Smart Separator: Kode Betydning af Modificeret Separator

Separatoren skal muligvis modificeres af mange årsager: de-flaskehalse, ændrede procesforhold på grund af modne felter, øget produktion, tilslutning af nye undersøiske brønde, dårlig ydeevne af den originale separator osv. Separatorens designer fokuserer normalt i begyndelsen på processen. aspekt af modifikation. Grundlæggende er det at starte computational fluid dynamics (CFD), bestemme hvilke interne komponenter der skal ændres og gradvist løse problemet med, hvordan alle disse nye komponenter passer ind i den eksisterende beholder. For fartøjer, der er designet i overensstemmelse med ASME Boiler and Pressure Vessel Code (BPVC) og registreret hos National Boiler and Pressure Vessel Inspection Committee, er der stadig meget arbejde, der skal gøres.
Det, der ofte er tilbage til senere, er kommentarer til din ændrings indvirkning på skibsregistreringen. Det originale design, fremstilling og inspektion af trykbeholdere er underlagt ASME BPVC Sektion VIII, mens ændringen af ​​beholderen er underlagt vedligeholdelse og ændring af National Committee Inspection Code (NBIC) NB-23.
I mange tilfælde kan eksisterende understøtninger og dyser bruges til at eftermontere separationsindvendige. I andre tilfælde kræves der en vis svejsning på beholderskallen eller den nye dyse.
Denne artikel fokuserer på nogle af de kode- og registreringsproblemer, som Savvy Separator-ingeniører støder på, når de modificerer skibe med interne dele, snarere end som en ingeniørpraksis. Kvalificerede og erfarne ingeniører bør altid være involveret i arbejdet.
Diskussionen er begrænset til de ændringer, der er foretaget på separatorbeholderen, som har til formål at forbedre eller genoprette separatorens procesydelse. Dette kan betyde omkonfiguration af den interne struktur, udskiftning af indløbs- eller afdugningsudstyr, tilføjelse af ledeplader for at ændre det indre strømningsmønster eller endda tilføje og/eller fjerne dyser og lignende typer ændringer. NBIC bruger et bestemt sprog, så terminologien kan være lidt forvirrende. Kort fortalt kaldes NB-23 for "vedligeholdelse", som henviser til ændringer, der bringer skibet tilbage til en sikker og tilfredsstillende driftstilstand uden at afvige fra det oprindelige mekaniske design. NB-23 angiver, at "ændringer" er ændringer af ethvert indhold, der er angivet i skibets originale datarapport.
Separation Technology Technical Section afholder en særlig session "Separation of Insanity-Designing the Way We Always Must Meet Future Requirements" på SPE ATCE i San Antonio den 10. oktober. Sammen med Savvy Separators diskuterer de kemikalier, flowjusteringer, arbejdsområder for hele levetiden, og produktionsvæskeændringer, der påvirker anlægsdriften. Sæt kryds i din kalender eller tilmeld dig her.
Da separatormodifikationen er en ændring i separatorteknologi, er det hensigten at genoprette separatoren til en tilfredsstillende driftstilstand, så selvom der ikke er nogen skade på beholderen, betragtes de ofte som reparationsarbejde efter NBIC's opfattelse. Ved at blive renoveret. Først når den mekaniske udformning af fartøjet påvirkes, betragtes de ændringer, der er foretaget under renoveringen, som ændringer.
