CUI on Dead-legs of Cold Piping 2 (Instrument Connections)

CUI on Dead-legs of Cold Piping 2 (Instrument Connections);

ต่อเนื่องจากก่อนหน้าที่เคยแชร์ Case เกี่ยวกับ CUI on Dead-legs ที่ Line Pressure gage (Instrument connection) ของ Pressure Vessel ไปแล้ว 

https://www.facebook.com/monghaihen/photos/a.967979109947407/3794818377263452/

วันนี้จะมาแชร์ Case ลักษณะเดียวกันที่เกิดกับ Piping เพิ่มเติมกันนะครับ

สำหรับ Cold Piping ที่ใช้งานที่อุณหภูมิติดลบนั้น ส่วนของท่อที่ต่อออกมายังเครื่องตรวจวัด (Instrument Connection) ซึ่งมีระยะห่างออกมาจาก Main line และมีลักษณะเป็น Dead-leg (ไม่มี Fluid flow) จะมีความร้อนจากภายนอกถ่ายเทเข้ามาและทำให้บริเวณที่เป็น Dead-leg นี้มีอุณหภูมิสูงขึ้นทำให้ความชื้นในอากาศเกิดการควบแน่นหรือ Condensation เป็นหยดน้ำขึ้น (สังเกตในรูปซ้ายมือจะเห็นว่า Main line มีน้ำแข็งเกาะแต่ส่วนของท่อที่ต่อมายัง Pressure gage จะเห็นเป็นหยดน้ำจากการ Condensation)

การควบแน่นของความชื้นในอากาศจนเกิดเป็นหยดน้ำขึ้นที่ผิวของท่อนั้น จะทำให้เกิด CUI รุนแรงได้ในบริเวณที่ Insulation มีรอยแตกหรือรอยรั่วให้อากาศสามารถเข้ามาได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งตรงบริเวณจุดจบของ Insulation

(ในรูปขวามือจะเป็น CUI ที่เกิดตรง Tube และ Valve ที่ต่อออกมาจาก Orifice flange ไปยัง Flow Transmitter)

อย่าลืมนะกันนะครับว่า ตอนวางแผนตรวจสอบ CUI นั้น นอกจาก Instrument connection dead-legs ของ Pressure Vessel แล้ว ก็ยังมีของ Piping ด้วยเหมือนกันนะครับ

by Mo Thanachai 

Susceptible Locations for Corrosion Under Insulation (CUI) in Piping System

 Susceptible Locations for Corrosion Under Insulation (CUI) in Piping System;

วันนี้มีจุดเสี่ยงที่มีโอกาสเกิด Corrosion Under Insulation (CUI) มาแชร์กันครับ ซึ่งส่วนใหญ่จะเห็นบริเวณที่น้ำหรือความชื้นจะสามารถเข้าไปสะสมได้ครับ

1) ส่วนที่เป็นท่อ Dead-legs (ไม่มี Flow ไหล) ขนาดเล็ก เช่น ท่อ Vent และ ท่อ Drain ที่เป็นท่อขนาดเล็กยื่นออกมาจากท่อหลัก

2) บริเวณ Pipe Support และ Pipe Hanger ซึ่งมีการหุ้ม Insulation ที่มีความไม่ต่อเนื่อง หรือมีส่วนที่ยื่นออกมาจาก Insulation 

3) Valve และ Fitting (Elbow, Tee) ที่การหุ้ม Insulation ไม่ต่อเนื่อง

4) Bolted on pipe shoes จะมีส่วนที่ยื่นออกมาจาก Insulation

5) ตำแหน่งที่ Steam tracing หรือ Electrical tracing เข้าและออกจาก Insulation

6) จุดจบของ Insulation ตรงบริเวณ Flange ซึ่งจะมีรอยต่อที่น้ำหรือความชื้นสามารถจะเข้าไปได้

7) Flange joint ซึ่งที่มีการหุ้ม Insulation แบบไม่ต่อเนื่อง

8) ท่อในส่วนที่ตะเข็บของ Insulation อยู่ด้านบน (น้ำก็เข้าไปได้ง่ายสิ)

9) จุดจบของ Insulation ของท่อในแนวดิ่ง ซึ่งจะมีรอยต่อที่น้ำหรือความชื้นจะสามารถเข้าไปสะสมได้

10) บริเวณท่อ Branch ขนาดเล็กที่แยกออกมาจากท่อใหญ่ ซึ่ง Insulation บริเวณดังกล่าวจะมีความไม่ต่อเนื่อง

