الرد: هل يمكن لمادة ZARE أن تلبي متطلبات الاستخدام الآمن، نظرًا لارتفاع تركيز غاز كبريتيد الهيدروجين الموجود في زيت إزالة الشعر؟

Thread Content

أولاً، تقييم وتحديد مستوى التآكل في خزان الزيت من نوع “باوتو”، وذلك بناءً على نتائج تحليل الزيت المرفوعة من قبلكم بتاريخ 23 مارس 2016 (الخصائص الكيميائية). المكونات الرئيسية لهذا الزيت هي C3-C5، أما كمية غاز الهيدروجين الكبريتي فهي تتراوح بين 400-500 ملغ/كجم. يجب علينا أولاً تحديد مستوى التآكل في هذا الخزان. وفقًا لـ "مجموعة قواعد إدارة معدات مصانع التكرير والكيماويات" الصادرة عن شركة البترول والغاز الصينية المحدودة في نوفمبر 2011، بالإضافة إلى "لوائح الرقابة الفنية على سلامة الخزانات تحت الضغط"، يتم التعرف على ما إذا كان زيت مصنع يومن للتكرير والكيماويات ينتمي إلى بيئة تآكل ناتج عن غاز الهيدروجين الكبريتي المائي أم لا. أولاً، وفقًا لتعريف “بيئة التآكل الناتج عن غاز الهيدروجين الكبريتي في الحالة السائلة” الوارد في كتاب “نظام إدارة معدات شركات تكرير النفط والصناعات الكيميائية”: يُطلق على البيئة التي يوجد فيها ماء حر في الحالة السائلة، وتتوافر فيها إحدى الشروط التالية، اسم بيئة التآكل الناتج عن غاز الهيدروجين الكبريتي في الحالة السائلة: (1) أن يكون محتوى الكبريتات الكلي في الماء السائل أكثر من 50 جزءًا في المليون ； أو (2) في الماء السائل، يكون قيمة pH أقل من 4، ويكون محتوى الكبريتات الكلي أكبر من أو يساوي 1 جزء في مليون ； أو (3) في الماء السائل، يكون قيمة pH أكبر من 7.6، وتكون نسبة حمض الهيدروسيانيك (HCN) أكبر من أو تساوي 20 جزءًا في المليون، بالإضافة إلى أن محتوى الكبريتات الكلي يكون أكبر من أو يساوي 1 جزءًا في المليون ； أو (4) أن يكون الضغط الجزئي لغاز ثاني أكسيد الكبريت في الغازات أكبر من 0.0003 ميجا باسكال (0.05 بسيا). ووفقًا للوائح التقنية لسلامة الخزانات تحت الضغط، فإن: (1) درجة الحرارة ≤ (60 + 2P)، حيث P هو الضغط بوحدة الميجا باسكال (الضغط النسبي)، وهو ما يعادل تركيز غاز ثاني أكسيد الكبريت المذاب في الماء ≥ 10×10-6 ； (2) ضغط جزيئات H2S ≥ 0.00035 ميجا باسكال
(3) يحتوي الوسط على ماء في الحالة السائلة، أو أن درجة حرارته أقل من نقطة الندى ； (4) قيمة الرقم الهيدروجيني < 9 أو وجود HCN. في تقرير تحليل عينة الزيت المؤرخ 23 مارس 2016: البند الثالث: نسبة كبريتيد الهيدروجين: 400–500 ملغ/كجم، وهو في الغالب كبريتيد الهيدروجين، بينما نسبة أشكال كبريتيد الهيدروجين الأخرى ضئيلة جدًا ； المادة الرابعة: يمكن القول إن ضغط البخار في درجة الحرارة العادية، والذي يتراوح بين 60 و80 كيلو باسكال، يشير إلى أن الخزانات المستخدمة في مصنع يومن للكيماويات تعمل في بيئة تعرضها لتآكل هيدروجين الكبريتيد الرطب. ثانيًا: حلول مكافحة التآكل. في كتاب “نظام إدارة المعدات في مصانع تكرير النفط والصناعات الكيميائية” الصادر عن شركة البترول والغاز الصينية المحدودة في نوفمبر 2011، وفي “أنظمة إدارة الأوعية الضغطية والأنابيب تحت الضغط”， ينص الفصل الثالث “التصميم والتصنيع والتركيب”، في المادة 12، على أنه بالنسبة للأوعية الضغطية المستخدمة لتخزين الغاز البترولي المسال والأوعية الضغطية المصنوعة من الفولاذ عالي القوة (أي الأوعية المصنوعة من مواد ذات قوة شد أدنى تبلغ σb ≥ 540 ميجا باسكال)، يجب تحديد كمية المواد المسببة للتآكل، أو اتخاذ تدابير إضافية لمكافحة التآكل. الفصل الأول: المبادئ العامة، القسم 1.11: يجب على شركات التكرير والتحويل أن تعزز، استنادًا إلى هذه الإرشادات، استخدام التقنيات الجديدة للوقاية من التآكل في بيئة ثاني أكسيد الكبريت الرطب، مثل تقنيات الطلاء والغمس بالمعادن وغيرها. الخزانات المصنوعة من الفولاذ، وخاصة الخزانات الكروية المصنوعة من فولاذ عالي القوة ذو تركيبة منخفضة، تكون حساسة للغاية في وجود أيونات الكبريت، حيث يتم إنتاج غاز ثاني أكسيد الكبريت والهيدروجين سلفيد والثيولات وأيونات Cl- كنتائج لذلك. التفاعلات التي تحدث هي كالتالي:
