गहन एवं उपयोगी लेख || तेल शोधन संयंत्रों में क्षरण रोकने हेतु निष्क्रिय उपकरणों पर उपयोग होने वाले वायु-आधारित संरक्षक पदार्थ!

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इस पोस्ट को अंतिम बार B0SS द्वारा 2016-10-11 18:04 पर संपादित किया गया। सारांश: इस लेख में, निष्क्रिय/उपयोग में न होने वाले उपकरणों के सड़ने के मुख्य कारणों का विश्लेषण किया गया है। इसमें 5 लाख टन क्षमता वाले तेल शोधन संयंत्रों में होने वाले क्षय की स्थिति, क्षय-रोधी सामग्रियों के चयन एवं उनके उपयोग के बारे में जानकारी दी गई है। साथ ही, निष्क्रिय रहने वाले उपकरणों में वायु-आधारित क्षय-रोधक पदार्थों की कार्यप्रणाली, उपयोग, प्रकार एवं विशेषताओं के बारे में भी जानकारी द इसके अलावा, हमारे कारखाने में वर्ष 2015 में उपयोग में आने वाले गैस-आधारित संरक्षण एजेंट Longx-911 के वास्तविक उपयोग एवं परिणामों के आधार पर यह साबित हुआ कि ऐसे संरक्षण एजेंट, तेल शोधन संबंधी उपकरणों को बंद अवस्था में रखने के दौरान उनकी संरक्षण क्षमता में सहायक साबित होते हैं। (लेखक: ली मिंगचेंग, गाओ योंगवेई आदि; सीनोपेट्रोलियम तारिम ऑयलफील्ड कंपनी, तासिहुआन पेट्रोकेमिकल प्लांट) ； ली कांग, वांग बिन आदि – लानझोउ जिनलोंगशिन केमिकल टेक्नोलॉजी कंपनी लिमिटेड।
कीवर्ड: निष्क्रिय अवस्था में रहने वाले उपकरण, तेल शोधन उपकरण, वायु-आधारित अभिलेपक, जंग-रोधी सामग्री।
1. ताशीनान पेट्रोकेमिकल प्लांट में 500,000 टन क्षमता वाले तेल शोधन उपकरणों में हुई जंग की स्थिति, जंग के कारणों का विश्लेषण, एवं जंग-रोधी सामग्रियों का चयन एवं उपयोग।
(1) 500,000 टन क्षमता वाले तेल शोधन उपकरणों का संक्षिप्त विवरण: उत्पादन योजनाओं में परिवर्तन के कारण, चाइना नेशनल पेट्रोलियम कॉर्पोरेशन के ताशीनान पेट्रोकेमिकल प्लांट में 500,000 टन क्षमता वाले तेल शोधन उपकरण वर्ष 2014 के अंत में निष्क्रिय अवस्था में आ गए। सितंबर 2015 से, उन सभी उपकरणों को धीरे-धीरे खोला गया, जिन पर जंग-रोधी उपाय करने आवश्यक थे। स्थलीय निरीक्षण एवं फोटोग्राफी के आधार पर हमने पाया कि लगभग सभी उपकरणों पर जंग लग चुका है; विशेष रूप से कुछ टैंकों एवं टावरों पर जंग की समस्या अधिक गंभीर है। जिन टैंकों में क्षारक पदार्थ रखे गए हैं, उनका सम्पूर्ण ढाँचा बहुत ही गंभीर रूप से क्षतिग्रस्त हो गया है; उनकी आंतरिक सतहें पूरी तरह से जंग से ढक गई हैं। कुछ जगहों पर जंग की परत 2 मिलीमीटर तक मोटी हो गई है। टावर के नीचे हिस्से में जंग बहुत अधिक नहीं है; वहाँ जंग की मात्रा कम है। मध्य भाग से ही जंग शुरू होती है, और धीरे-धीरे जंग की मात्रा बढ़ने लगती है। टावर के ऊपरी हिस्सों में जंग और भी अधिक हो जाती है, एवं वहाँ जंग की परत भी मोटी हो जाती है। सबसे मोटी जंग की परत लगभग 2 मिलीमीटर तक हो सकती है। आंकड़ों के अनुसार, ऐसे उपकरण जिनमें वायुमंडलीय क्षय का विरोध करने की क्षमता नहीं है, वे निष्क्रिय अवस्था में चलने की अवस्था की तुलना में कहीं अधिक क्षतिग्रस्त हो जाते हैं। यदि सुरक्षात्मक उपाय न किए जाएं, तो बड़े पैमाने पर क्षय या