مقال عميق ومفيد ‖ استخدام مواد الحماية من التآكل في الطور الغازي للمعدات غير القيد الخدمة في أنظمة تكرير النفط!

Thread Content

تم تعديل هذا المنشور آخر مرة بواسطة B0SS في تاريخ 11-10-2016 الساعة 18:04. ملخص: يحلل هذا المقال الأسباب الرئيسية لتآكل المعدات التي لا تُستخدم. يتناول النص حالة تآكل معدات تكرير النفط التي تبلغ قدرتها 500 ألف طن، بالإضافة إلى اختيار المواد المضادة للتآكل وطرق استخدامها. كما يتناول آلية عمل مواد الحماية من التآكل في الأجهزة التي لا تُستخدم، بالإضافة إلى استخداماتها وأنواعها وخصائصها. وبالاستناد إلى الاستخدام الفعلي لمادة الحماية من التآكل من النوع الغازي Longx-911 في المعدات المتوقفة عن العمل في مصنعنا خلال عام 2015، تم التأكد من أن هذه المادة توفر حماية فعالة ضد التآكل أثناء فترة توقف معدات تكرير النفط عن العمل. (المؤلفون: لي مينغتشنغ، جاو يونغوي وآخرون، مصنع تاشيكسيان للبتروكيماويات التابع لشركة حقول النفط في تاريم التابعة لشركة بتروتشاينا) ； لي كانغ، وانغ بين وآخرون، شركة لانتشو جينلونغشين لتكنولوجيا الكيماويات المحدودة. الكلمات المفتاحية: المعدات في حالة الاستعداد، معدات تكرير النفط، مواد مضادة للتآكل في الطور الغازي، الوقاية من التآكل. 1. نبذة عن حالة التآكل في مجموعة معدات تكرير النفط التي تبلغ قدرتها 500 ألف طن في مصنع تاشيجنان للبتروكيماويات، تحليل أسباب التآكل، اختيار المواد المضادة للتآكل واستخدامها. (1) نبذة عن مجموعة معدات تكرير النفط التي تبلغ قدرتها 500 ألف طن: بسبب تعديلات في خطط الإنتاج، توقفت مجموعة معدات تكرير النفط التي تبلغ قدرتها 500 ألف طن في مصنع تاشيجنان للبتروكيماويات عن العمل في نهاية عام 2014، ودخلت في حالة الاستعداد. ابتداءً من سبتمبر 2015، تم فتح جميع الأجهزة التي تحتاج إلى حماية ضد التآكل تدريجياً، ومن خلال المعاينة الميدانية والتصوير لجمع الأدلة، تبين أن جميع الأجهزة كانت مصابة بالتآكل إلى حد كبير، وكانت الحالة أكثر خطورة في بعض الخزانات والأبراج. تعرضت الخزانات التي تحتوي على مواد مسببة للتآكل لتآكل شديد بشكل كامل، حيث غطت طبقة الصدأ كل السطح الداخلي، وفي بعض الأماكن بلغ سمك طبقة الصدأ حوالي 2 ملم. لم يكن التآكل في قاعدة البرج شديدًا، وكانت كمية الصدأ قليلة؛ أما في الجزء الأوسط من البرج، فبدأ التآكل وزادت كمية الصدأ تدريجيًا. وكلما ارتفعنا نحو الجزء العلوي من البرج، أصبح التآكل أشد، وأصبح طبقة الصدأ أكثر سمكًا، حيث يمكن أن يصل سمك طبقة الصدأ في الأجزاء الأكثر تآكلاً إلى حوالي 2 ملم. ووفقًا للإحصائيات، فإن المعدات التي لا تمتلك قدرة على مقاومة التآكل الناتج عن الظروف الجوية تتعرض لتآكل أشد بكثير أثناء فترة الخمول مقارنة بفترة التشغيل. وإذا لم يتم اتخاذ تدابير وقائية، فقد يحدث تآكل كبير أو ثقوب في هذه المعدات، مما يصعّب إعادة تشغيلها أو حتى يؤدي إلى تدميرها مبكرًا، مما يسبب خسائر اقتصادية كبيرة. نظرًا لأن المعدات كانت متوقفة عن العمل قبل عملية الحماية المضادة للتآكل لفترة تصل إلى 10 أشهر في أطول الحالات، وحوالي 9 أشهر في أقصرها. من الطبيعي أن يتعرض الجهاز لبعض التآكل