Reparationseksempler er beskrevet i NB-23, del 3, afsnit 3. 3.3.3. Nogle af disse eksempler kan betragtes som en del af divider-transformationen (som angivet i koden):
Eksempler på ændringer er beskrevet i afsnit 3 i del 3 i NB-23. 3.4.3. Selvom det er usandsynligt, at disse situationer opstår ved eftermontering af separatorer, er nogle eksempler, der kan være gældende:
Det personale, der er ansvarligt for at sikre, at kravene i NB-23 del 3 er opfyldt, er NBIC-inspektører. Dette er en person, der har et nuværende medlem af nationalkomitéen, som er gyldigt og har en "AR"-godkendelse. "AR"-påtegningen tillader inspektion af nye bygninger i overensstemmelse med ASME BPVC og inspektion af reparationer og ændringer i overensstemmelse med NBIC Part 3. Dette er en yderligere påtegning, der tillader inspektion af reparationer og ændringer. Forskellen mellem trykbeholdere adskiller inspektøren, der skal ændre separatoren, fra inspektøren, der kun inspicerer den nye struktur. I hele artiklen refererer udtrykket "inspektør" til en inspektør bestilt af NBIC med AR-godkendelse.
Når det drejer sig om eftermontering af separatorer, falder de ændringer, der normalt foretages til separatorer, i fire grundlæggende kategorier.
Kategori 1 er en mindre ændring, der overstiger NBIC-kravene. Det betyder, at sådanne ændringer ikke vil påvirke registreringen af ​​skibe og ikke er underlagt NB-23 krav. Disse ændringer er ikke til at svejse nogen trykholdende dele. Dette omfatter indvendige komponenter, der er svejset eller boltet til eksisterende indvendige støtteknaster/ringe, interne komponenter installeret ved hjælp af ekspansionsstropper og lignende modifikationer, der ikke kræver svejsning til nogen trykholdende komponenter. Følgende skal bemærkes ved svejsning: Nogle gange begrænser andre gældende standarder og mange ejerspecifikationer også afstanden mellem svejsningen og den trykholdende del. Dette gøres for at holde den trykholdende del uden for den varmepåvirkede zone af svejsningen. Ved håndtering af Type 1-ændringer anbefales det stadig at oprette en transformationsplan, oprette en inspektions- og testplan (ITP), udføre for- og eftertjek og registrere detaljerne for transformationen. For disse typer ændringer kræves der ikke en inspektør, og skibet behøver ikke at udfylde et R-stempel eller R-1-formular.
Figur 1 viser et simpelt skematisk diagram af tilbehør, der er egnet til denne kategori, og figur 2 viser et foto af en separator, der bruger eksisterende understøtninger, der trimmes og bruges til at fastgøre forskellige indvendige dele. Figur 3 viser, at eksisterende understøtninger kan bruges til flere formål, ikke kun inde i separatoren.
Kategori 2 er en mindre ændring, der hører til NBIC-kravene. Mindre ændringer betyder, at disse ændringer kan betragtes som "rutinevedligeholdelse" i henhold til NB-23, del 3, afsnit 3. 3.3.2. Dette omfatter ændringer af svejsning af trykholdende komponenter, men skal opfylde de gældende krav i NB-23.
Den mest almindeligt anvendte del i afsnit 3.3.2 til separatormodifikation er afsnit e-2: "Tilføj eller reparer ikke-bærende tilbehør til trykholdende dele, der ikke kræver varmebehandling efter svejsning." Den største fordel ved denne type ændring er, at den eliminerer behovet for yderligere stempling og/eller test af beholderen [NB-23, del 3, afsnit 2. [5.7.2b], som bestemt af inspektøren og den kompetente inspektør . Selvom det stadig betragtes som reparation af NBIC, kan stempling og andre test fraviges, hvilket i høj grad forenkler transformationsprocessen. R-1 datarapporter og eventuelle ikke-destruktive inspektioner (NDE), der kræves af designspecifikationer eller inspektører, er påkrævet. Det er også en god vane at lave en renoveringsplan, lave en ITP og registrere detaljerne i renoveringen.