H2S → H+ + HS-
أما التفاعل عند الأنود فهو: Fe + HS- → FeS + H+ + 2e-
أما التفاعل عند الكاثود فهو: 2H+ + 2e- → H2 ↓
2H+ تخترق داخل المعدن ； هاد – امتصاص الهيدروجين ； هاب — استنشاق الهيدروجين. التفاعل الكلي: Fe + H2S → FeS↓ + H2↑. يتسرب الهيدروجين إلى داخل المعدن، مما يؤدي إلى تلف الفولاذ بسبب التآكل الناتج عن الهيدروجين. ويحدث ذلك نتيجة تفاعل انحلال المعدن في القطب الموجب مع تلفه في القطب السالب بسبب الهيدروجين، حيث يلعب تلف المعدن بسبب الهيدروجين دورًا رئيسيًا في هذه العملية. رابعًا: المؤشرات الكهروكيميائية لمادة ZARE مقارنة بمادتي الزنك والألومنيوم، بالإضافة إلى طبقات الألومنيوم المغطاة بطبقة من الألومنيوم. في سبتمبر 2010، تم إجراء تجارب مقارنة للخصائص الفيزيائية لهذه المواد في جامعة داليان للتكنولوجيا، وأظهرت النتائج أن الخصائص الكهروكيميائية لطبقة سبيكة ZARE تقع بين خصائص طبقة الزنك وطبقة الألومنيوم، وهي قريبة من خصائص طبقة الزنك، ولذلك فإنها توفر حماية كاثودية للفولاذ. تقع خصائصها الميكانيكية بين طلاء الزنك وطلاء الألومنيوم، وهي قريبة من خصائص طلاء الألومنيوم، كما أن لديها صلابة عالية وقدرة جيدة على مقاومة الصدمات. السادس: استخدام تقنية ZARE لتقييم الوقاية من التآكل داخل خزانات الهيدروكربونات السائلة 6.1 يمكن لهذه التقنية أن **تقلل من مخاطر حدوث مرض SCCC في الخزانات، وبالتالي تعزز الأمان الجوهري للمعدات ； 6.2 تختلف أنواع التآكل الذي يصيب الخزانات الكروية، وفيما يتعلق بحل مشاكل التآكل من نوع SSCC، فإن تقنية ZARE تعتبر من أفضل التقنيات المستخدمة في هذا المجال على المستوى المحلي. كما أن أمان الخزان الكروي يعتمد أيضًا على جودة المعالجة الحرارية للخزان، وعلى مدى توافق مستويات الكبريت والفوسفور مع المعايير المطلوبة. بالإضافة إلى ذلك، فإن أمان الخزان يعتمد أيضًا على وجود أي عيوب أو شوائب داخل الخزان نفسه. لكن باستخدام تقنية ZARE، ومن خلال آلياتها الثلاثة وهي “تأثير الاستيلاء” و“تأثير الحماية” و“تأثير السرير الثابت”， يمكن تجنب التآكل المتساوي في الخزان، وبالتالي توفير حماية فعالة ضد التآكل من نوع SSCC. 6.3 إذا كانت حالة التآكل في الخزان الدائري سيئة في الأصل وحدث تآكل متكرر، فيُنصح بتطبيق تقنية ZARE، مع إجراء فحوصات إلزامية سنويًا كما هو معتاد. فحص حالة تآكل طبقة سبيكة المعادن النادرة ZARE؛ فإذا ظهرت علامات تآكل في طبقة السبيكة، فهذا يعني أن “غشاء الأنود التضحوي” قد أدى وظيفته بشكل فعّال، حيث ساعد في منع اختراق غاز H2 في المعدن الأساسي للخزان، وبالتالي تقليل أو منع حدوث ظاهرة الهشاشة الناتجة عن الهيدروجين، أي ظاهرة SSCC. يجب زيادة تكرار إجراء الفحوصات المتعلقة بمواد مثل H2O وH2S، وتقليل فترات فحص الخزانات الكروية، من أجل تحديد الأسباب والأنماط، وتطبيق طبقة حماية مضادة للتآكل من سبيكة اللاذوجات النادرة ZARE على الخزانات الكروية في الوقت المناسب. الشكل 1: مقارنة بين تفريغ أنود ZARE وأنود الألومنيوم التضحوي في محلول مائي مشبع بـ H2S. تُظهر منحنيات بيانات التفريغ أن فعالية تفريغ سبيكة العناصر النادرة ZARE أفضل بشكل ملحوظ مقارنة بأنود الألومنيوم التضحوي، حيث تكون كفاءة التفريغ لديها أعلى بمقدار 3-5 أضعاف من كفاءة أنود الألومنيوم.