छिद्र हो सकते हैं; इससे उपकरणों को पुनः उपयोग में लाना मुश्किल हो जाता है, या फिर उन्हें जल्दी ही नष्ट करना पड़ता है, जिससे भारी आर्थिक नुकसान होता है। चूँकि इस संरक्षण कार्य से पहले उपकरणों का उपयोग लगभग 10 महीनों तक बंद रहा, जबकि न्यूनतम रूप से भी लगभग 9 महीनों तक ही उनका उपयोग नहीं किया गया। लंबे समय तक उपकरण को बिना इस्तेमाल में रखने पर, उसमें कुछ हद तक क्षय होना अनिवार्य है। हमारी सलाह है कि भविष्य में, जब उपकरणों का उपयोग बंद कर दिया जाए, तो तुरंत ही आवश्यक संरक्षणात्मक उपाय किए जाने चाहिए। (2) क्षय के कारणों का विश्लेषण: वायुमंडलीय क्षय मुख्य रूप से ऑक्सीजन की वजह से होता है; ऑक्सीजन के बिना धातुओं में वायुमंडलीय क्षय नहीं होता। हालाँकि, ऑक्सीजन की उपस्थिति में, धातु की सतह एवं क्षयकारी इलेक्ट्रोलाइट के बीच विद्युत-रासायनिक प्रतिक्रिया होती है, जिसके कारण धातु को क्षति पहुँचती है। चूँकि धातु की सतह पर जल-परत बहुत पतली होती है, इसलिए वायु में मौजूद ऑक्सीजन आसानी से धातु की सतह तक पहुँच जाती है; इस कारण कैथोडिक प्रक्रिया आसानी से हो जाती है। ज्वार-भाटे के कारण होने वाले वायु-क्षरण में, धातु की सतह अक्सर सूखी एवं गीली अवस्थाओं में रहती है। इस स्थिति में, धातु की सतह पर मौजूद जंग की परत, धातु के क्षय की प्रक्रिया को तेज करने में सहायक होती है। जब आर्द्रता और भी बढ़ जाती है, तो यह जंग की परत, घुलनशील ऑक्सीजन के साथ मिलकर एक “कैथोडिक डीपोलराइज़र” के रूप में कार्य करती है। धातुओं के क्षय को धीमा करने हेतु, लोग धातुओं की सुरक्षा हेतु कई तरीके अपनाते हैं। इनमें से, उपयोग में न आने वाले उपकरणों में वायु-आधारित रसायनों का उपयोग करना एक किफायती एवं प्रभावी तरीका है; यह धातुओं की सुरक्षा हेतु एक महत्वपूर्ण उपाय बन गया है। (3) जंग-रोधी सामग्रियों का चयन एवं उनका उपयोग: हमारे कारखाने में स्थित 5 लाख टन क्षमता वाले तेल शोधन उपकरणों के जंग होने को रोकने हेतु, हमने कई तरीकों का उपयोग किया। तकनीकी तुलना एवं उत्पादों के मूल्यांकन के बाद, हमने लानझोउ जिनलोंगशिन केमिकल टेक्नोलॉजी कंपनी द्वारा निर्मित “लॉन्गएक्स-911” नामक जंग-रोधी पदार्थ का उपयोग करने का निर्णय लिया; ताकि उपकरणों की जंग-रोधक सुरक्षा सुनिश्चित हो सके। निविदा प्रक्रिया के बाद, गैस-आधारित संरक्षक पदार्थ निर्माण स्थल तक पहुँचे। सितंबर 2015 में इन पदार्थों को भरने का कार्य शुरू हुआ। भरने के कार्य शुरू करने से पहले, हमारी कंपनी के उपकरण प्रबंधन एवं रखरखाव विभाग ने लान्झो जिनलोंगशिन केमिकल टेक्नोलॉजी कंपनी के तकनीशियनों के साथ मिलकर एक सख्त योजना तैयार की। भरने के कार्य के दौरान, उक्त कंपनी ने वहाँ मौजूद रहकर तकनीकी मार्गदर्शन भी प्रदान किया। चूँकि उपकरणों की संख्या अधिक है, इसलिए उन्हें भरने में काफी समय लगा। अंततः 21 सितंबर से 20 अक्टूबर के बीच ही उन्हें भरने का कार्य पूरा हुआ, और इसके बाद उन्हें संरक्षण की प्रक्रिया में डाल दिया गया 2. निष्क्रिय/अवकाश में रखे गए उपकरणों हेतु वायु-आधारित संरक्षक पदार्थों की संरक्षण प्रक्रिया, उपयोग, प्रकार एवं विशेषताएँ
