Konvenční kontrola
----------------------

Podle rakouského zákona musí být u všech zásobníků LPG prováděna s periodou 6 až 10 let tzv. Hlavní kontrola (hydrotest, vnitřní vizuální inspekce a vnější kontrola zásobníku a jeho instalace). Vezmeme-li v úvahu, že v Rakousku je v provozu více než 20 000 nádob až do velikosti 15 m3 pak je zřejmé, že tato kontrola působí uživateli (majiteli) značné problémy. Metoda konvenčních zkoušek způsobuje mnoho problémů také distributorovi zkapalněného plynu a firmám poskytujícím servis.
Mají vysoké počáteční náklady na speciální nákladní vozy.
Testy mohou být prováděny pouze v teplém období roku, protože obsah zásobníku musí být vyprázdněn. Proto kapacitní nároky na práci lidí a na přístrojové vybavení nejsou kontinuální.
Během nezbytného přečerpání obsahu zásobníku do cisterny se ztratí dost zbytkového plynu a spotřebuje se značné množství dusíku na propláchnutí nádrže zásobníku. To způsobuje znečištění prostředí a po hydrozkoušce je mnoho problémů s těsností zásobníku a znečištěnou vodou.
Poslední, ale ne méně důležitým problémem je zbytková vlhkost způsobená hydrotestem, která způsobuje korozní problémy.

Celkový součet všech těchto problémů a pochybný výsledek metody kontroly je důvodem k pokusu o nahrazení konvenční hlavní kontroly nedestruktivní metodou, která je ekonomičtější a nezpůsobuje znečištění životního prostředí.

Kontrola akustickou emisí (AE)
AE je metoda nedestruktivní kontroly (NDT) a může být často použita ve spojení s hydrozkouškou a jinou běžnou metodou konvenční MNZ. V posledním desetiletí se AE stává více a více důležitou jako metoda NDT a varovný systém během pneumatické zkoušky tlakového zařízení. V tomto případě lze omezit nákladná období odstávek.
Toto neplatí pouze pro zkoušky větších tlakových nádob, ale také pro malé tlakové nádoby až do objemu 3-5 m3 např. TŮV Osterreich již testovalo tisíce tlakových skladovacích lahví. Proto bylo prvořadé dokázat použitelnost a výkonnost této testovací metody pro zásobníky na zkapalněný plyn. To znamená, že náš první cíl byl, abychom demonstrovali rovnocennost této kontroly s kontrolou hydrozkouškou a vnitřní inspekcí. Kromě našeho testování malých tlakových nádob bereme také v úvahu naše dlouholeté zkušenosti v testování větších a středně velkých nádob s kombinací tekutých a plynných médií.

Laboratorní zkoušky
Vývoj testovací metody jsme začali v r. 1990 našimi prvními sériemi laboratorních testů, kde byly testovány jak válcové tak kulové nádoby s defekty a bez defektů ve svarech. Pro simulaci normálních zkušebních podmínek (tekutá a plynná část) jsme naplnili nádoby až do 50-80 % vodou a poté provedli pneumatické tlakové zkoušky dusíkem. Tyto testy se prováděly při 1,5 násobku hodnoty projektového tlaku. Poté jsme provedli zkoušku do roztržení, abychom zjistili AE "chování" konstrukce a kvalitu svarů.
Ze srovnání výsledků zkoušky AE s vlivem defektů na integritu nádoby (tlak při roztržení) jsme viděli, že v každém případě informace ze zkoušky AE byla mnohde přesnější než informace z normální tlakové zkoušky.

V roce 1992/93 jsme začali s testováním zásobníků LPG akustickou emisí na regulerním základě, nicméně jsme nepřestali s dalším vývojem testovacích metod a prováděli jsme celou řadu různých laboratorních testů a zkoušek v terénu. Jedna z nejdůležitějších testovacích sérií byla provedena v r. 1995/96 ve Francii, kde bylo testováno asi 60 zásobníků LPG (bez defektů, s více či méně významnými defekty přeplátovaných spojů) a my jsme mohli dát naši testovací metodu na mnohem sofističtější základy. To je umožněno díky pokroku v počítačové technologii.
Nejdůležitější rozdíl proti do této doby používaného postupu je užití 2 snímače a techniky klastrování ( lokace). To bylo velice jednoduché pro nadzemní zásobníky, ale vznikají problémy s podzemními zásobníky. Ve srovnání s výhodami této techniky byly tyto problémy řešeny velice snadno. Kromě normálních parametrů AE jsou měřeny a ukládány také transientní (přechodové) signály a mohou být za specifických okolností vyhodnoceny systémem Pattern Recognition (systém pro rozpoznávání obrazů). Tyto nástroje dávají zkušebnímu týmu možnost rozhodnout, je-li nádoba " dobrá" nebo "špatná". Ačkoli tento postup byl důkladně ověřován, software užitý pro testování a rozhodování dává také hodnocení "střední", které je však s rostoucí databází testovaných nádob za několi posledních let stále méně a méně časté.

Zkoušky v terénu

Podle požadovaných intervalů pro periodické kontroly (hlavní kontrola) musí být zásobníky LPG testovány podle jejich druhu a výroby každých 6 nebo 10 let. První regulérní kontroly v terénu začaly v roce 1992 a kromě techniky byly kontrolovány i logistické problémy a ve většině případů byly také vyřešeny.Po přizpůsobení testovací metody požadavkům praxe začalo v roce 1993 testování.

