Stel je dit scenario voor: onderhoudsalarmen klinken abrupt, productielijnen vallen stil en de reparatiekosten stijgen als een vloedgolf. De hoofdoorzaak? Hoogstwaarschijnlijk een defecte ketelbuis. Als het industriële hart van veel operaties heeft de gezondheid van ketelbuizen directe invloed op de operationele efficiëntie en de economische prestaties. Hoe kunnen bedrijven dit nachtmerriescenario vermijden?

Ketelbuizen zijn kritieke metalen pijpen die water verwarmen en stoom genereren in industriële ketels. Op basis van de stromingspatronen van water en hete gassen vallen ketels in twee primaire categorieën:

• Waterbuisketels: Water circuleert door pijpen die extern worden verwarmd door oven gassen. Dit ontwerp is bestand tegen hogere drukken en is geschikt voor grootschalige industriële toepassingen.
• Vlampijpketels: Hete gassen gaan door pijpen die omringend water verwarmen via thermische geleiding. Deze eenvoudigere structuren dienen operaties met bescheiden stoombehoeften.

Ongeacht het type, ketelbuizen doorstaan extreme omstandigheden—hoge temperaturen, intense druk en corrosieve media—waardoor ze kwetsbaar zijn voor meerdere beschadigingsmechanismen.

Ketelbuisdefecten treden zelden plotseling op, maar ontwikkelen zich door langdurige blootstelling aan schadelijke factoren:

• Voedingswatercorrosie: Onjuist behandeld voedingswater dat opgeloste zuurstof, zure verbindingen of andere corrosieve elementen bevat, erodeert geleidelijk de binnenkant van de buizen, waardoor de wanden dunner worden en perforaties ontstaan. Schaalvorming vermindert verder de warmteoverdrachtsefficiëntie, verhoogt het brandstofverbruik en kan leiden tot lokale oververhitting.
• Grafitisatie: Onder aanhoudende hoge temperaturen ontbinden carbiden in bepaalde laaggelegeerde staalsoorten in grafiet, waardoor de sterkte van het materiaal afneemt en de kruipweerstand vermindert. Dit fenomeen verkort de levensduur van de buis aanzienlijk.
• Thermische vermoeidheid: Herhaalde temperatuurcycli tijdens opstarten, uitschakelen en belastingsvariaties genereren interne spanningen die zich ophopen tot scheuren, met name in spanningsgeconcentreerde gebieden zoals lassen.
• Corrosiemoeheid: De gecombineerde werking van corrosieve media en cyclische spanning versnelt het ontstaan en de voortplanting van scheuren, waardoor de vermoeiingslevensduur in lasverbindingen en spanningsconcentratie zones ernstig afneemt.

Om ketelbuisdefecten systematisch te voorkomen, heeft het Electric Power Research Institute (EPRI) in 1985 het Boiler Tube Failure Reduction (BTFR)-programma opgericht. Deze uitgebreide aanpak helpt industrieën bij het identificeren, beoordelen en beheersen van ketelbuisrisico's via vier belangrijke componenten:

• Risicobeoordeling: Evalueert systematisch ketelsystemen om potentiële faalmechanismen en risicovolle zones te identificeren, rekening houdend met ontwerp specificaties, operationele geschiedenis, onderhoudsrecords en de kwaliteit van de waterbehandeling.
• Inspectiestrategie: Implementeert wetenschappelijke inspectieprotocollen met behulp van geschikte niet-destructieve testmethoden zoals ultrasoon, radiografisch, wervelstroom en penetrant testen.
• Onderhoudsmaatregelen: Optimaliseert waterbehandeling, controleert operationele parameters en implementeert tijdige reparaties of vervangingen op basis van risicobeoordelingen en inspectieresultaten.
• Gegevensanalyse: Stelt robuuste datasystemen op om faalpatronen te volgen, de resterende levensduur van de buis te voorspellen en verbeteringen van de preventieve strategie te informeren.

Organisaties die het BTFR-programma toepassen, melden aanzienlijke verminderingen van ketelbuisdefecten, ongeplande stilstand en reparatiekosten, terwijl de algehele systeemveiligheid en betrouwbaarheid worden verbeterd.

Proactieve investeringen in preventieve maatregelen leveren aanzienlijke rendementen op in vergelijking met reactieve reparaties. Naast het verminderen van directe onderhoudskosten, minimaliseert de implementatie van BTFR productieverliezen door ongeplande uitval, verbetert het de benuttingsgraden van apparatuur en verlengt het de levensduur van de ketel—wat operationele en financiële voordelen op lange termijn oplevert.