปเลย

และตัวอย่างในรูป 2 จะเห็นว่า Tube แถวด้านล่างสุดที่มีการสะสมของ Deposit แตกต่างจาก Tube ในแถวอื่นๆ เมื่อใช้กล้อง Videoscope ส่องเข้าไปดูภายใน Tube หลังจากทำความสะอาด ก็พบว่ามี Localized corrosion รุนแรงเกิดขึ้นจนกระทั่งทำให้ Tube เป็นหลุมลึกและทะลุ (รั่ว)

Did you know??? ความรุนแรงของ Cooling water corrosion ที่เกิดขึ้นกับ Heat exchanger tube bundle ก็มีความสัมพันธ์กับ Deposits ที่เกิดขึ้นเช่นกัน ดูตัวอย่างตามที่เคยได้แชร์ไปครับ

Cooling Water Corrosion in Heat Exchanger Tubes due to Low Flow Velocity

Cooling Water Corrosion in Heat Exchanger Tubes at High Water Temperature Zone

by Mo Thanachai 

Caustic Stress Corrosion Cracking (Caustic SCC) Appearance in Storage Tank

 Caustic Cracking (SCC) Appearance in Storage Tank;

Caustic Stress Corrosion Cracking หรือ Caustic SCC เป็นกลไกความเสียหาย (การแตก) ของวัสดุ Carbon steel ที่สัมผัสกับสารละลาย Caustic solution (NaOH โซเดียมไฮดรอกไซด์หรือโซดาไฟ หรือ KOH โปรแตสเซียมไฮดรอกไซด์) ที่อุณหภูมิสูงกว่า Ambient (โดยทฤษฎีคือมากกว่า 46 C)

ร่องรอยการรั่วซึมของ Caustic ที่เห็นได้ชัดคือจะมีลักษณะเป็นคราบเกลือสีขาว “Caustic Seeping through the Cracks will often deposit “White Salts” that are readily visible” ตามที่เคยได้แชร์ไป http://monghaihen.blogspot.com/search?q=External+Evidence+of+Caustic+Leaking

รอยแตกส่วนใหญ่เกิดขึ้นในบริเวณที่มี Tensile stress ตกค้างสูง  ซึ่งก็คือบริเวณแนวเชื่อมของถัง Carbon Steel ที่ไม่ได้ทำ Post-weld heat treatment เพื่อลด Stress ที่ตกค้างอยู่ในแนวเชื่อม 

รอยแตกสามารถเกิดขึ้นได้ทั้งบนเนื้อเชื่อม (Weld deposit), Heat Affected Zone (HAZ), และในเนื้อวัสดุ (Base metal) รอยแตกที่เห็นบนผิวจะมีขนาดเล็ก และในบางครั้งจะมีรูปร่างลักษณะเป็นกิ่งก้านสาขาคล้ายใยแมงมุม (Spider web)

เนื่องจากรอยแตกที่เกิดขึ้นจะมีขนาดเล็ก และจะเริ่มเกิดบนผิวของวัสดุที่สัมผัสกับ Caustic solution (Surface-initiated crack) ดังนั้นวิธีการตรวจสอบโดยทั่วไป (Conventional NDT) เพื่อดูว่าถังของเราเริ่มมี Caustic cracking เกิดขึ้นหรือยัง? คือการทำ MT (Magnetic particle testing) บริเวณรอบแนวเชื่อมด้านในของถัง (MT แบบ Wet Fluorescent จะดีที่สุด)

ในรูปคือหน้าตาของ Caustic cracking บริเวณแนวเชื่อมของ Shell, Nozzle และ Bottom ด้านในถัง ที่ตรวจสอบได้โดยใช้ MT 

แถม... “Usability of CS in Caustic Soda Service to Prevent SCC” 

API RP 571 มีแนะนำการเลือกใช้งานวัสดุที่เป็น Carbon Steel กับสารละลาย Caustic Soda (NaOH solution) ตามความเข้มข้นและอุณหภูมิ เพื่อป้องกันการเกิด Stress Corrosion Cracking อยู่ด้วยนะครับ

http://monghaihen.blogspot.com/search?q=Usability+of+CS+in+Caustic+Soda+Service

by Mo Thanachai