خلال فترات الخمول الطويلة. نوصي بإجراء العلاجات الوقائية ضد التآكل فورًا عند توقف استخدام الأجهزة في المستقبل. (2) تحليل أسباب التآكل: يعود التآكل الناتج عن الغلاف الجوي في الأساس إلى عملية إزالة القطبية بواسطة الأكسجين، فبدون الأكسجين، لا يحدث تآكل المعادن نتيجة التأثيرات الجوية. ومع ذلك، في الظروف التي يكون فيها هناك أكسجين، فإن سطح المعدن يتفاعل كهربائيًا مع محلول التآكل، مما يؤدي إلى تدميره. نظرًا لأن طبقة الماء على سطح المعدن رقيقة جدًا، فإن الأكسجين الموجود في الهواء يستطيع الوصول إلى سطح المعدن بسهولة، ولذلك يسير عملية الكاثود بسلاسة. في عملية التآكل الناتجة عن الرطوبة، يكون سطح المعدن في حالة تغير مستمر بين الحالة الجافة والحالة الرطبة. في هذه الحالة، يساهم طبقة الصدأ على سطح المعدن في تسريع عملية التآكل، وعندما تزداد الرطوبة أكثر، يمكن لطبقة الصدأ أن تعمل مع الأكسجين المذاب كعامل لتخفيض الجهد الكهربائي في القطب السالب. لإبطاء تآكل المعادن، يستخدم الناس العديد من الطرق لحمايتها، ومن بين هذه الطرق إضافة مواد مثبطة للتآكل إلى الغاز المحيط بالمعدات غير العاملة، وهي طريقة اقتصادية وعملية في آن واحد، وقد أصبحت وسيلة هامة لمكافحة التآكل. (3) اختيار المواد المضادة للتآكل وتطبيقها: من أجل تقليل ومنع تآكل معدات التكرير التي تبلغ قدرتها 500 ألف طن في مصنعنا، استخدمنا العديد من الطرق لحماية هذه المعدات من التآكل. وبعد المقارنة التقنية واختبار المنتجات، قرر مصنعنا استخدام مادة Longx-911 المضادة للتآكل، والتي تنتجها شركة لانتشو جينلونغشين للكيماويات المحدودة، لحماية المعدات أثناء فترة توقفها عن العمل. بعد إجراء عملية الشراء عبر المناقصة، وصلت مواد الحماية من التآكل في الحالة الغازية إلى موقع البناء، حيث بدأت عملية التعبئة تدريجيًا في سبتمبر 2015. وقبل بدء عملية التعبئة، قام قسم إدارة وصيانة المعدات في مصنانا بالتعاون مع فنيي شركة لانتشو جينلونغشين للكيماويات المحدودة بوضع خطة تعبئة صارمة، كما قدمت الشركة دعمًا فنيًا لإدارة عملية التعبئة أثناء تنفيذها. نظرًا لوجود عدد كبير من الأجهزة، فإن عملية التعبئة تستغرق وقتًا طويلاً، وسيتم الانتهاء منها تدريجيًا في الفترة من 21 سبتمبر إلى 20 أكتوبر، ليبدأ بعد ذلك مرحلة الحماية من التآكل. 2. آلية الحماية من التآكل لمواد الحماية الغازية المستخدمة في المعدات المتوقفة عن العمل، واستخداماتها وأنواعها وخصائصها
(1) آلية الحماية من التآكل: إن مواد الحماية الغازية المستخدمة في المعدات المتوقفة عن العمل هي منتج جديد تم تطويره عن طريق دمج مبادئ التآكل في المعدات مع تقنيات التخفيف من التآكل في الوسط الغازي وعمليات الحماية من التآكل. يمكن لهذا المنتج أن يوفر حماية فعالة ضد التآكل خلال فترة توقف المعدات مثل الغلايات الصناعية والأبراج والخزانات وأنابيب النقل ومبادلات الحرارة والحاويات تحت الضغط. مادة الحماية من التآكل في الطور الغازي للمعدات الاحتياطية هي مادة مضادة للتآكل في الطور الغازي، وتتكون من مواد ذات خصائص مضادة للتآكل سهلة التبخر، بالإضافة إلى مواد مانعة للصدأ ومواد إضافية أخرى. وفي درجات الحرارة