Đo chiều dày lò hơi bằng siêu âm: Thép còn bao nhiêu mm thì lò còn “sống” được bao lâu?

1. Vì sao lò vẫn chạy mà thép đã mỏng?

Thép lò hơi không hỏng một lần. Nó mất dần từng phần mười milimét mỗi năm vì ăn mòn oxy hòa tan trong nước cấp, ăn mòn dưới lớp cáu cặn, ăn mòn điểm sương phía khói và mài mòn do tro bụi. Áp suất làm việc vẫn giữ được, van an toàn vẫn chưa nhảy, đồng hồ vẫn chỉ 8 bar. Chỉ đến khi một điểm đã mỏng quá giới hạn thì thép mới phồng, nứt hoặc xì.

Nhìn bằng mắt rất khó đánh giá. Mặt trong đáy lò thường phủ bùn, mặt ngoài phủ bảo ôn và tôn. Ống lửa phủ muội. Rỗ ăn mòn có thể sâu 3–4 mm nhưng miệng chỉ bằng hạt đậu. Vì vậy các đơn vị kiểm định và đơn vị sửa chữa dùng máy đo chiều dày siêu âm để có số liệu thay cho cảm tính.

Với chủ nhà máy, con số chiều dày còn lại quyết định ba việc lớn: lò còn được kiểm định cho chạy ở áp suất cũ không, cần vá hay thay từng phần nào, và có nên đầu tư lò mới trong 1–2 năm tới không. Đo sớm, đo đúng chỗ giúp lập kế hoạch thay vì chờ sự cố bắt dừng máy giữa vụ.

Ảnh thực tế

2. Đo chiều dày lò hơi bằng siêu âm hoạt động thế nào?

Đầu dò phát một xung sóng siêu âm tần số cao (thường 2–10 MHz) vào thép qua lớp chất tiếp âm (gel, dầu, glycerin). Sóng đi tới mặt bên kia, dội lại và quay về đầu dò. Máy đo thời gian đi – về rồi nhân với vận tốc âm trong thép, chia đôi, ra chiều dày.

Với thép cacbon, vận tốc sóng dọc khoảng 5.900–5.950 m/s. Nếu máy đặt sai vận tốc 2% thì kết quả lệch 2%: thép dày 10 mm có thể đọc thành 9,8 hoặc 10,2 mm. Vì thế trước mỗi buổi đo phải hiệu chuẩn trên mẫu chuẩn cùng loại thép, hoặc trên một điểm của lò đã biết chiều dày chính xác.

Hai chế độ đo cần biết

Siêu âm đo chiều dày không thay cho các phép kiểm tra khác: nứt mối hàn cần siêu âm khuyết tật, thẩm thấu hoặc từ tính; phồng thép cần đo biến dạng; cáu cặn cần mở lò quan sát và phân tích mẫu.

3. Đo ở đâu trên lò hơi? Bản đồ vùng hay mỏng

Đo đều khắp thân lò rất tốn công mà không cần thiết. Kinh nghiệm hiện trường cho thấy thép mất nhanh ở những vùng có nước đọng, có bùn, nhiệt độ cao hoặc khói ngưng tụ. Danh sách dưới đây áp dụng cho nồi hơi ống lửa và lò ống lửa – ống nước kiểu phổ biến trong nhà máy vừa và nhỏ.

Ngoài các vùng trên, luôn đo lại đúng các điểm của lần trước. Đánh dấu điểm bằng sơn bền nhiệt hoặc ghi rõ trên bản vẽ khai triển lò. Có cùng điểm qua nhiều năm thì mới tính được tốc độ ăn mòn đáng tin.

Ảnh hiện trường của đội kỹ thuật Vương Long Boiler.

Nếu nhà máy đang chuẩn bị kiểm định định kỳ, nên ghép việc đo chiều dày vào đợt ngừng lò đó. Danh mục chuẩn bị trước kỳ kiểm định có trong bài chuẩn bị lò hơi trước kỳ kiểm định an toàn.