Během tohoto testovacího období jsme zjistili nejen 0,25 % zásobníků s klasifikací "špatný", ale navíc také u 6% z těchto nádob byla zjištěna netěsnost. Připomínáme, že hydrozkouškou a následnou vnitřní a vnější inspekcí by byla zjištěna pouze necelá čtvrtina těchto netěsnotí. Tyto údaje se zakládají na zkušenosti ze všech testovaných nádob a můžou být srovnány s dříve uvedenými statistikami, ve kterých figurovalo méně než 0,1 % nádob.
To ukazuje, že testovací metoda nepřinese jen ekologické a ekonomické výhody, ale hlavně zvýšení bezpečnosti. Na základě zkušeností a údajů ze všech laboratorních testů i testů v terénu v posledních letech jsou nádoby klasifikovány do 4 tříd a je třeba zdůraznit, že rozhodnutí musí být uděleno zkušebním týmem přímo v terénu.

Klasifikace

Klasifikace
Stav zásobníku
Doporučení

stupeň - A
dobrý
Zásobník může být provozován během následujícího období bez žádného omezení

stupeň - B
pochybný
Provedení pneumatické zkoušky se zvýšeným zkušebním tlakem

stupeň - C
špatný
100 % NDT (UZ/rentgen) a vizuální inspekce pláště zásobníku

stupeň - D
špatný s únikem
Výměna zásobníku

Pro jednoznačnou klasifikaci stavu zásobníku je nutno tlakové zkoušky provádět naprosto identicky stejným zkušebním zařízením.

Hlavní závěry:
Velký rozdíl je v aplikaci AE pro kontrolu zásobníků nadzemních a podzemních. Pro nadzemní zásobníky neexistují fyzikální omezení pro velikost nádoby, protože vždy je možno použít dostatečné množství snímačů. U podzemních zásobníků, vzhledem k tomu, že přístup je možný pouze v oblasti "dómu", je nutno se omezit pouze na zásobníky s kapacitou méně než 2 m3. U větších zásobníků, vzhledem k velkému útlumu signálu vlivem bitomenové izolace, je nutno instalovat více snímačů a s tím spojená nutnost vyhloubení děr pro možnost instalace snímačů redukuje aplikaci AE.

Podle dnešní bezpečnostní normy je hydrotest nepostačující, protože se pohybujeme daleko od pevnosti v tahu a tudíž nám dává jen momentální stav zásobníku a nedovoluje žádné tvrzení o integritě zásobníku v následujícím období provozu.

Období odstávek a nejvíce pak vyprazdňování zásobníku musí být z ekonomických důvodů sníženo na úplné minimum.

Hlavní výhodou metody AE je , že pomocí expertního systému,který bude založen na zkušenostech a databázi za mnoho let, může být kontrola zásobníků prováděna levněji, za kratší dobu, bezpečněji a s minimálním dopadem na životní prostředí, podle stejné normy a stejně kvalitně v různých zemí Evropy.

Test byl proveden na nadzemním zásobníku o kapacitě cca 2 t v obce Eichgraben, instalovaném na zahradě rodinného domu.

Zařízení užité pro provedení testu:
1.Měřící vůz (mikrobus), ve kterém je umístěno:
Tlakovací zařízení
Systém pro monitorování AE
Tlakovací zařízení:
Tlaková nádoba, do které se odčerpá menší množství kapalného plynu z LPG zásobníku a po
následném ohřátí se vede v plynném stavu zpět do zásobníku. Tlakovací zařízení je se
zásobníkem propojeno jednou hadicí.

Systém pro monitorování AE :
Systém AMS dodaný firmou Vallen -Systeme GmbH (Německo)

2. Měřící trasy AE
Snímače AE (2 ks) připevněné pomocí magnetů na vnější povrch zásobníku
Předzesilovače AE (2 ks) připevněné na povrch zásobníku pomocí magnetů
Signálové koaxiální kabely od předzesilovačů k měřícímu vozu

3. Zařízení pro kontrolu pojišťovacích ventilů (malá nádoba se stlačeným inertním plynem s manometrem)

Měřící vůz stál mimo objekt na ulici, vzdálenost mezi vozem a zásobníkem byla cca 30 m.

Etapy testu:
a) Instalace měřících tras a hadice pro tlakování - cca 15 min.
b) Kontrola pojišťovacích ventilů - cca 5 min.
c) Odčerpání kapalného plynu do zásobníku v měřícím voze - cca 5 min.
d)Kalibrace systému - cca 5 min.
e) Tlakování a současné monitorování AE - cca 30 min.
f) Demontáž tras - cca 15 min.

Problematika kontrol AE je známá a je již u mnoha zařízení využívána. Použít tuto metodu jako náhradu předepsaných revizí a kontrol však znamená současně znát způsob vyhodnocení testů a mít pro tuto činnost znalé a odborně fundované pracovníky. Společnost Škoda Jaderné strojírenství by byla ochotna koupit licenci a knowhow k uvedené problematice, pokud bude ze strany provozovatelů zájem a ze strany kontrolních a dozorčích úřadů bude tato metoda uznána jako náhrada tlakové zkoušky.

Autor článku děkuje touto cestou Českému svazu Propan-butan za organizaci a zajištění demostrace a Ing. Jiřímu Liškovi CSc, vedoucímu odboru diagnostiky Škoda Jaderné strojírenství s.r.o. Plzeň za poskytnuté překlady.

Související

Související témata Nádoby P-B, LPG, ... NDT kontrola TZ