Figur 4 viser et foto af værkstedets indgangscyklonudstyr, som er delvist installeret i containeren. Indløbscyklonen er boltet til den indvendige pladeflange, som er forbundet med muffen og svejset til fartøjets indløbsdyse. I dette tilfælde er det nødvendigt at bruge indvendige fremspring for at opfylde kravene til dyseforstærkning, men størrelsen og svejsemetoden gør det muligt for inspektøren at opgive den rehydrauliske test af beholderen. Eller, hvis andre svejsemetoder er påkrævet, må inspektøren ikke opgive re-hydraulisk testning. I tilfælde af dyser med indvendige fremspring, kan eventuelle overskydende fremspring (dvs. fremspring større end dem, der kræves til dyseforstærkning) betragtes som ikke-trykholdende dele. Inspektøren bør dog konsulteres før svejsning til for store indvendige fremspring af dysen. Fig. 5 og 6 er fotos af lignende små beslag installeret. Disse beslag kan undgå genspændingstest og gensvejsevarmebehandling (PWHT).
Den tredje kategori er reprising. Disse er ikke-fysiske ændringer i beholderens designforhold, såsom designtryk, designtemperatur, inklusive minimum designmetaltemperatur, korrosionsgodtgørelse eller ekstern belastning. Revurderingen kan udføres i forbindelse med andre ændringer, men NBIC vil behandle det som en ændring og har intet at gøre med andre ændringer på skibet. Omprisfastsættelse kræver nye kodeberegninger, nye navneskilte og R-2 datarapporter. Afhængigt af de nye designbetingelser kan det desuden være nødvendigt at re-hydrostatisk teste beholderen.
Kategori 4 er den vigtigste fysiske ændring, eller dybest set enhver ændring, der ikke falder ind under kategori 1 eller 2. Disse ændringer omfatter tilføjelse af store dyser, hustværsnit, bærende tilbehør eller ændringer, der kræver omfattende svejsning. Disse kan være reparationer eller ændringer, afhængigt af typen af ​​ændring. De er ikke berettiget til at opgive yderligere stansning eller test. R-1 eller R-2 datarapporter er påkrævet, samt renoveringsplaner, ITP, navneskilte mærket med R, og kan også kræve nye kodeberegninger og NDE'er, der kræves af designkoden og checker.
Tabel 1 viser kravene for hver kategori af ændringer, der er anført ovenfor. Hvor det er relevant, henvises til afsnittet NB-23 i NBIC.
Forkortelse: Insp-inspektør; CH-certifikatindehaver; JA retsinspektør; NP navneskilt; OU ejer/bruger
For at bruge den seneste version af designspecifikationerne, skal du overholde bestemmelserne i NB-23, del 3, afsnit 2. 3.4.2 Skal være opfyldt. Disse omfatter:
Placeringen af ​​transformationen er en anden faktor, der skal bestemmes. Selvom det er ekstremt sjældent, er det i nogle tilfælde nødvendigt at losse skibet og returnere det til butikken til renovering. Værkstedet giver et mere bekvemt sted at foretage nødvendige ændringer af beholderen, når det er nødvendigt, udføre alle nødvendige NDE, genopfylde beholderen og/eller gen-PWHT. Evnen til let at håndtere og manøvrere fartøjet eliminerer fundamentalt de fleste af de udfordringer, som sitemodifikationer står over for. Hvis du kan sende separatoren tilbage til butikken til renovering, føler du dig heldig. Du vil måske også stoppe og hente en lodseddel på vej hjem fra arbejde, for det er din heldige dag!
Når du er tvunget til at foretage ændringer på stedet, bliver tingene mere udfordrende. En praksis, der er nem at gennemføre i en butik, er næsten umulig på stedet. Vær særlig opmærksom på sikkerheden, når du udfører arbejde på stedet for at sikre, at alle sikkerhedskrav er opfyldt. Derudover kan stresstest og PWHT være meget udfordrende på dette område. Artikel 5.2 i ASME PCC-2 beskriver ændringer, der normalt ikke kræver stresstest; den beskriver også brugen af ​​visse NDU-metoder i stedet for stresstest. Tilsvarende NB-23, del 3, afsnit 16. 4.4.1 Diskuteret trykprøvning og andre NDE-metoder for trykbeholdere.
Selvom NB-23 tillader inspektører at opgive trykprøvning på nye eller forbedrede trykholdende komponenter, tror jeg, at de fleste inspektører gerne vil trykteste de berørte komponenter, når det er muligt. Dette kan være svært i marken.
