Gediget detektivjobb gav svaret på gåtan

När en ångledning vid ett stålverk plötsligt sprack, på ett till synes oförklarligt sätt, fick Inspectas materialexperter gnugga geniknölarna ordentligt för att ta reda på orsaken till skadan. Att röret utsatts för rostangrepp var uppenbart, men det var inte hela förklaringen.

Vattenånga av olika tryck och temperatur används vid många processer inom stålindustrin. Komplexa rörsystem, som kan vara flera hundra meter långa, leder ångan från ångpannan till olika delar av tillverkningen där den för tillfället behövs.

Läckage utgör en stor säkerhetsrisk, och kan dessutom orsaka kostsamma driftstopp. Därför läggs stor vikt vid övervaknings- och kontrollsystem, för att upptäcka oönskade tryckförändringar eller andra avvikelser och åtgärda begynnande fel innan de leder till allvarliga skador.

Men ibland är olyckan ändå framme, och när läckaget väl är ett faktum gäller det förstås att först och främst hantera den akuta situationen. Det var också vad driftpersonalen vid en av landets större stål­industrier gjorde när de i kontrollrummet blev varse att trycket i en av ångledningarna plötsligt sjunkit, och ånga och vatten börjat spruta ut i lokalen.

– De agerade snabbt med att genast stänga av ångpannan, så att inga människor hann komma till skada. Därefter skar de ut den del av röret som gått sönder och ersatte den med nytt material av samma sort, ett enkelt olegerat kolstål som lämpar sig väl i den här typen av konstruktioner, säger Jan Wåle, materialexpert på Inspecta Technology, som tog emot den utskurna rördelen från stålverket – med uppdrag att utreda varför den spruckit.

Företagets driftansvariga ville inte riskera att samma skada skulle uppstå igen och efterlyste därför förslag på lämpliga åtgärder, förutom att bara byta ut den trasiga rördelen. Jan Wåle och hans kollegor började med att titta på sprickan som lett till läckaget, för att fastställa vilken typ av brott det rörde sig om: segt, sprött eller utmattningsbrott.

– Här kunde vi direkt se att det var ett segt brott, som beror på att röret utsatts för en högre spänning än det orkar stå emot. Vi konstaterade också att halva godstjockleken hade rostat bort i området vid sprickan, och därmed trodde jag att saken var klar: I en korrosiv miljö hade materialet blivit så tunt att det spruckit av trycket inne i ledningen, säger Jan Wåle.

Han bestämde sig dock för att göra en kontroll­beräkning. Då visade det sig att marginalerna i rördimensioneringen var så väl tilltagna att materialet skulle hålla även om bara en tiondel av tjockleken fanns kvar. Förtunningen på grund av korrosion var alltså inte hela förklaringen.

– Vi gick vidare och kom fram till att det fanns två ytterligare orsaker som var möjliga – antingen hade trycket i röret varit högre än man trodde, eller också temperaturen, säger Jan Wåle.

Efter intervjuer med driftpersonalen stod det klart att temperaturalternativet kunde uteslutas. Just den här ledningen levererade ånga med 12 bars tryck som höll 300 grader Celsius. Varmare än så kunde det inte bli, det visste man. Däremot medgav personalen utan omsvep att tillfälliga tryck­stötar hade förekommit i ledningen under många år.

– Det märktes genom att hela systemet skakade och bullrade, men man insåg inte vilka konsekvenser det kunde få, säger Jan Wåle och sammanfattar händelseförloppet bakom den spruckna ångledningen:

Orsaken till att tryckstötar kunde uppkomma var att vatten bildas från den mättade ångan och lägger sig på botten i rörledningens lägsta punkter som kondensat. Vid förändringar i processen, till exempel att en ventil öppnas eller stängs för att reglera ångflödet, påverkas även trycket momentant när kondensatet snabbt växlar mellan vätske- och gasfas.

– Boven i dramat var alltså vattnet som samlades på olämpliga ställen i rörledningen. Det gav upphov till både rost och tryckstötar, en dålig kombination som till slut gjorde att det förtunnade materialet sprack, förklarar Jan Wåle.

Åtgärden blev att bygga om ångledningen så att kondensatet effektivt dräneras ut. Det visade sig att de så kallade kondensatfällorna, som används för att leda ut vattnet ur rörsystemet, tidigare hade varit felplacerade och därför inte fungerat optimalt.

– Nu hamnade de på rätt ställen, i ledningens absolut lägsta punkter. På så sätt blev man kvitt såväl rostangrepp som tryckstötar och kan tryggt fortsätta producera ånga genom en ledning fri från skador, konstaterar Jan Wåle.

Utmaning

Se till att den typ av skada som ledde till att ångledningen sprack inte uppstår igen.

Lösning

Utredning av grundorsak visade att kondensat gav upphov till korta tryckstötar och rostangrepp. Ledningen byggdes om för effektiv dränering.

Effekt

En ångledning fri från skador ökar person­säkerheten och minskar risken för kostsamma driftstopp.

Text: Susanna Lidström
Illustration: Romain Trystram