Tiefgründiger Artikel ‖ Anwendung von gasförmigen Korrosionsschutzmitteln für außer Betrieb gesetzte Anlagen im Korrosionsschutz von Raffinerieanlagen!

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Dieser Beitrag wurde zuletzt von B0SS am 11.10.2016 um 18:04 bearbeitet. Zusammenfassung: In diesem Artikel werden die Hauptursachen für die Korrosion von stillgelegten Geräten analysiert. Es wird die Korrosion von Anlagen zur Raffination von 500.000 Tonnen pro Jahr beschrieben, außerdem die Auswahl sowie Verwendung von korrosionshemmenden Materialien. Ebenso werden das Korrosionsschutzprinzip, die Anwendungsgebiete, Arten und Eigenschaften von gasförmigen Korrosionshemmstoffen für stillgelegte Anlagen erläutert. Unter Berücksichtigung der tatsächlichen Anwendung und der Ergebnisse des Einsatzes des gasförmigen Korrosionsschutzmittels Longx-911 in unseren Anlagen im Jahr 2015 konnte bestätigt werden, dass dieses Mittel während der Stilllegung von Raffinerieanlagen eine gute korrosionshemmende Wirkung hat. (Autoren: Li Mingcheng, Gao Yongwei usw., Tarim Oilfield Company, Southwest Petrochemical Plant von CNPC) ； Li Kang, Wang Bin usw., Lan Zhou Jin Long Xin Chemical Technology Co., Ltd. Schlüsselwörter: Stillgelegte Anlagen, Raffinerieausrüstung, gasförmige Korrosionsinhibitoren, Korrosionsschutz 1. Kurzbeschreibung des Korrosionszustands der 500.000-Tonnen-Raffinerieanlage in der Tawaxi-North-Petrochemiefabrik, Analyse der Ursachen für die Korrosion, Auswahl sowie Verwendung von Materialien zum Schutz vor Korrosion (1) Kurzbeschreibung der 500.000-Tonnen-Raffinerieanlage Aufgrund von Anpassungen im Produktionsplan wurde die 500.000-Tonnen-Raffinerieanlage der Tawaxi-North-Petrochemiefabrik der CNPC am Ende des Jahres 2014 stillgelegt und in den Ruhezustand versetzt. Ab September 2015 wurden nacheinander alle Geräte, bei denen Schutzmaßnahmen gegen Korrosion notwendig waren, geöffnet. Nach einer Vor-Ort-Prüfung sowie durch Aufnahme von Fotos konnten wir feststellen, dass bei allen Geräten in gewissem Maße Korrosion aufgetreten war. Am schlimmsten betroffen waren einige Tanks und Türme. Die Behälter, in denen korrosive Stoffe aufbewahrt werden, sind insgesamt stark korrodiert. Die Innenflächen sind vollständig mit Rost bedeckt; an einigen Stellen kann die Rostschicht bis zu 2 Millimeter dick sein. Am Fuß des Turms ist die Korrosion nicht allzu stark – es gibt wenig Rost. In der Mitte des Turms beginnt die Korrosion, und allmählich nimmt die Menge des Rostes zu. Je weiter man nach oben kommt, desto schlimmer wird die Korrosion, und die Rostschicht wird immer dicker. An den dicksten Stellen kann die Rostschicht bis zu etwa 2 Millimeter dick sein. Laut Statistiken ist die Korrosion von Geräten ohne Widerstandsfähigkeit gegen atmosphärische Korrosion in der Inaktivitätsphase weitaus schlimmer als während des Betriebs. Ohne Schutzmaßnahmen kann es zu massiver Korrosion oder Durchbrüchen kommen, was die Wiedereinsetzung der Geräte erschwert und sogar zu einem vorzeitigen Ausfall führt – mit erheblichen wirtschaftlichen Verlusten. Da die Anlagen vor dieser Korrosionsschutzmaßnahme bereits längstens fast 10 Monate und mindestens fast 9 Monate stillgelegt waren. Es ist unvermeidlich, dass die Ausrüstung während längerer Zeiträume der Inaktivität teilweise korrodiert. Wir empfehlen, dass nach der Außerdienststellung von Geräten umgehend die notwendigen Korrosionsschutzmaßnahmen durchgeführt werden. (2) Analyse der Ursachen für Korrosion: Die atmosphärische Korrosion beruht hauptsächlich auf dem Entpolarisierungsprozess