11) บริเวณที่ต่ำที่สุดของท่อ (Low points) ถ้าหากพบว่าท่อนั้นมี Insulation เสียหาย (น้ำสามารถเข้าไปได้)

12) สุดท้ายก็คือบริเวณที่เราเห็นว่า Insulation เสียหายและน้ำสามารถที่จะเข้าไปได้

by Mo Thanachai 

Use of Protective Coating to Prevent CUI-ECSCC for Austenitic Stainless Steel Equipment

 Use of Protective Coating to Prevent CUI-ECSCC for Austenitic Stainless Steel Equipment;

ต่อเนื่องจาก Case CUI-ECSCC (Corrosion Under Insulation – External Chloride Stress Corrosion Cracking) ที่เกิดขึ้นกับอุปกรณ์ที่มีวัสดุเป็น Austenitic Stainless Steel ซึ่งได้แชร์ไปก่อนหน้านี้ วันนี้เรามาพูดถึงวิธีการป้องกันกันบ้างครับ

นอกจากการออกแบบวิธีการหุ้ม Insulation ให้เหมาะสม เพื่อให้น้ำหรือความชื้นเข้าไปได้ยากแล้ว การทำสีบนอุปกรณ์ที่เป็น Stainless Steel ก็สามารถช่วยป้องกัน CUI-ECSCC ได้ โดย Spec. สีที่ทาง NACE International (The Association for Materials Protection and Performance) แนะนำก็จะเป็นตามในตารางเลยครับ

ตัวอย่างในรูปเป็นการทำสีเพื่อป้องกัน CUI-ECSCC หลังจากงานตรวจสอบหารอยแตกด้วยใช้วิธีการ Penetrant Testing (PT) บริเวณแนวเชื่อมและข้างๆ แนวเชื่อมของ Stiffening rings กับตัว Shell ซึ่งแต่เดิมอุปกรณ์ตัวนี้ไม่ได้ถูกทำสีไว้ครับ

by Mo Thanachai 

CUI-ECSCC on Stainless Steel Tower on shell above stiffening rings

CUI-ECSCC on Stainless Steel Tower on shell above stiffening rings;

ต่อเนื่องจาก Case ของวิธีการหุ้ม Insulation ที่ไม่เหมาะสม (Poor Insulation Design) ตรงบริเวณ Stiffening ring ซึ่งจะทำให้น้ำและความชื้นสามารถเข้าไปสะสมอยู่ที่ด้านบนของตัว Stiffening ring และเกิด Localized corrosion รุนแรงภายใต้ Insulation ซึ่งเป็นลักษณะของ Corrosion Under Insulation (CUI) ที่จะเกิดกับอุปกรณ์ที่มีวัสดุเป็น Carbon steel และ Low alloy steel ดังในรูปที่ได้แชร์ไปครั้งก่อน

ส่วนของวันนี้จะมาแชร์ถึงลักษณะของ CUI ที่เกิดกับวัสดุ Austenitic stainless steel (ASS) เช่น พวก Stainless steel grade 304 ซึ่งจะเป็นการแตกในรูปแบบของ External Chloride Stress Corrosion Cracking (ECSCC) ซึ่งมีสาเหตุมาจาก Chloride ในน้ำฝนหรือในบรรกาศ รวมถึง Chloride ในวัสดุ Insulation เอง ถูกน้ำที่เข้าไปใน Insulation พาไปเจอกับผิวของ Stainless Steel ที่ร้อนจึงทำให้น้ำบางส่วนระเหยออกไปและปริมาณ Chloride มีความเข้มข้นมากขึ้น จนกระทั่งทำให้เกิดสภาวะที่มีฤทธิ์กัดกร่อน (Corrosive environment) ภายใต้ Insulation ประกอบกับมีความเค้นตกค้าง (Residual Tensile Stress) ที่เกิดจากการเชื่อม Stiffening ring ติดกับตัว Shell จึงทำให้เกิดการแตกขึ้น

Case ตัวอย่างในรูปจะเป็นรอยแตกทะลุ (Through-wall crack) จากด้านนอกของตัว Shell และตีนแนวเชื่อมที่บริเวณด้านบน Stiffening ring ทั้งหมด 4 อัน (อันที่ #2 ถึง #5 นับจากด้านบน) โดย Amine Stripper Tower ตัวนี้ใช้งานที่อุณหภูมิ 109 – 121°C มาเป็นเวลามากกว่า 15 ปี โดยที่มีการหุ้ม Insulation บริเวณ Stiffening ring #2, #4 ที่ไม่เหมาะสม (Stiffening ring ยื่นเลยออกมาจาก Insulation)

