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Integrity Operating WindowWindowPräsentiert von: Marion Janus-Uebelhör

TÜV SÜD Industrie Service GmbH Folie 115.09.2016 TÜV SÜD

Asset Integrity Management department – services at a glimpse

Asset Integrity Programs Asset Integrity Programs = Auditing and Supporting implementation of management processes for maintenance at operators of process plantsTÜVTÜV--RoiRoiMM

Process Safety Excellence (PSE)= Supporting implementation of a holistic approach for process safety and a KPI-systems for monitoring effectiveness

Risk Based Inspection (RBI)= Creation of inspection concepts based on a risk assessment

and= Supporting implementation of RBI management processes within clients organization

Fitness for Service Assessments (FFS)= Assessment of flaws – outside of commonly accepted limits – found during inspections / turn-arounds


RBI – Risiko Basierte Instandhaltung

Nur eine Risikomatrix? RBI ist eine strukturierte Vorgehensweise um Nur eine Risikomatrix? RBI ist eine strukturierte Vorgehensweise um ein OPTIMIERTE Antwort zu erhalten auf:

WAS? ist zu prüfen– z.B. auf welche kritischeSysteme konzentrieren, was sind die Prioritäten usw.

WIE?Ist zu prüfen – z.B. welche Methode istgeeignet

WANN? I t üf llt d ti lIst zu prüfen – was sollte der optimaleZeitraum bis zur nächsten Inspektion sein

IN WELCHEM UMFANG?IN WELCHEM UMFANG?z.B. Lokal oder 100%?


Integrity Operating WindowFallbeispiel– Woher kommt der Gedanke?

Schaden in einem Wärmetauscher einer Raffinerie

Schadensbeschreibung• Starke Korrosion in einem Wärmetauscher festgestellt, die einen Raffinerie Starke Korrosion in einem Wärmetauscher festgestellt, die einen

ungeplanten Austausch noch während des Stillstands zur Folge hat und zur Verlängerung des Stillstands führt

• Im RBI-Projektes war die restliche Lebensdauer aus dem Abtrag in der Vergangenheit bestimmt worden und als Schadensmechanismus Naphthensäurekorrosion definiert Ein Austausch war erst im Naphthensäurekorrosion definiert. Ein Austausch war erst im übernächsten Stillstand geplant.

• Die erwartete Korrosionsrate lag jedoch viel niedriger als der nun festgestellte Abtrag

U hUrsache• Chemische Analysen der letzten 5 Jahre wurden

ausgewertet, dabei ergab sich eine Erhöhung des Gehalts an Naphthensäuren in den letzten 4 Jahren (TAN-Zahl)

• Der festgestellte Abtrag entspricht dem aus der Literatur bei • Der festgestellte Abtrag entspricht dem aus der Literatur bei der höheren TAN-Zahl bestimmten Wert

• Die im nachhinein festgestellte TAN-Zahl lag jedoch immer unter dem für die Anlage erlaubten Grenzwert

Folge• Es reicht nicht, zukünftige Inspektionen nur anhand von

vergangenen Instandhaltungsergebnissen zu planen• Inspektionspläne müssen sich dynamisch ändernden Inspektionspläne müssen sich dynamisch ändernden

Betriebsbedingungen anpassen


Definition Integrity Operating Window (IOW)

Source: NACE Paper 2227, Corrosion Management of Refinery Process Units by

Source: API 584, Integrity Operating Windows

Using Integrity Operating Window (IOW), Kuwait National Petroleum Company

Definition Integrity Operating Window (IOW) (API 584): Definition von Grenzwerten für betriebliche Parameter, die

Unterschied zwischen Operating Window und IOW: Operating Window Grenzwerte werden gesetzt, um bestimmte Definition von Grenzwerten für betriebliche Parameter, die

die Integrität von Komponenten nachteilig beeinflussen, wenn der Prozess von den gesetzten Grenzen für einen bestimmten Zeitraum abweicht

p g g ,Zielsetzungen, wie Produktqualität, sicheren Betrieb oder Reliability zu erreichen.IOWs: Unterkategorie des Operating Windows, die auf die Integrität und Zuverlässigkeit von Komponenten fokussiert ist.g g p


Welche Art von Parameter gibt es im Integrity Operating Window?

