Hãy hình dung tình huống này: báo động bảo trì vang lên đột ngột, dây chuyền sản xuất dừng lại và chi phí sửa chữa tăng vọt như thủy triều dâng. Nguyên nhân gốc rễ? Rất có thể là do hỏng ống lò hơi. Là trái tim công nghiệp của nhiều hoạt động, tình trạng của ống lò hơi ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả hoạt động và hiệu quả kinh tế. Làm thế nào các doanh nghiệp có thể tránh được kịch bản ác mộng này?

Ống lò hơi là những ống kim loại quan trọng để làm nóng nước và tạo ra hơi nước trong lò hơi công nghiệp. Dựa trên kiểu dòng chảy của nước và khí nóng, lò hơi được chia thành hai loại chính:

• Lò hơi ống nước: Nước lưu thông qua các ống được nung nóng từ bên ngoài bằng khí thải từ lò. Thiết kế này chịu được áp suất cao hơn và phù hợp với các ứng dụng công nghiệp quy mô lớn.
• Lò hơi ống lửa: Khí nóng đi qua các ống làm nóng nước xung quanh thông qua dẫn nhiệt. Các cấu trúc đơn giản hơn này phục vụ các hoạt động có yêu cầu hơi nước vừa phải.

Bất kể loại nào, ống lò hơi phải chịu đựng các điều kiện khắc nghiệt—nhiệt độ cao, áp suất lớn và môi trường ăn mòn—khiến chúng dễ bị tổn thương bởi nhiều cơ chế hư hỏng.

Sự cố ống lò hơi hiếm khi xảy ra đột ngột mà phát triển thông qua việc tiếp xúc kéo dài với các yếu tố gây hại:

• Ăn mòn nước cấp: Nước cấp không được xử lý đúng cách có chứa oxy hòa tan, các hợp chất axit hoặc các yếu tố ăn mòn khác dần xói mòn bên trong ống, gây mỏng thành và thủng. Sự hình thành cặn làm giảm hơn nữa hiệu quả truyền nhiệt, tăng mức tiêu thụ nhiên liệu và có thể dẫn đến quá nhiệt cục bộ.
• Graphit hóa: Ở nhiệt độ cao liên tục, các cacbua trong một số loại thép hợp kim thấp phân hủy thành graphite, làm suy yếu độ bền vật liệu và giảm khả năng chống rão. Hiện tượng này làm giảm đáng kể tuổi thọ của ống.
• Mỏi nhiệt: Sự thay đổi nhiệt độ lặp đi lặp lại trong quá trình khởi động, tắt máy và thay đổi tải tạo ra ứng suất bên trong tích tụ thành các vết nứt, đặc biệt là ở các khu vực tập trung ứng suất như mối hàn.
• Mỏi ăn mòn: Tác động kết hợp của môi trường ăn mòn và ứng suất chu kỳ làm tăng tốc độ hình thành và lan truyền vết nứt, làm giảm nghiêm trọng tuổi thọ mỏi trong các mối nối hàn và các vùng tập trung ứng suất.

Để ngăn chặn một cách có hệ thống các sự cố ống lò hơi, Viện Nghiên cứu Điện lực (EPRI) đã thành lập chương trình Giảm thiểu sự cố ống lò hơi (BTFR) vào năm 1985. Cách tiếp cận toàn diện này giúp các ngành công nghiệp xác định, đánh giá và kiểm soát các rủi ro về ống lò hơi thông qua bốn thành phần chính:

• Đánh giá rủi ro: Đánh giá một cách có hệ thống các hệ thống lò hơi để xác định các cơ chế hư hỏng tiềm ẩn và các vùng có rủi ro cao, xem xét các thông số kỹ thuật thiết kế, lịch sử hoạt động, hồ sơ bảo trì và chất lượng xử lý nước.
• Chiến lược kiểm tra: Thực hiện các giao thức kiểm tra khoa học bằng cách sử dụng các phương pháp kiểm tra không phá hủy thích hợp như siêu âm, chụp X-quang, dòng điện xoáy và kiểm tra thẩm thấu.
• Các biện pháp bảo trì: Tối ưu hóa việc xử lý nước, kiểm soát các thông số vận hành và thực hiện sửa chữa hoặc thay thế kịp thời dựa trên đánh giá rủi ro và kết quả kiểm tra.
• Phân tích dữ liệu: Thiết lập các hệ thống dữ liệu mạnh mẽ để theo dõi các kiểu hư hỏng, dự đoán tuổi thọ còn lại của ống và thông báo các cải tiến chiến lược phòng ngừa.

Các tổ chức áp dụng chương trình BTFR báo cáo sự giảm đáng kể các sự cố ống lò hơi, thời gian ngừng hoạt động ngoài kế hoạch và chi phí sửa chữa đồng thời tăng cường an toàn và độ tin cậy tổng thể của hệ thống.

Đầu tư chủ động vào các biện pháp phòng ngừa mang lại lợi nhuận đáng kể so với việc sửa chữa phản ứng. Ngoài việc giảm chi phí bảo trì trực tiếp, việc triển khai BTFR giảm thiểu tổn thất sản xuất do ngừng hoạt động ngoài kế hoạch, cải thiện tỷ lệ sử dụng thiết bị và kéo dài tuổi thọ của lò hơi—mang lại lợi ích tài chính và hoạt động lâu dài.