والضغوط العادية، تتبخر هذه المادة تلقائيًا لتصدر غازات ذات خصائص مضادة للتآكل وخصائص كاشفة للمعادن وخصائص قلوية. ①الغازات المضادة للتآكل التي تنبعث من المواد المحافظة، والتي تتكون في الأساس من مركبات تحتوي على مجموعات نيتروجينية، تشكل طبقة واقية كثيفة على سطح المعدات المعدنية المحمية، وذلك عن طريق الامتصاص الكيميائي. هذه الطبقة الواقية تعمل على عزل الهواء وبخار الماء وغيرها من المواد المسببة للتآكل عن المعدن، وبالتالي تحمي المعدات بفعالية وتمنع أو تبطئ من حدوث التآكل. ②الغازات الناتجة عن المواد المضادة للتآكل لها قدرة اختراق عالية، ويمكنها الاختراق إلى أسفل طبقات الصدأ والترسبات، حيث تتفاعل مع أيونات المعادن الموجودة في جدران الأجهزة، مما يساعد على منع التآكل تحت طبقات الصدأ والترسبات. في الوقت نفسه، يمكن من خلال عمليات النفاذ والتشبع إزالة جزء من طبقة الصدأ الموجودة، مما يقلل من مساحة بقع الصدأ وسمك طبقة الصدأ نفسها. ③الغازات ذات الخصائص القلوية الضعيفة التي تنبعث من المواد المضادة للتآكل، يمكنها خلق بيئة قلوية داخل الأجهزة، مما يمنع التآكل الكهروكيميائي للسطوح الداخلية للأجهزة، وبالتالي تحقيق تأثير مضاد للتآكل. (2) الأنواع والاستخدامات: ينقسم مواد الحماية من التآكل في الحالة الغازية للمعدات غير القيد الخدمة إلى نوعين، وهما Longx-911 وLongx-901. يُستخدم Longx-911 للحماية من التآكل أثناء فترة توقف المعدات في صناعات مثل الكيماويات وتكرير النفط، بينما يُستخدم Longx-901 للحماية من التآكل أثناء فترة توقف أنواع مختلفة من الغلايات وشبكات نقل الحرارة. (3) الخصائص: ① يمكن لهذا المستحضر أن يتبخر تلقائيًا في درجة حرارة الغرفة، حيث يحتوي على غازات ذات ضغط بخار عالٍ، ولها خصائص مضادة للتآكل وخصائص كاشفة للأيونات، بالإضافة إلى كونها قاعدية. يمكن للغازات المتبخرة أن تعمل على تقليل التآكل وإزالة الصدأ من سطوح المعادن، سواء على المسافات القريبة أو البعيدة، وبذلك يتحقق الهدف من مقاومة التآكل. ②يذوب هذا المستحضر بسهولة في الماء، كما أن محلوله المائي له تأثير مضاد للتآكل. يسهل التخلص من البقايا بعد انتهاء فترة المحافظة على المواد من التلف. ③يمكن لهذا المنتج أن يتغلب على عيوب الطرق التقليدية مثل التجفيف واستخدام النيتروجين لمنع التآكل، حيث أن فترة الحماية التي توفرها هذه الطرق قصيرة وفعاليتها ضعيفة، بالإضافة إلى عيوب طريقة استخدام الزيت من حيث نقص الأمان والكفاءة الاقتصادية. كما أن هذا المنتج يتميز بالاقتصادية والأمان والسهولة في الاستخدام، بالإضافة إلى توفير الوقت والجهد وتحقيق كفاءة عالية. ٣. تأثير مقاومة التآكل: تم استخدام مواد مضادة للتآكل من النوع الغازي في المعدات غير القيد الخدمة، ومن المتوقع أن يستمر تأثير هذه المواد في مقاومة التآكل لمدة عام واحد. نظرًا لضرورة بدء العمل مبكرًا لتعديل جميع أجهزة الحماية من التآكل، بدأ فتح فتحات الصيانة في المعدات تدريجيًا اعتبارًا من 5 أبريل 2016 لفحص فعالية أجهزة الحماية من التآكل. وتم التلخيص وفقًا لبنود تقييم فعالية الحماية المضادة للتآكل الواردة في «خطة تعبئة مادة Longx-911 المضادة للتآكل في الطور