Sellutehtaiden käyttövarmuuden kehittäminen : putkistojen elinkaaren hallinta

Abstract

Sellutehtaalla on suuri määrä putkistoja, joiden on toimittava haasteellisissa olosuhteissa pitkiä aikoja. Niiden määrän ja käyttötarkoituksen perusteella putkistojen käyttövarmuutta voidaan pitää merkittävänä osana sellutehtaan prosessiturvallisuutta ja kannattavuutta. Tässä työssä tutkittiin sellutehtaan putkistojen käyttövarmuuteen vaikuttavia tekijöitä koko elinkaaren ajalta. Tarkoituksena oli selvittää tarkasteltavien sellutehtaiden putkistojen nykytila, sekä kehittää systemaattista lähestymistä putkistojen kunnossapitoon.

Käyttövarmuuden hallinta edellyttää siihen vaikuttavien tekijöiden ymmärtämistä ja tärkeimpien kohteiden tunnistamista. Työn teoriaosassa kartoitettiin putkistojen yleisimpiä vikaantumismekanismeja sekä putkistojen kunnossapitoon soveltuvia kunnonvalvontamenetelmiä. Tärkeimpien kohteiden kartoitus toteutettiin analysoimalla Oulun, Kemin ja Uimaharjun sellutehtaiden tuotantomenetystietoja, häiriöilmoituksia sekä juurisyyanalyysejä. Lisäksi työssä esiteltiin sellutehtaiden metallisia prosessiputkistoja koskevat viranomaisvelvoitteet, joita on asetettu prosessiputkistojen turvallisuuden varmistamiseksi.

Putkistoille asetettujen vaatimusten toteuttaminen ja ylläpito käyttöiän ajan voidaan varmistaa käyttövarmuuden hallinnan toimenpiteillä. Toimenpiteet jakautuvat suunnitteluun, riskienhallintaan, dokumentointiin, asennukseen, käyttöön sekä kunnossapitoon. Häiriöilmoitusten, putkistopiirustusten sekä putkistomerkintöjen hyvä ylläpito mahdollistaa toimenpiteiden tehokkaan kohdistamisen. Putkistosuunnittelussa tehdyillä valinnoilla voidaan vaikuttaa merkittävästi putkiston käyttövarmuuteen ja toimintaan elinkaaren aikana. Lisäksi työn pohjalta luotiin menetelmä metallisisten prosessiputkistojen uusintakriittisyyden arviointiin ja avuksi putkistojen riskienhallintaan. Tämän työn keskeinen tulos on, että putkistojen ja laitteiden käyttövarmuuden hallinta kuuluu kaikille ja siihen tulee panostaa elinkaaren kaikissa vaiheissa.

Pipelines in challenging conditions are common in the pulp mills. Because of the amount and use of pipelines, reliability of piping is major part of the process safety and profitability of pulp mills. This thesis studied all the factors that affect reliability of piping in pulp mills. The purpose was to map the current state of the piping and develop a systematic approach to maintenance of piping.

Understanding and identifying critical factors is the basis of the reliability management. Theory part of the thesis studied the most common failure mechanisms in piping and methods suitable for maintenance of piping. Failure reports, root cause analyses and data of production losses were studied in order to find the most critical sections of Oulu, Kemi and Uimaharju mills. Also the most important regulatory requirements for safety of process piping were presented in this thesis.

The ways to fulfil and maintain the requirements of piping over their life time are the procedures needed to manage the reliability. These actions can be divided in the following steps: design, risk management, documentation, installation, use and maintenance. Accurate and updated failure reports, pipeline drawings and pipeline markings are important in order to take appropriate maintenance actions. Choices made in piping design have a significant impact to the reliability during the life cycle. In this thesis, a method was created to help risk management and to estimate need for pipe replacement. The main result of this study is that the management of reliability belongs to everyone and improving reliability is important during the whole life cycle of piping.