Et vigtigt faktum, som dog ikke kan ignoreres, er, at komponenterne skal testes hydrostatisk, hvilket ikke betyder, at hele beholderen skal testes igen. Hvis der f.eks. tilføjes en ny dyse til beholderen, er det kun dysen og svejsesømmen fra dysen til skallen, der skal testes. Der kan være en nem måde at opnå dette på. Hvis designspecifikationen tillader det, kan dysen (især koblingen) installeres som en dyse af "installation"-typen. Dysen på det faste eller knast er faktisk en dyse fastgjort på ydersiden af ​​huset og svejset på plads. I denne applikation er det muligt at installere og teste, før hullet skæres ind i huset. I nogle tilfælde kan yderligere test af huset være påkrævet, før installationsdysen kan bruges. For større dyser er det muligt at dække dysen med et midlertidigt hoved, som gør det muligt at teste svejsningen af ​​dysen til huset uden at teste hele beholderen (Figur 7). Hvis det kræves, skal begge metoder naturligvis godkendes af inspektøren og retsinspektøren. Efter at have testet dysen, skær hullet eller fjern det midlertidige hoved, rengør området og udfør al nødvendig NDE for at sikre, at huset ikke påvirkes.
På samme måde, når du er tvunget til at svejse til en beholder, der har været PWHT, vil du møde andre udfordringer. PWHT af beholderen kan være meget vanskelig på stedet. Det er ofte en fordel at finde en erstatning for den komplette PWHT, når det er nødvendigt i markmodifikationen. NB-23, del 3, del. 2.5.3 og ASME PCC-2 artikel 2.9 foreslår begge alternative metoder til varmebehandling efter svejsning af modificerede beholdere. Disse metoder omfatter specifikke svejsemetoder, der kan svejse beholderen uden at påvirke den oprindelige PWHT-cyklus negativt. Når en speciel svejsemetode ikke er acceptabel, kan der desuden udføres delvis PWHT. Når det er nødvendigt, afhænger disse alle af inspektørens og retsinspektørens godkendelse.
Hydraulisk testning og varmebehandling er normalt ikke mulig på dette område, og i nogle tilfælde kan det beskadige beholderen, relaterede rør eller understøtninger og omgivende strukturer. I disse ansøgninger skal Inspektøren have lov til at føre tilsyn med omdannelsen så tidligt som muligt i planlægningsfasen.
Et andet område, der kan opstå under reformeringen af ​​separatoren, er modifikationen af ​​separatorens indløbs- eller udløbsrør. Nogle gange skal rørføringen ændres for at sikre, at separatorens præstationsmål opfyldes. Ændringerne af rørledningen overstiger NBIC's krav. Disse ændringer bør dog i det mindste opfylde kravene i den byggekodeversion, der er bygget af de originale komponenter. [Se NB-23, del 3, afsnit. 1.2.6].
Selvom det ikke er inden for rammerne af denne artikel, skal det bemærkes, at selvom NB-23 ikke er anvendelig ud over ovenstående, kan andre koder også være gældende, såsom API 570 eller andre lignende koder. Ingeniører bør også omhyggeligt overveje ændringer af rør og kartilbehør, da disse eksterne ændringer kan påvirke fartøjets dysebelastninger. Indvirkningen af ​​ændringer i dysebelastningen på beholderens mekaniske design skal vurderes.
Inspector involverer næsten alle typer separatormodifikationer. De spiller en vigtig rolle i at bestemme, hvad der kan og ikke kan gøres. Dette gælder især, når man definerer, hvad der kan bruges som en almindelig reparation, stempling og inspektion kan undgås, når NDE kan bruges i stedet for eftervanding, og hvornår kan alternative svejsemetoder bruges i stedet for eftervanding. PWHT osv. Derfor er det væsentligt at inddrage inspektører i de tidlige stadier af de fleste renoveringer.