durch Sauerstoff. Ohne Sauerstoff kann keine atmosphärische Korrosion des Metalls auftreten. Doch unter aeroben Bedingungen kommt es zu einer elektrochemischen Reaktion zwischen der Metalloberfläche und der korrosiven Elektrolytlösung, wodurch Schäden entstehen. Da die Wasserschicht auf der Metalloberfläche sehr dünn ist, kann das Sauerstoff aus der Luft leicht zur Metalloberfläche gelangen. Dadurch kann der Kathodenprozess leicht ablaufen. Bei der korrosiven Wirkung der Feuchtigkeit in der Atmosphäre befindet sich die Metalloberfläche oft in einem Wechselzustand zwischen Trockenheit und Feuchtigkeit. Zu diesem Zeitpunkt wirkt die Rostschicht auf der Metalloberfläche beschleunigend auf den Korrosionsprozess. Wenn die Feuchtigkeit weiter zunimmt, kann die Rostschicht zusammen mit dem gelösten Sauerstoff als Kathodenentpolarisator wirken. Um die Korrosion von Metallen zu verlangsamen, werden verschiedene Methoden eingesetzt, um die Metalle zu schützen. Dabei ist das Hinzufügen von Konservierungsstoffen in die Gase, die in stillstehenden Geräten vorkommen, eine wirtschaftliche und praktische Methode – sie gilt bereits als wichtige Maßnahme zur Korrosionsprävention. (3) Auswahl und Anwendung von korrosionshemmenden Materialien
Um die Korrosion der 500.000 Tonnen umfassenden Raffinerieanlage in unserem Werk zu verlangsamen bzw. zu verhindern, setzen wir zahlreiche Methoden zur Korrosionsschutzmaßnahme ein. Nach technischen Vergleichen sowie Produktauswahl haben wir uns dafür entschieden, den gasförmigen Korrosionsschutzstoff Longx-911 herzustellen von Lanzhou Jinlongxin Chemical Technology Co., Ltd. für den Schutz der außer Betrieb gesetzten Anlagen zu verwenden. Nach dem Ausschreibungsverfahren kamen die gasförmigen Korrosionsschutzmittel auf der Baustelle an. Ab September 2015 begannen schrittweise die Befüllarbeiten. Vor Beginn dieser Arbeiten entwickelten die Abteilungen für Geräteverwaltung und -wartung in unserer Fabrik gemeinsam mit den Technikern von Lanzhou Jinlongxin Chemical Technology Co., Ltd. ein strenges Vorgehen für die Befüllung. Während der Befüllarbeiten stellte dieses Unternehmen zudem technische Unterstützung vor Ort bereit. Aufgrund der großen Anzahl an Geräten dauerte der Befüllungsprozess lange; er wurde schrittweise zwischen dem 21. September und dem 20. Oktober abgeschlossen, woraufhin die Geräte in die Konservierungsphase kamen. 2. Schutzmechanismus, Anwendungen, Arten und Eigenschaften von Gasphasen-Korrosionsschutzmitteln für stillgelegte Geräte (1) Schutzmechanismus: Die Gasphasen-Korrosionsschutzmittel für stillgelegte Geräte sind neuartige Produkte, die durch die Kombination der Prinzipien der Gerätekorrosion, von Techniken zur Verlangsamung der Korrosion in der Gasphase sowie von Verfahren zum Schutz vor Korrosion entwickelt wurden. Diese Produkte bieten während der Stilllegungsphase von Geräten wie Industriekesseln, Türmen, Behältern, Tanks, Rohrnetzen, Wärmetauschern und Druckbehältern einen wirksamen Schutz gegen Korrosion. Der gasförmige Korrosionsschutzstoff für Reserveausrüstung ist ein gasförmiges Inhibitormittel, das aus leicht entflammbaren, korrosionshemmenden Stoffen sowie Chelatentfernungsmitteln und verschiedenen Zusatzstoffen besteht. Unter Normaltemperatur und -druck kann es automatisch Gase mit korrosionshemmender, chelierender und basischer Wirkung abgeben. ①Die aus Konservierungsmitteln austretenden, korrosionshemmenden Gase – hauptsächlich Verbindungen mit Stickstoffgruppen – bilden auf der Oberfläche der zu schützenden Metallgeräte durch chemische