1. Projektin tavoite
• Yhdistyksen näkökulmasta
• Lainsäädännön muutokset/muu ajankohtainen syy

Projektin tavoitteena on suositus, jossa kuvataan tulipesän seinäputkien sisäpuolisten kerrostumien valvonnan hyvät käytännöt ja peittaustarpeen arviointimenettelyt. Näiden avulla voidaan vamistaa, ettei seinäputkien lämpötila nouse käynnin aikana niin korkeaksi, että se johtaisi putken ylikuumenemisvaurioon (pullistuminen/repeäminen) tai nopeuttaisi putkien sisä- tai ulkopuolista korroosiota siten, että käynnin aikaisen vuodon riski kasvaisi merkittävästi.

Päivittämällä sekä suositukset sisäpuolisten kerrostumien valvonnasta että peittausrajoista voidaan vähentää riskiä, että seinäputkiin pääsisi muodostumaan huomaamatta niin paksut sisäpuoliset kerrostumat, että vaarana on että johonkin seinäputkista tulee kattilan turvallisen käytön vaarantava vuoto. Tällaiset vuodot ovat olleet, onneksi, harvinaisia, mutta koska ne sijoittuvat tulipesän alaosaan, liittyy niihin aina voimakkaan tulipesäräjähdyksen vaara, joten ne tulisi voida ehkäistä kokonaan. Viimeisen 10 vuoden aikana Suomessa on ollut ainakin yksi tällainen vuoto, mikä osoittaa, että sisäpuolisten kerrostumien valvonnassa on edelleen parannettavaa.

2. Aiemmat aiheesta tehdyt työt tai aiheeseen liittyvät standardit
• Yhdistyksen aiemmat työt
• Akateemiset työt
• Standardit

Sisäpuolisten kerrostumien valvontaa on käsitelty Soodakattilayhdistyksen suosituksessa ”Soodakattilan tarkastus- ja peittaussuositus”, joka on laadittu 2004, ja suosituksessa ”Soodakattilan materiaalit ja tarkastukset”, joka on laadittu 2016.

Vuoden 2016 suosituksessa on oksidi- ja kerrostumakalvon paksuusmittaus mainittu höyrystimin seisokinaikaisena tarkastusmenetelmänä. Käytännössä kuitenkin yleisimmin käytetty on näytepalojen otto. Vuoden 2016 suosituksessa mainitaan, että NDT-menetelmät kohdistavat näytepalojen oton ongelmakohtiin. Tekstin voi tulkita niin, että ultraäänitarkastuksia tulee tehdä, kun on syytä olettaa, että kattilassa on ongelmakohtia, ja tällaiseksi nykyinen käytäntö on muotoutunutkin.

Suosituksissa ei ole tarkasteltu tilanteita, joissa kattilaan on ajettu pitkään niin heikkolaatuisella kattilavedellä, että kerrostumien muodostuminen on todennäköistä. Pahimmassa tapauksessa tällainen jakso osuu käyttöjakson loppupuolelle niin, että paksut kerrostumat ehtivät muodostua ennen vuosihuoltoa, mutta putkien vauriot eivät vielä ole tarkastuksissa havaittavissa. Suosituksien mukaan toimien näytepaloja ei tällöin tarvita, joten jos näytepaloja ei sattumalta oteta ja analysoida korjaustöiden yhteydessä, jää vika piileväksi, ja korroosio voi sitten edetä seuraavan käyttöjakson aikana mahdollisesti nopeastikin. Tiedossa on ainakin yksi tällainen tapaus, jossa vauriot pääsivät etenemään tällä tavoin yhden käyttöjakson aikana aina vuotoon saakka.

Tällä hetkellä yleinen käytäntö on, että seinäputkista otetaan näytteitä vauriotapausten ohella myös toisinaan korjaustöiden yhteydessä. Näytteitä ei tällöin saada välttämättä niistä osista seiniä, joissa putket ovat kaikkien alttiimpia sisäpuolisten kerrostumien aiheuttamalle korroosiolle. On siten mahdollista, että korjaustöiden yhteydessä kerätyissä näytteissä kerrostumat ovat ohuita, mutta kattilassa voi silti olla seinäputkia, joissa kerrostumat ovat jo niin paksuja, että vaarana on pinnoitteen korrodoituminen tai putken korrodoituminen sisäpinnalta varsinkin jos samanaikaisesti kattilaveden laatu on heikko.

Sisäpuolisten kerrostumien negatiivinen vaikutus kattilaputkien kuntoon voidaan estää poistamalla kerrostumat peittaamalla. Vuonna 2004 tehdyssä suosituksessa on viitattu B&W:n vuonna 2003 julkaisemaan suositukseen, jonka mukaan soodakattilat tulee peitata, jos kerrostumien paino alaa kohden on 12,8 – 21,4 mg/cm2. Ao. kerrostumien paksuus on n. 50 – 80 μm. Sodahuskommittenin ohjeiden mukaan peittaus on puolestaan tarpeen vasta kun kerrostumapaksuus ylittää 150 μm.