I nogle tilfælde skal retsinspektører reformeres. I Texas er der ingen andre jurisdiktionsregler, der gælder ved installation af separatorer, men det er ikke tilfældet alle steder. Ud over gældende designkoder og NBIC-krav har visse stater i USA og canadiske provinser andre krav. Dette gælder også nogle internationale steder. I disse tilfælde vil det være nødvendigt med inddragelse af retsinspektører.
For offshore-installationer kan situationen være lidt forvirrende. Hvis separatoren er placeret inden for statsfarvande (normalt strækker sig 3 sømil fra kystlinjens lave vandstand, men i Texas og det vestlige Florida er afstanden 3 maritime fagforeninger eller 8,7 sømil), så har staten jurisdiktion. Men i en af ​​de fleste stater i USA (Californien er en undtagelse), er staten underlagt inspektion og håndhævelse af føderale reguleringsorganer. I det amerikanske territorialfarvand (12 sømil fra lavvandsmærket) påhviler ansvaret for inspektion og håndhævelse de amerikanske føderale myndigheder. Uden for regionsgrænsen, men inden for den eksklusive økonomiske zone (EEZ) (der strækker sig fra regionsgrænsen til 200 sømil ud over lavvandsmærket), ligger ansvaret hos det land/den region, der tillader brugen af ​​anlægget. Den føderale myndighed, der fører tilsyn med trykfartøjer på offshore-platforme, ser ud til at være det amerikanske agentur for sikkerhed og miljøhåndhævelse, og den amerikanske kystvagt kan have jurisdiktion i nogle tilfælde.
En almindelig idé i håndteringen af ​​retsvæsenet er, at certifikatindehavere og inspektører kan rådgive om de foranstaltninger, der skal træffes, og det personale, der er involveret i alle separatorrenoveringsprojekter.
Nogle ejere/brugere fremsatte også andre anmodninger. Selvom disse for mange applikationer er omfattet af virksomhedens regler, er der andre krav, der skal opfyldes, når den amerikanske regering er ejer, såsom 10 CFR 851, Worker Safety and Health Program, del 851, bilag A i afsnit 4. opfylder . Ligeledes kan certifikatindehavere, hvis det er relevant, være bekendt med disse krav.
Sikkerhed er hovedanliggendet for alle aktiviteter, især ændring af separatorer. Udskilleren i brug kan fyldes med rester fra processen. I dette tilfælde er det ikke kun nødvendigt at overholde sikkerhedsforskrifterne på stedet, herunder alle relevante personlige værnemidler og arbejdsbestemmelser, men også at rengøre skibet grundigt, før der udføres ændringer. En anden ting at overveje er at bortskaffe affald og affald, der er adskilt fra den renoverede maskine, sikkert og korrekt.
Figur 8 er et eksempel på en typisk separator i begyndelsen af ​​et eftermonteringsprojekt. Hvis svejsning er påkrævet, skal ikke kun skillevæggene rengøres for at skabe et sikkert miljø for arbejderne, men også overfladen skal rengøres til svejsning.
Derudover kan nogle sekundære aktiviteter ignoreres ved estimering af tidspunktet for renoveringsprojektet. Glem ikke at rense skillevæggene før arbejde; opret stilladser inde i karret; tør-/hærdningstid for den indvendige maling; fjern stilladset; rengør skillevæggene efter endt arbejde. Når du opretter en projektplan, ignoreres disse aktiviteter og andre lignende aktiviteter ofte, hvilket fører til uventede og dyre forsinkelser. Kort sagt, den nemmeste måde at implementere en eftermonteringsplan med få eller ingen problemer er at planlægge godt, invitere certifikatindehavere til at deltage og inspektører tidligt i processen og i fællesskab udvikle en plan for at nå det procesmål, der har mindst indflydelse på skibet. registrering.