ใน API RP 583 บอกถึงช่วงของอุณหภูมิที่สามารถพบความเสียหายจาก CUI-ECSCC ในอุปกรณ์ที่เป็น Austenitic stainless steel ได้มาก ก็คือช่วงระหว่าง 60 - 175°C และช่วงอุณหภูมิที่มีความเสี่ยงมากที่สุดก็คือ 60 – 120°C ครับ ยังไงก็ลองไปรีวิวอุปกรณ์ของเรากันดูนะครับ

by Mo Thanachai 

Poor Insulation Design vs. Good Insulation Design for Stiffening Rings to prevent CUI

Poor Insulation Design vs. Good Insulation Design for Stiffening Rings to prevent CUI;

Corrosion Under Insulation (CUI) ใน Case ตัวอย่างในรูปแรก เป็น Tower ที่มีการหุ้ม Insulation ที่ไม่เหมาะ เนื่องจากจะมี Stiffening ring ยื่นออกมาจาก Insulation ซึ่งทำให้น้ำและความชื้นสามารถเข้าไปสะสมอยู่ที่ด้านบนของตัว Stiffening ring และเกิด CUI รุนแรงได้ตามรูปเลยครับ

วิธีการหรือ Barrier ในการป้องกัน CUI อันดับแรกก็คือ การออกแบบการหุ้ม Insulation ให้เหมาะสมเพื่อป้องกันน้ำผ่านตัว Jacket เข้าไปใน Insulation

สำหรับวิธีการหุ้ม Insulation ที่เหมาะสมเพื่อป้องกันน้ำเข้าตรงบริเวณ Stiffening ring (ตามรูปที่สอง) รวมถึงบริเวณอื่นๆ ที่เป็นรอยต่อหรือจุดเสี่ยงที่น้ำจะสามารถเข้าไปได้ก็จะมี Recommend อยู่ใน “API RP 583 Corrosion Under Insulation and Fireproofing” และ “NACE RP0198 Control of Corrosion Under Thermal Insulation and Fireproofing Materials” นะครับ

น้ำเข้าไปใน Insulation ได้ยาก ก็เกิด CUI ได้ยากขึ้นครับ

by Mo Thanachai 

CUI on Dead-legs of Cold Pressure Vessel 1 (Instrument Connections);

CUI on Dead-legs of Cold Pressure Vessel 1 (Instrument Connections);

Dead-leg คือท่อส่วนที่ไม่มี Fluid flow ด้วยเหตุนี้ความร้อนจากภายนอกที่ถ่ายเทมายัง (Cold) Dead-leg หรือความร้อนจากตัว (Hot) Dead-leg เองที่ถ่ายเทออกไปภายนอกจะสามารถทำให้อุณหภูมิที่ผิวของ Dead-leg นั้นแตกต่างจาก Main line หรือ Main Equipment และอาจเกิด CUI รุนแรงได้ ดังนั้น Dead-leg จึงเป็นบริเวณเราที่ต้อง Focus เป็นพิเศษในงานตรวจสอบ Corrosion Under Insulation หรือ CUI 

Dead-legs นั้นไม่ได้มีเฉพาะกับระบบท่อ แต่ Pressure Vessel เองก็มี Dead-legs ด้วยเช่นกัน

Case ที่พบได้บ่อยก็คือ Instrument connection ยกตัวอย่าง Case ในรูปเป็นท่อที่ออกจาก Vessel ต่อไปยัง Pressure gauge ซึ่งเราจะเห็นว่าท่อส่วนนี้มันเป็น Dead-legs, Pressure vessel ลูกนี้ทำจากวัสดุ Carbon steel และใช้งานที่อุณหภูมิ -23 C ซึ่งตาม API RP 583 ที่มีอุณหภูมิต่ำกว่า -12 C จะไม่เกิด CUI …

!!! แต่ไม่ใช่กับ Dead-legs ของมัน !!! ซึ่งมีอุณหภูมิแตกต่างออกไป

ดังนั้นตอนวางแผนตรวจสอบ CUI ก็อย่าลืมคิดถึง Dead-legs ของ Pressure Vessel กันด้วยนะครับ

by Mo Thanachai