الغازي كمعدات احتياطية لمعالجة النفط بسعة 500 ألف طن في مصنع تاشيوانغنان للبتروكيماويات التابع لشركة حقول النفط في تاريم في الصين». نتائج الفحص الفعلي كالتالي: ① من خلال المراقبة البصرية، لم يلاحظ أي تغيير واضح في سطوح الأجهزة الداخلية من حيث مقاومتها للتآكل قبل وبعد فتح فتحات التفتيش في جميع الأجهزة. ② من خلال المقارنة بين الصور، لا يوجد فرق واضح في مقاومة التآكل للسطح الداخلي للجهاز قبل وبعد التصوير. وتبين أن بعض طبقات الصدأ التي تكونت قبل إضافة المواد المضادة للتآكل، قد تساقطت على نطاق واسع تحت تأثير هذه المواد. ③ تم إخراج عينات التآكل المعلقة داخل الجهاز من سطح اللوح، وبالفحص البصري لم يلاحظ أي تغيير واضح في سطح اللوح قبل وبعد التطبيق. أثناء إجراء عمليات الحماية من التآكل للمعدات، تم أيضًا إجراء اختبارات محاكاة للمراقبة الخارجية للمعدات. وأظهرت نتائج الاختبارات أنه لم يحدث أي تغيير واضح على سطح قطع التآكل التي تم إضافة مواد حماية ضدها، بينما ظهرت بقع صدأ كبيرة على سطح قطع التآكل التي لم يتم إضافة مواد حماية لها. ④ يتم حساب معدل التآكل عن طريق وزن العينات المعرضة للتآكل والمعلقة داخل الجهاز، وذلك بواسطة المختصين في الفحص. أقل معدل تآكل كان في جهاز التقطير تحت الضغط C-1002، حيث بلغ 0.0005 مم/سنة، بينما كان أعلى معدل تآكل في جهاز استرداد الكبريت C-6302، حيث بلغ 0.0087 مم/سنة. أما المعدل المتوسط للتآكل فهو 0.0026 مم/سنة. لم تتجاوز معدلات التآكل لجميع عينات الاختبار المطلوبة والتي تبلغ 0.01 مم/سنة، كما أن متوسط معدلات التآكل كان 26% فقط من المعدل المطلوب تقنيًا. تم وزن العينات المستخدمة في اختبارات المحاكاة من قبل المختصين، وتبين أن: ① في حالة استخدام الماء والبخار، مع إضافة مواد مضادة للتآكل في الطور الغازي، فإن ارتفاع درجة الحرارة داخل الغرفة يؤدي إلى تبخر هذه المواد بسرعة كبيرة، مما يؤدي إلى ارتفاع ضغط البخار داخل الزجاجة وفتح غطائها. وبالتالي، تتبخر المواد المضادة للتآكل بالكامل، ويدخل كمية كبيرة من الهواء إلى داخل الزجاجة. وفي النهاية، تم قياس معدل التآكل للعينات عند 0.0084 مم/سنة. ②مع محاكاة الماء والبخار وإضافة كمية كافية من الغازات المضادة للتآكل، تم قياس معدل تآكل العينة بـ 0.0062 مم/سنة. ③أظهرت التجارب المقارنة التي تحاكي الماء والبخار، دون استخدام مواد حافظة غازية، أن معدل تآكل العينات كان 0.0127 مم/سنة. أظهرت نتائج اختبارات المحاكاة أنه بمجرد إضافة مواد حافظة في الطور الغازي، يصبح معدل التآكل في حدود 0.01 مم/سنة، وهو المستوى المطلوب تقنيًا. خاتمة: لقد ساعد مادة الحماية من التآكل من النوع الغازي في منع استمرار تآكل معدات مصفاة النفط التابعة لمصنعنا، والتي تبلغ طاقتها 500 ألف طن، خلال فترة الحماية التي استمرت نصف عام. وكانت معدلات التآكل في جميع العينات المستخدمة في الاختبارات ضمن الحدود المسموح بها، حيث بلغ متوسط معدل التآكل 0.0026 مم/سنة، وهو ما يمثل 26% من القيمة المطلوبة تقنيًا. كما ساعدت هذه المادة في إزالة طبقات الصدأ التي تشكلت قبل استخدام المادة المضادة للتآكل، وكان تأثيرها في الحماية جيدًا (المراجع غير مذكورة).