Short Term Overheating – Stress Rupture

 

Short Term Overheating – Stress Rupture

4.2.10 Short Term Overheating – Stress Rupture

4.2.10.1 Damage का Description
Short term overheating के कारण relatively low stress levels पर भी permanent deformation हो सकता है। यह आमतौर पर localized overheating की वजह से होता है और इसमें component में bulging विकसित होती है, जो आगे चलकर stress rupture failure में बदल सकती है।

4.2.10.2 Affected Materials
यह सभी fired heater tube materials और सामान्य construction materials को प्रभावित करता है।

4.2.10.3 Critical Factors
इस damage में प्रमुख factors temperature, time और stress हैं।

यह आमतौर पर flame impingement या local overheating के कारण होता है।

Failure का समय internal pressure या loading कम होने पर बढ़ जाता है, लेकिन temperature बढ़ने पर low stress पर भी significant bulging और distortion हो सकता है।

Design temperature से ऊपर local overheating होना एक major factor है।

Corrosion के कारण thickness loss stress को बढ़ा देता है, जिससे failure time कम हो जाता है।

4.2.10.4 Affected Units or Equipment
सभी boiler और fired heater tubes susceptible होते हैं।

Furnaces जिनमें coking tendency होती है (जैसे crude, vacuum, heavy oil hydroprocessing और coker units) उन्हें अधिक firing करनी पड़ती है, जिससे localized overheating का risk बढ़ जाता है।

Hydroprocessing reactors में hydrogen quench की कमी या flow maldistribution के कारण reactor bed में localized overheating हो सकता है।

FCC, sulfur plant और अन्य units में refractory lined equipment में refractory damage या excessive firing के कारण overheating हो सकता है।

4.2.10.5 Appearance or Morphology of Damage
Damage आमतौर पर localized deformation या bulging के रूप में दिखता है, जो लगभग 3% से 10% या उससे अधिक हो सकता है, alloy, temperature और stress पर depend करता है।

Failure के समय rupture “fishmouth” opening के रूप में होता है और fracture surface पर thinning भी दिखाई देती है।

4.2.10.6 Prevention / Mitigation
Localized temperature excursions को minimize करना चाहिए।

Fired heaters में proper burner management और fouling/deposit control से hot spots और overheating को कम किया जा सकता है।

Burners ऐसे होने चाहिए जो diffuse flame pattern produce करें।

Hydroprocessing equipment में reactor bed thermocouples को install और maintain करना चाहिए तथा proper design और operation से hot spots avoid करने चाहिए।

Refractory lined equipment में refractory को serviceable condition में maintain करना चाहिए।

4.2.10.7 Inspection and Monitoring
Fired heaters में visual observation, IR monitoring और tube skin thermocouples का उपयोग temperature monitoring के लिए किया जाता है।

Refractory lined equipment में heat indicating paint और periodic IR scans उपयोग किए जाते हैं। Shutdown के दौरान refractory damage की inspection की जाती है।

Reactor bed thermocouples और reactor skin thermocouples को monitor और maintain करना जरूरी है।

4.2.10.8 Related Mechanisms
Creep/stress rupture (4.2.8) इससे related mechanism है।

4.2.10.9 References

API 579-1/ASME FFS-1, API 530 और API 660 जैसे standards इस mechanism से संबंधित guidance प्रदान करते हैं।