4. Đọc kết quả đo chiều dày lò hơi: con số nào đáng lo?

Bảng kết quả đo thường có hàng chục con số. Để đọc nhanh, so mỗi điểm với ba mốc: chiều dày danh định trong hồ sơ chế tạo, chiều dày tối thiểu tính toán theo áp suất làm việc, và kết quả lần đo trước.

Một số dấu hiệu cần đặc biệt chú ý khi xem bảng kết quả:

• Điểm mỏng tập trung một vùng nhỏ trong khi xung quanh còn dày: thường là rỗ ăn mòn hoặc ăn mòn dưới cặn – cần quét lưới dày hơn và mở lò kiểm tra mặt trong.
• Cả một dải quanh chu vi mỏng đều: hay gặp ở vùng mực nước và đáy lò – liên quan oxy, xả đáy và bảo quản khi ngừng.
• Máy báo số dao động hoặc không bắt được tín hiệu: có thể do rỗ sâu, tách lớp thép hoặc bề mặt chưa sạch; không lấy số đó làm kết quả.
• Chênh lệch lớn giữa hai lần đo nhưng không có lý do: kiểm tra lại hiệu chuẩn, vị trí điểm và người đo trước khi kết luận.

Các mốc chiều dày tối thiểu phải lấy từ hồ sơ thiết kế hoặc kết luận của đơn vị kiểm định. Bài viết chỉ hướng dẫn cách đọc, không thay cho tính toán sức bền của lò cụ thể.

5. Tự ước tính tốc độ mỏng và tuổi thọ còn lại

Khi đã có số đo tại cùng một điểm qua hai lần đo trở lên, nhà máy có thể tự ước tính lò còn chạy được bao lâu trước khi chạm chiều dày tối thiểu. Đây là phép tính nhanh để lên kế hoạch ngân sách, không phải kết luận kỹ thuật.

Ví dụ giả định: đáy thân lò thiết kế 12 mm, chiều dày tối thiểu tính toán 9,0 mm. Năm 2023 đo được 11,2 mm, năm 2026 đo được 10,3 mm tại cùng điểm.

Cách dùng một nửa thời gian còn lại làm mốc lập kế hoạch là thói quen thận trọng nhiều kỹ sư áp dụng, vì tốc độ ăn mòn có thể tăng khi nước cấp xấu đi hoặc lò chạy nhiều giờ hơn. Nếu tốc độ mỏng lớn hơn 0,3–0,5 mm/năm (mức tham khảo), cần tìm nguyên nhân gốc trước khi vá: nước cấp còn oxy, xả đáy không đủ, lò ngừng dài ngày để nước đọng, hay khói ngưng tụ do chạy non tải.

Số liệu trong ví dụ là giả định để minh họa cách tính, không thay cho đo đạc và kết luận của đơn vị kiểm định đối với lò của nhà máy.

Quy ra tiền cho nhà máy

Biết lò còn khoảng 2 năm, nhà máy có thời gian so ba phương án: vá – thay từng đoạn vùng mỏng, thay thân lò giữ lại buồng đốt và phụ trợ, hoặc đầu tư lò mới. Mỗi phương án có chi phí, thời gian ngừng máy và rủi ro khác nhau. Không có số đo, quyết định thường bị ép bởi sự cố, khi đó chi phí ngừng sản xuất thường lớn hơn chi phí sửa.

Nghĩa Lò Hơi lưu ý từ hiện trường

Nhiều lò tôi gặp ở hiện trường còn chạy êm nhưng đáy lò đã mất gần hết phần dự phòng ăn mòn. Lý do hay gặp nhất là xả đáy không đều và để nước nằm trong lò cả tháng khi nghỉ Tết. Đo chiều dày không khó, cái khó là đo lại đúng điểm cũ mỗi năm để thấy xu hướng.