Chemische Parameter Physikalische Parameter

Medieneigenschaften die einen Einfluss auf die Mechanische und betriebliche Parameter wie z BMedieneigenschaften, die einen Einfluss auf die Integrität haben, wie z.B. • Konzentrationen an korrosiven und

spannungsrissinduzierenden Komponenten (z B H2S Chloride Schwefel Naphthensäuren

Mechanische und betriebliche Parameter, wie z.B.• Auslegungs- und Betriebsdrücke und -

temperaturen• Durchflusse(z.B. H2S, Chloride, Schwefel, Naphthensäuren,

Carbonate, NaOH)• pH-Werte• Wassergehalt

I hibit K t ti

• Inhibitordosierungsraten• Partialdrücke, Taupunkte• Aufheiz- und Kühlkurven

• Inhibitor Konzentrationen• Sauerstoffgehalt • Temperaturzyklen


Integrity Operating Window – Kategorien werden bestimmt durch das Risiko

Risk Category Potential issue Notification type Response

Critical Imminent failure Alarm for boardoperator

Immediatepredetermined

action to return tooperator action to return tosafe operation

StandardFailure over a

specified amountf ti

Alarm/Alert foroperation

Operator intervention or

ti i dof time operation action required

Informational Long termreliability affected Notification

For planning ofSubject Matter

Experty

SME = Subject matter expert

Expert


Beispiel für IOW Prozess und Schnittstelle zu RBI Prozess

Review

IOW processReview

• Time/frequency in exceedance• Update of RBI and IOW limits

rieb

Definition Operating window

Definition monitoring and actions Monitoring Action (when

required)Risk ranking

• Informational• Standard

• Operator response• Inspector notification

• Physical limits• Chemical limits

• Monitoring responsibility• Monitoring frequency

Betr

Standard• Critical

Inspector notification• Expert notification

Chemical limits Monitoring frequency• Corrective actions

Inspection plan Inspection activity Action (when required)Risk analysis

Corrosion control docs,degradation mechanism

evaluation

ndha

ltung

Review

Instan

RBI process


Example for Integrity Operating Window implementation program

2 31 4 5 6 7 8 9Month

Gap l i IOW Pilot Unit

Procedure & process

Development Installation IOW-PilotAnalysis

Procedure & process

Roll-out

analysis» Identify

existing elements

ct

IOW Pilot Unit» Define operating conditions» Define degradation

mechanisms» Define process variables» Define criticality» Define actions

process development» Creation of IOW

procedures» Software / Tool

requirements defined

pinstalled» Software / Tools

developed and implemented

W P

roje

c

Management system

Management system Installed

Implementation» Install monitoring

ti iti

tuning Fine-tuning of Roll-out

Roll-out

IOW development

» Standard and transparent IOW process with roles & responsibilities designed

» KPI system developed

» Standard and transparent IOW process installed

» Trainings developed and executed

» KPI system installed

activities» Install response

activities» Tracking the results

of the IOW project

» Workshops» Update

planning

developed

0 1 2 3 4


Integrity Operating WindowFallbeispiel – Wie hätte es ablaufen können?

Vorbeugen eines Schadens in einem Wärmetauscher einer Raffinerie

Definition IOW-Parameter• Schadensmechanismus: NaphthensäurekorrosionWärmetauscher einer Raffinerie Schadensmechanismus: Naphthensäurekorrosion• TAN-Zahl: Zusätzlich zum Grenzwert für die Anlage

Einführung eines weiteren informativen Grenzwertes für die TAN-Zahl im Bereich des Wärmetauschers

• Erforderliches Monitoring und Aktionen definiertErforderliches Monitoring und Aktionen definiert

MonitoringG t fü TAN Z hl i Wä t h üb d fi i t • Grenzwert für TAN-Zahl im Wärmetauscher über definierten Zeitraum überschritten, daher Information an Instandhaltung zur Neubewertung der Restlebensdauer

Folge• Austausch des Wärmetauschers wird statt im übernächsten

Stillstand bereits für den nächsten geplant und der Werkstoff geändert

• Die Kosten durch einen ungeplanten Austausch wegen eines größeren Schadens und der damit verbundenden größeren Schadens und der damit verbundenden Verlängerung des Stillstand werden vermieden


Integrity Operating Window

• Optimiert den Informationsfluss zwischen dem Betrieb und der zwischen dem Betrieb und der Instandhaltung der Anlagen

• Ermöglicht es durch vorausschauende Instandhaltungsplanung Produktionsausfälle durch ungeplante g pStillstände und Schäden zu verhindern

• Erhöht die Sicherheit der Anlagen • Erhöht die Sicherheit der Anlagen, indem mögliche Schäden identifiziert werden, bevor sie auftreten

• Die Identifikation von IOW-Parametern ist ein Grundbaustein für Industrie 4.0 in der Instandhaltung von Prozessanlagen


Contact

Marion Janus-Uebelhör Dr.-Ing. Jürgen Deininger

Project managerAsset integrity management

TÜV SÜD Industrie Service GmbH

Head of DepartmentAsset Integrity Management

TÜV SÜD Industrie Service GmbHWestendstraße 19980686 München / MunichGermany

Phone: +49 89 5791-1671Mobil: +49 151 2774 5522

Westendstraße 19980686 München / MunichGermany

Phone: +49 89 5791-2859Mobil: +49 151 11315275Mobil: 49 151 2774 5522

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