Adsorption eine dichte Schutzschicht. Diese Schicht verhindert den Kontakt von korrosiven Stoffen wie Luft und Wasserdampf mit dem Metallsubstrat. Dadurch wird das Gerät effektiv geschützt und die Korrosion verhindert oder verzögert. ②Die aus Konservierungsmitteln austretenden Gase weisen eine starke Durchdringungsfähigkeit auf. Sie können in die Schichten aus Rost und Ablagerungen eindringen und dort mit den Metallionen an den Wänden der Anlagen chelatisieren. Dadurch wird eine Korrosion unter dem Rost sowie unter den Ablagerungen wirksam verhindert. Gleichzeitig kann durch Penetration und Chelatwirkung ein Teil der ursprünglichen Rostschicht entfernt werden, wodurch die Fläche der Rostflecken sowie die Dicke der Rostschicht verringert werden. ③Das aus Konservierungsmitteln freigesetzte schwach alkalische Gas kann im Inneren der Anlage eine alkalische Umgebung schaffen, wodurch die elektrochemische Korrosion der Innenoberflächen verhindert wird – dies führt letztendlich zur Korrosionsschutzwirkung. (2) Arten und Anwendungen: Die gasförmigen Korrosionsschutzmittel für stillgelegte oder reservierte Anlagen gibt es in den beiden Modellen Longx-911 und Longx-901. Longx-911 wird zur Korrosionsverhütung während der Stilllegungsphase von Anlagen in der Chemie- und Raffinerieindustrie eingesetzt, während Longx-901 zur Korrosionsverhütung bei verschiedenen Arten von Kesseln sowie Wärmeleitungsnetzen während der Stilllegungsphase verwendet wird. (3) Eigenschaften: ① Dieses Präparat kann bei Raumtemperatur automatisch Gase mit hohem Dampfdruck abgeben – Gase, die korrosionshemmende, chelierende sowie basische Eigenschaften haben. Die verdunstenden Gase können sowohl auf Metalloberflächen in kurzer als auch in größerer Entfernung eine korrosionshemmende und entrostende Wirkung entfalten, wodurch ein Schutz vor Korrosion erreicht wird. ②Dieses Präparat ist leicht in Wasser löslich; die wässrige Lösung weist ebenfalls eine korrosionshemmende Wirkung auf. Nach Ablauf der Konservierungszeit lassen sich die Rückstände leicht entfernen. ③Dieses Präparat beseitigt die Nachteile der herkömmlichen Trocknungs- und Stickstofffüllverfahren – wie die kurze Wirkdauer sowie die mangelhafte Korrosionsschutzwirkung – sowie die Probleme der Ölfüllverfahren bezüglich Sicherheit und Wirtschaftlichkeit. Es zeichnet sich durch Wirtschaftlichkeit, Sicherheit, Bequemlichkeit, Zeit- und Arbeitsersparnis sowie hocheffektive Wirkung aus. 3. Korrosionsschutzwirkung: Bei diesem Mal wird zur Korrosionsprävention ein Gasbasiertes Korrosionsschutzmittel für stillstehende Geräte eingesetzt. Die erwartete Haltbarkeit des Korrosionsschutzes beträgt ein Jahr. Da aufgrund von Plananpassungen mit den Arbeiten an allen Vorrichtungen zur Korrosionsschutzbehandlung bereits frühzeitig begonnen werden musste, wurden ab dem 5. April 2016 nacheinander die Zugänge zu den Geräten geöffnet, um die Wirksamkeit des Korrosionsschutzes zu überprüfen. Und es wird eine Zusammenfassung auf der Grundlage der Bestimmungen zur Überprüfung und Bewertung der korrosionshemmenden Wirkung im „Plan zur Befüllung des korrosionshemmenden Stoffes Longx-911 für die 500.000-Tonnen-Raffinerieausrüstung der Tieshanxi-Petrochemiefabrik der China National Petroleum Corporation in den Tarim-Ölfeldern“ erstellt. Die tatsächlichen Prüfergebnisse sind wie folgt: ① Bei visueller Inspektion nach Öffnen aller Geräteöffnungen waren keine deutlichen Veränderungen an den inneren Oberflächen der Geräte bezüglich der Korrosionsbeständigkeit festzustellen. ② Nach Vergleichsfotos ist keine deutliche