Transformation. Ændringer af de emner, der er beskrevet i den originale producents datarapport, vil påvirke stresstolerancen af ​​spændingsfastholdelseselementet. (Se NB-23, del 3, afsnit 3.4.3, ændringseksempel) Ikke-fysiske ændringer, såsom stigning i det maksimalt tilladte arbejdstryk (internt eller eksternt), stigning i designtemperatur eller fald i tryk, minimumstemperaturfastholdelseselementer bør overvejes til forandring.
b) En enhed, der er anerkendt af et autoriseret inspektionsorgan til at udføre inspektionsaktiviteter i drift godkendt af det nationale udvalgs NB-369-møde; NB-371, en ejer-bruger inspektionsorganisation certificering (OUIO); eller NB-390, en enhed, der udfører inspektionsaktiviteter under drift. Kvalifikationer og ansvar tilhørende Federal Inspection Agency (FIA).
Certifikatindehaver. En organisation med et gyldigt "R"-autorisationsbevis udstedt af den nationale komité.
Mark. Midlertidig placering under kontrol af certifikatindehaveren, brugt til reparation og/eller ændring af trykholdende genstande, og dens adresse er forskellig fra den adresse, der er angivet på certifikatindehaverens autorisationsbevis.
en undersøgelse. Gennemgangsprocessen for at sikre, at det tekniske design, materialer, montering, inspektion og testkrav er opfyldt og er i overensstemmelse med specifikationerne.
jurisdiktion. En statslig enhed, der har beføjelse til at fortolke og håndhæve love, regler eller regler relateret til kedler, trykbeholdere eller andre trykholdende artikler. Det omfatter nationale komitémedlemmers jurisdiktioner defineret som "jurisdiktioner".
Retsvæsen. Medlem af nationaludvalget som defineret i nationaludvalgets forfatning.
retsinspektør. Inspektører certificeret af retsvæsenet til at verificere overholdelse af kravene i alle jurisdiktioner.
Navne skilt. Identifikationsplade monteret på beholderen. Dette kan omfatte originale designnavneskilte, reparationer, omdannede eller modificerede "R"-navneskilte.
NBIC. Nationalkomiteens inspektionsregler udstedt af National Kedel- og Trykbeholderinspektionskomité.
Ejer/bruger. De små bogstaver refererer til enhver person, virksomhed eller juridisk person, der er juridisk ansvarlig for sikker betjening af enhver trykbærende artikel.
reparation. Det nødvendige arbejde for at genoprette den trykholdende artikel til en sikker og tilfredsstillende arbejdstilstand.
butik. Permanent sted, det vil sige adressen vist på autorisationscertifikatet, hvorfra certifikatindehaveren kan kontrollere reparationen og/eller ændringen af ​​de trykholdende artikler.
Forfatteren vil gerne takke Russ Scinta, maskinchef hos Schultz Process Services, og Keith Gilmore, autoriseret inspektør for TÜVRheinland, for deres værdifulde hjælp i denne artikel.
Tak til nuværende og tidligere embedsmænd og direktører for Separation Technology Sektionen for deres bidrag. Listen over nuværende medlemmer kan findes her.
Jay Stell er Vice President of Engineering hos Schultz Process Services, Inc. (SPS). Han har en bachelor- og mastergrad i maskinteknik fra University of Texas i Arlington og en ph.d. i maskinteknik fra Purdue University. Stell har været i separationsindustrien siden begyndelsen af ​​1990'erne, i Burgess-Manning, Peerless Mfg. Co. og SPS har mere end 25 års erfaring. Det meste af hans karriere har været brugt på produktudvikling, separatordesign, laboratorie- og felttestning og fejlfinding. Du kan kontakte ham på jay@spshouston.com.
"Petroleum Technology Magazine" er flagskibsmagasinet for Society of Petroleum Engineers. Den introducerer autoritative abstracts og emner relateret til teknologiske fremskridt inden for efterforskning og produktion, olie- og gasindustrispørgsmål og nyheder om SPE og dets medlemmer.

https://www.youtube.com/watch?v=eZRzHjRzbIA

https://www.youtube.com/watch?v=DlZb51R-ka4