Kuten em. suosituksista voi päätellä, esitettyjä rajoja voidaan pitää ainoastaan suuntaa-antavina, sillä on ilmeistä, että kerrostumapaksuuteen, jonka ylittyessä riski korroosiosta kasvaa, vaikuttaa monet kattilakohtaiset tekijät, kuten kattilan käyttöpaine, käytetyt materiaalit ja kattilaveden laatu. Näiden tekijöiden vaikutusta korroosioriskiin ja edelleen peittaussuosituksiin ei kuitenkaan ole analysoitu, tai ainakaan tällaisten analyysien tuloksia ei ole yleisesti kattiloiden käyttäjien tai tarkastajien käytettävissä.

Tarkempi arviointi olisi kuitenkin mahdollista, sillä esimerkiksi seinäputkien lämpötilan vaikutuksesta pinnoitemateriaalien korroosionopeuteen on saatu paljon uutta tietoa vuoden 2003 jälkeen. Tällaista tietoa saatiin mm. Skyrec-projektissa, jossa mitattiin erilaisten materiaalien korroosionopeuksia tavanomaista korkeammissa käyttölämpötiloissa.

Soodakattilayhdistys on myös laatinut 2011 suosituksen vesikemian ohjearvoista, jota käyttäen olisi mahdollista määrittää poikkeustilanteet, joissa on syytä epäillä sisäpuolisten kerrostumien muodostumista ja jotka näin ollen edellyttävät tehostettua sisäpuolisten kerrostumien valvontaa seuraavassa seisokissa.

Suosituksien laadinnassa olisi hyvä olla käytettävissä kokemuksia kerrostumista mahdollisimman laajalti. Koska mitä ilmeisemmin suositusten päivitystarvetta on myös Ruotsissa, voisi Sodahuskommitten olla kiinnostunut osallistumaan projektiin. Tällöin käyttöön saataisiin myös ruotsalaisilla tehtailla saadut kokemukset tulipesän seinäputkien sisäpintojen kerrostumista ja vaurioista.

3. Projektisuunnitelma
• Projektin vaiheistus

I. Laskentamallin kokoaminen tulipesän seinämateriaalien korroosionopeuden laskemiseksi, kun putkien lämpötilaan vaikuttaa paineen ohella myös sisäpinnalla olevan kerrostuman paksuus (laskennassa voidaan huomioida muitakin suureita, kuten paikallisen lämpövuon vaihtelut seinien eri korkeuksilla ja pohjakuorman vaihdellessa, jos se todetaan mahdolliseksi).
Laskentamallin kokoamisessa hyödynnetään mahdollisuuksien mukaan jo olemassa olevia laskentamalleja.

II. Peittausrajojen laskenta eri materiaaleille paikallinen lämpövuo huomioon ottaen seinien eri korkeuksilla
Valmiin mallin tulisi antaa maksimikerrostumapaksuudet seinien eri korkeuksilla, kun malliin annetaan syöttötietoina kattilan paine, seinäputkien materiaalit eri korkeuksilla, pohjakuorma ja suurin sallittu materiaalihävikki (kullakin materiaalilla) käyttöjakson aikana. Tällöin mallin tuloksia olisi helppo verrata tarkastustuloksiin sekä yksittäisistä näytteistä että ultraäänitarkastuksista.

III. Sisäpuolisten kerrostumien valvonnan hyvien käytäntöjen laadinta
Käytäntöjen hyvyyttä arvioidaan käymällä läpi tapahtuneita vaurioita ja arvioimalla millaisilla valvontamenettelyillä vauriot olisivat olleet estettävissä. Arviointia varten kerätään tietoja tehtailta sekä tapauksista, joissa seinäputkissa on havaittu korroosiota, joka on nopeutunut sisäpuolisten kerrostumien takia, että tapauksista, joissa putkissa on todettu epätavallisen paksuja kerrostumia, mutta niillä ei ole havaittu olevan vaikutusta korroosioon.

Projektin lopputuloksena on yhdistyksen jäsenten käytettävissä oleva laskentamalli, jolla voidaan laatia kattilakohtaiset peittausrajat, ja lyhyt suositus peittaustarpeen arvioinnista, joka sisältää sekä ohjeistuksen ao. mallin käytöstä että kuvauksen hyvistä käytännöistä sisäpuolisten kerrostumien valvonnassa.

4. Projektin tekijä(t)
• Tilauksen tekevät työryhmät ja yhteistyö
• Projektipäällikkö
• Projektin tekijä (+ohjaaja, jos opinnäytetyö)

Laskentamallin kokoaminen ja käyttö peittausrajojen laskemiseksi sekä kokemusten kerääminen tehtailta sopisivat DI-työksi.

Hyvien valvontakäytäntöjen ja peittaussuositusten laadinta sopisi toteutettavaksi ryhmätyönä niin, että ryhmässä on sekä tarkastuslaitosten että tehtaiden edustajia. Jos projekti toteutetaan yhteistyössä Sodahuskommitten kanssa, niin ryhmässä tulisi olla edustajia myös Ruotsista.

5. Projektin kustannukset
• Kulujen jakautuminen eri tilikausille
• Mahdollinen ulkopuolinen rahoitus

6. Projektin aikataulu
• Milestones
• Esitelmän ajankohta

7. Tilanne
• Yhteydenotto Sodahuskommitten (sihteeristö)
• Projektia käsittelevät pöytäkirjat