Veränderung an der korrosionsgeschützten Innenseite des Geräts vor und nach dem Fotografieren zu erkennen. Es wurde außerdem festgestellt, dass bei einigen zuvor ohne Zusatz von Konservierungsmitteln entstandenen Rostschichten unter dem Einfluss des Konservierungsmittels große Flächen abblätterten. ③ Die Korrosionsproben, die im Inneren der Anlage hingen, wurden von der Außenseite der Platten entfernt. Bei visueller Prüfung waren keine deutlichen Veränderungen an der Oberfläche der Platten vor und nach der Korrosionsschutzbehandlung zu erkennen. Während die Vorbeugungsmaßnahmen gegen Korrosion am Gerät durchgeführt wurden, fanden auch Simulationsprüfungen an der Außenseite des Geräts statt. Die Ergebnisse dieser Prüfungen zeigten, dass auf der Oberfläche der zum Korrosionsversuch verwendeten Proben, bei denen Konservierungsstoffe verwendet wurden, keine deutlichen Veränderungen auftraten. Bei den Proben hingegen, bei denen keine Konservierungsstoffe verwendet wurden, waren bereits große Flächen mit Rost zu erkennen. ④ Die Korrosionsgeschwindigkeit wird ermittelt, indem zuvor gewogene Korrosionsproben, die im Inneren der Anlage aufgehängt sind, von den Prüfern erneut gewogen werden. Die geringste Korrosionsgeschwindigkeit wurde beim C-1002-Atmosphärendruckkolonne der Atmosphärendruckdestillationsanlage festgestellt und beträgt 0,0005 mm/Jahr; die höchste Korrosionsgeschwindigkeit wurde beim Absorptionskolonne c-6302 der Schwefelrückgewinnungsanlage gemessen und liegt bei 0,0087 mm/Jahr. Die durchschnittliche Korrosionsgeschwindigkeit beträgt 0,0026 mm/Jahr. Die Korrosionsrate aller Korrosionsproben lag nicht über dem geforderten Wert von 0,01 mm/Jahr; die durchschnittliche Korrosionsrate betrug lediglich 26% der technischen Anforderungen. Die Proben, die für die Simulationstests verwendet wurden, wurden von den Prüfern gewogen und ausgewertet. Dabei stellte sich heraus: ① Bei der Verwendung von simuliertem Wasser und Dampf sowie von gasförmigen Konservierungsstoffen führte die hohe Raumtemperatur dazu, dass die gasförmigen Konservierungsstoffe zu schnell verdunsteten. Dadurch entstand im Testbehälter ein zu hoher Dampfdruck, wodurch der Deckel des Behälters aufsprang. Die gasförmigen Konservierungsstoffe verdunsteten vollständig, und es gelangte viel Luft in den Testbehälter. Schließlich betrug die Korrosionsrate der Proben 0,0084 mm/Jahr. ②Durch Simulierung von Wasser und Dampf sowie Zugabe ausreichender Mengen an gasförmigen Konservierungsstoffen wurde eine Korrosionsrate des Prüfstücks von 0,0062 mm/Jahr ermittelt. ③In Vergleichsversuchen, in denen Wasser und Dampf simuliert wurden und keine gasförmigen Konservierungsstoffe verwendet wurden, betrug die Korrosionsrate der Prüfproben 0,0127 mm/Jahr. Die Ergebnisse der simulierten Überwachungstests zeigen, dass durch das Hinzufügen eines gasförmigen Konservierungsmittels die Korrosionsrate auf den technisch geforderten Wert von 0,01 mm/a sinkt. Abschlussbemerkung: Der „Gasförmige Korrosionsschutz für außer Betrieb gesetzte Anlagen“ verhinderte während der sechsmonatigen Schutzdauer eine weitere Korrosion an unserer Raffinerieanlage mit einer Kapazität von 500.000 Tonnen pro Jahr. Die Korrosionsraten aller Korrosionsprüfproben entsprachen den Anforderungen; die durchschnittliche Korrosionsrate betrug 0,0026 mm/Jahr, was 26 % der technischen Vorgaben entspricht. Zudem trug das Mittel dazu bei, die vor der Anwendung des Korrosionsschutzes entstandene Rostschicht teilweise zu entfernen. Die Korrosionsschutzwirkung ist somit gut (Literaturverzeichnis entfällt).