Reformerrohrprüfung

FOERSTER bietet die zerstörungsfreie Werkstoffprüfung in der chemischen Industrie weltweit als Dienstleistung an. Dabei stellt die Reformerrohrprüfung den Schwerpunkt dar.

Prüfungen an Reformerrohren werden durchgeführt in Ammoniakanlagen, Methanolanlagen, Raffinerien und in Stahlwerken. Für die mechanisierte Durchführung der Reformerrohrprüfungen in Chemieanlagen steht gut ausgebildetes zfP-Personal, qualifiziert nach DIN EN 9712, mit mehreren Level 2 und Level 3 Prüfingenieuren zur Verfügung.

In Kombination mit der eigenen Wirbelstromgeberentwicklung und -fertigung ist es möglich, auch technisch schwierige Wirbelstromprüfungen zuverlässig durchzuführen.

Außenrohrprüfung

  • LEO-SCAN

Ein von FOERSTER entwickeltes Riss- und Dimensionsmesssystem ist seit über 20 Jahren erfolgreich zur Überprüfung von Reformerrohren im Einsatz. Es werden Wirbelstromsonden eingesetzt, die speziell für die Prüfung von Reformerrohren entwickelt worden sind. Im Gegensatz zu normalen Wirbelstromsonden erzeugen sehr leistungsfähige Sensoren ein Magnetfeld, das Rohrwandstärken bis 25 mm vollständig durchdringen kann. Da die Wirbelstromtechnik kein Koppelmittel benötigt, ist die Wirbelstromverteilung stets gleich, so dass die Prüfergebnisse stets gut reproduzierbar sind.

Die wichtigste Forderung bei der Reformerrohrprüfung besteht darin, sowohl mikroskopisch feine Haarrisse als auch größere Risse sicher zu erkennen und deren Gefährlichkeit richtig zu bewerten.

Gleichzeitig mit der Rissprüfung werden die Reformerrohre geometrisch vermessen, um prozessbedingte Dehnungen des Materials rechtzeitig festzustellen (Creep). Diese Messung erfolgt mit bis zu vier Lasern. Mit dieser Technik wird eine sehr hohe Messgenauigkeit erzielt in Kombination mit einer sehr guten Reproduzierbarkeit der Messwerte.

Es können prozessbedingt 3 Szenarien von Rohrschäden auftreten:

1.      Große Risse ohne eine Rohraufweitung

2.      Eine signifikante Rohraufweitung, ohne dass bereits ein Riss entstanden ist

3.      Eine Rohraufweitung in Kombination mit Rissen

Der Typ der Rohrschäden hängt von den Prozessbedingungen ab, die sehr unterschiedlich sein können.

Unsere NDT-Prüfsysteme sind in einer mechanischen Vorrichtung integriert, die speziell für die Prüfung in Reformeröfen entwickelt worden ist. Die besondere konstruktive Gestaltung des Rohrprüfgerätes ermöglicht ein Abscannen der befeuerten Rohre vom Reformerboden bis zur Decke. Die Wirbelstromsensoren und die Laser sind dabei so positioniert, dass Messungen in den kritischen, unteren Breichen von Dampf-Methan Reformern mit Abwärtsströmung vollständig durchgeführt werden können.

Das Prüfsystem ist so ausgelegt, dass Reformer mit kleinen Rohrabständen bis zu einem Abstand von nur 20 mm geprüft werden können. So können Öfen mit sehr engen Abständen zwischen den Rohren untersucht werden. Zur Prüfung von Reformern mit Aufwärtsströmung wie zum Beispiel MIDREX sind andere konstruktive Ausführungen verfügbar. Die Inspektionszeit pro Rohr beträgt in der Regel weniger als 90 sec. Die Rohre können ohne vorherige Reinigung geprüft werden.