Lời khuyên của tôi: lưu bảng đo kèm bản vẽ khai triển trong lý lịch lò, mỗi lần kiểm định hay sửa chữa đều yêu cầu đo lại các điểm đó. Chỉ vài giờ ngừng lò nhưng giúp nhà máy chủ động ngân sách thay vì bị động.

6. Quy trình đo chiều dày khi Vương Long Boiler sửa chữa, bảo trì lò

Khi nhận bảo trì, sửa chữa hoặc khảo sát cải tạo lò, đội kỹ thuật Vương Long Boiler phối hợp với nhà máy và đơn vị kiểm định theo trình tự dưới đây. Mục tiêu là có số liệu đủ tin để quyết định, không đo tràn lan.

1. Xem hồ sơ lòLý lịch, bản vẽ, chiều dày danh định, biên bản kiểm định và kết quả đo các lần trước nếu có.
2. Ngừng lò an toànXả áp, xả nước, cô lập, làm nguội, mở cửa người chui, vệ sinh muội phía khói và bùn phía nước.
3. Vẽ sơ đồ điểm đoĐánh dấu vùng hay mỏng, giữ lại điểm cũ, thêm lưới dày ở vùng nghi ngờ.
4. Làm sạch và đoCạo tới thép sáng hoặc dùng chế độ dội – dội; hiệu chuẩn máy; mỗi điểm đo lặp 2–3 lần, ghi giá trị nhỏ nhất.
5. Tổng hợp và đề xuấtLập bảng so với danh định – tối thiểu – lần trước, tính tốc độ mỏng, đề xuất theo dõi, vá, thay đoạn hay thay lò; kết luận cho phép vận hành do đơn vị kiểm định quyết định.

Ảnh hiện trường của đội kỹ thuật Vương Long Boiler.

Nếu kết quả đo cho thấy ăn mòn dưới cặn, bước tiếp theo nên là lấy mẫu cặn để chọn đúng hóa chất tẩy, tránh tẩy quá tay làm mỏng thêm thép. Xem thêm dịch vụ phân tích mẫu cặn lò hơi. Khi đã quyết định sửa, có thể tham khảo dịch vụ sửa chữa lò hơi của VLB Boiler trong cùng hệ thống Vương Long Group.

7. Checklist cho trưởng cơ điện trước buổi đo

• Có lý lịch lò, chiều dày danh định của thân, ống lửa, mặt sàng, đáy
• Có kết quả đo các lần trước và sơ đồ điểm đo cũ
• Lịch ngừng lò đủ thời gian xả, nguội, vệ sinh (thường 1–2 ca)
• Đã lên phương án cô lập năng lượng, khóa và treo biển
• Đã vệ sinh muội phía khói và bùn phía nước tại vùng đo
• Thống nhất người đo, máy đo, mẫu hiệu chuẩn, đầu dò kép cho vùng ăn mòn
• Biểu mẫu ghi kết quả có ô cho từng điểm, nhiệt độ thép, người đo
• Có kế hoạch xử lý ngay nếu gặp điểm dưới chiều dày tối thiểu

Đo chiều dày chỉ có giá trị khi đi cùng việc xử lý nguyên nhân. Phần lớn ăn mòn mặt trong bắt nguồn từ nước cấp, nên kiểm tra lại quy trình xử lý nước cấp cho lò hơi song song với kết quả đo. Muốn biết khi nào nên dừng sửa và tính chuyện thay lò, xem bài lò hơi dùng được bao nhiêu năm.

Câu hỏi thường gặp

Tác giả bài viết

Nghĩa Lò Hơi

Chuyên gia thiết bị áp lực, Vương Long Group

Hơn 10 năm thực chiếnLò hơi công nghiệpAn toàn thiết bị áp lực

Trực tiếp khảo sát, lắp đặt và xử lý sự cố lò hơi tại nhà máy. Tư vấn kỹ thuật miễn phí qua Hotline/Zalo 09 6789 1338 (Mr. Nghĩa).

Xem thêm trên hệ thống Vương Long Group