 

  • MIDREX

Das MIDREX-Direktreduktionsverfahren wandelt Eisen in ein hochreines Produkt um, das bei der Herstellung von Stahl und Eisen sowie in der Schmiedetechnik Anwendung findet. Der Prozess verläuft in Aufwärtsrichtung. Der Rohrdurchmesser beträgt zwischen acht und zwölf Zoll. Zur Untersuchung auf Risse wird das von FOERSTER entwickelte zuverlässige Wirbelstromverfahren eingesetzt. Eine Reinigung der Rohre wegen der größeren Menge an Zunder auf den Rohroberflächen ist nicht notwendig. Integrierte mehrkanalige Lasersysteme messen exakt die plastische Rohrverformung, die 10 % des Rohdurchmessers und mehr betragen kann. Die mechanischen und elektrischen Komponenten des mechanisierten Prüfsystems sind speziell zur Untersuchung von MIDREX-Rohren ausgelegt, wobei die Richtung des Prozessstroms, Verzunderung, Zweistofflegierungen und große Durchmesser berücksichtigt werden. Ein Rohr kann in weniger als zwei Minuten untersucht werden.

Innenrohrprüfung

Für die Bestimmung der Rohrinnenabmessung von Reformerrohren wurde ein mehrkanaliges Laserprüfsystem entwickelt. Mit sehr hoher Genauigkeit wird jede lokale Rohraufweitung registriert und ausgemessen, die durch einen Kriechprozess des Schleudergussmaterials entstanden ist. Die Messwerte werden über 360° und in 3D-Ansicht farbig dargestellt. Die Messergebnisse können für einzelne Rohre, für einzelne Rohrreihen oder für den gesamten Reformer dargestellt werden. Diese Innenrohrvermessung wird vorwiegend bei Reformern eingesetzt, wo eine Schädigung unterhalb des befeuerten Rohrbodens erwartet wird oder bei Reformern, deren Rohre einander berühren und dadurch eine automatisierte Außenprüfung nicht mehr vollständig durchgeführt werden kann. Sie dient auch zur Bestätigung der Messwerte einer Außenprüfung, falls keine Nullmessung durchgeführt worden ist. Die Prüfzeit bei der Innenrohrvermessung beträgt weniger als 2 Minuten pro Rohr.

Pigtail-Messung

Pigtails sind kritische Bereiche, die aufgrund ihrer Lage und ihrer vorgesehenen Funktion genauer untersucht werden müssen. Zur Erkennung und Beurteilung der Rohrdehnungen hat FOERSTER ein einzigartiges Gerät entwickelt, mit dem der Stutzendurchmesser vom Rohraustritt bis zum Sammler vermessen werden kann. Diese Messungen werden in zwei Achsen durchgeführt. Diese Art der Vermessung ermöglicht die Beurteilung des Durchmesserwachstums sowohl der geraden Stutzenteile als auch der Bögen mit ihren Durchmesserunterschieden aufgrund des Biegeprozesses. Im Vergleich zur Prüfung mit einem manuellen Messinstrument ist dieses neue System sehr schnell und zuverlässig und liefert reproduzierbare Messergebnisse sowie ein exaktes Durchmesserprofil über die gesamte Länge des Stutzens.

Restlebensdauer

Die Software TUBELIFE wird zur Berechnung der Restlebensdauer von Reformerrohren eingesetzt. Die Software berücksichtigt die gemessenen Oberflächentemperaturprofile sowie die Wärmeströme und Drücke für unterschiedliche Reformerausführungen, für unterschiedliche Brennerkonfigurationen und für unterschiedliche Schleudergusswerkstoffe. Weiterhin fließen in die Berechnung unsere NDT-Messergebnisse ein. Diese liefern der Software exakte Angaben über bereits stattgefundene Kriechprozesse und / oder dem Vorhandensein von Rissen. Mit diesen Messdaten wird die kumulative Wahrscheinlichkeit des Ausfalles von Katalysatorrohren im Laufe der Zeit berechnet und grafisch dargestellt.

Topends Ultraschallprüfung

Beim Design von Reformern kommen unterschiedliche Schweißverfahren zum Einsatz, um das obere Eintrittssegment mit dem Reformerrohr zu verbinden. In einigen Fällen sind im unteren Bereich der Schweißnaht Risse entstanden, weil dieser Bereich der Wärme ausgesetzt war. FOERSTER hat für diese Prüfaufgabe ein angepasstes Prüfverfahren entwickelt, mit dem diese Bereiche geprüft werden können. Bei der Prüftechnik handelt es sich um eine Ultraschallprüfung in Tauchtechnik. Der Prüfkopf wird dabei halbautomatisiert und sehr exakt geführt. Risse werden damit zuverlässig detektiert. Die Prüftechnik kann an unterschiedliche Rohrabmessungen angepasst werden

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