(1) संरक्षण प्रक्रिया: निष्क्रिय/अवकाश में रखे गए उपकरणों हेतु वायु-आधारित संरक्षक पदार्थ, उपकरणों के क्षय की प्रक्रियाओं, वायु-आधारित संरक्षण तकनीकों एवं संरक्षण प्रक्रियाओं को एक साथ जोड़कर विकसित किए गए हैं। ऐसे पदार्थ, औद्योगिक बॉयलरों, टॉवरों, टैंकों, पाइपलाइनों, ऊष्मा-अदलापन उपकरणों एवं दबाव वाले कंटेनरों जैसे उपकरणों को निष्क्रिय/अवकाश में रखने के दौरान प्रभावी ढंग से संरक्षण प्रदान करते हैं। निष्क्रिय/अव्यवहृत उपकरणों के लिए वायुदशा में कार्य करने वाला रोधक पदार्थ, वास्तव में एक वायुदशा में कार्य करने वाला अभिकर्मक है। इसमें वाष्पशील अभिकर्मक पदार्थ, जंग-निवारक पदार्थ एवं विभिन्न अन्य योजक शामिल होते हैं। सामान्य तापमान एवं दबाव पर यह स्वतः ही ऐसी गैसें उत्पन्न करता है, जिनमें जंग-निवारक, जंग-हटाने वाले एवं क्षारीय गुण होते हैं। ①रसायनों में मौजूद ऐसे वाष्पशील पदार्थ, जिनमें मुख्य रूप से नाइट्रोजन युक्त यौगिक होते हैं, संरक्षित किए जाने वाले धातु उपकरणों की सतह पर रासायनिक आकर्षण के माध्यम से एक मजबूत सुरक्षा परत बनाते हैं। यह परत हवा, जलवाष्प आदि जैसे क्षारक पदार्थों को धातु की सतह से दूर रखने में मदद करती है; इस प्रकार उपकरणों की प्रभावी रूप से रक्षा होती है, एवं उनमें होने वाले क्षय को रोका या कम किया जा सकता है। ②रसायनों से निकलने वाली गैसें अत्यधिक पारगम्य होती हैं; ये जंग एवं गंदगी की परतों के नीचे भी जा सकती हैं। ये गैसें उपकरणों की दीवारों पर मौजूद धातु आयनों के साथ अभिक्रिया करके जंग एवं गंदगी के कारण होने वाले क्षय को प्रभावी ढंग से रोकती हैं। साथ ही, अवशोषण एवं केटलेशन प्रक्रियाओं के माध्यम से मौजूदा जंग की परतों को हटाया जा सकता है; इससे जंग के धब्बों का क्षेत्रफल एवं जंग की परतों की मोटाई कम हो जाती है। ③रसायनों से निकलने वाली कम-क्षारीय गैसें, उपकरणों के अंदर एक क्षारीय वातावरण बनाती हैं; इससे उपकरणों की आंतरिक सतहों पर विद्युत-रासायनिक क्षय रुक जाता है, और इस तरह से उपकरणों की सुरक्षा हो पाती है। (2) प्रकार एवं उपयोग: निष्क्रिय/आरक्षित उपकरणों हेतु उपयोग में आने वाले वायु-आधारित संरक्षक पदार्थ Longx-911 एवं Longx-901 नामक दो मॉडलों में उपलब्ध हैं। Longx-911 का उपयोग रसायन उद्योग, तेल शोधन आदि उद्योगों में उपकरणों को निष्क्रिय/आरक्षित अवस्था में रखते समय उनकी संरक्षण हेतु किया जाता है; जबकि Longx-901 का उपयोग विभिन्न प्रकार के बॉयलरों एवं ऊष्मा-संचार नेटवर्कों को निष्क्रिय/आरक्षित अवस्था में रखते समय उनकी संरक्षण हेतु किया जाता है। (3) विशेषताएँ: ① यह उत्पाद सामान्य तापमान पर स्वतः ही वाष्पित हो जाता है; इससे उच्च वाष्पदाब वाली, क्षयरोधी, कीलेटिंग एवं क्षारीय गुणों वाली गैसें उत्पन्न होती हैं। वाष्पित होने वाली गैसें, निकट एवं दूर स्थित धातु सतहों पर जंग रोकने एवं उसे हटाने में सहायक होती हैं; इस प्रकार धातुओं को सड़ने से बचाया जा सकता है। ②यह तैयारी पानी में आसानी से घुल जाती है, एवं इसका जलीय घोल भी क्षरण-रोधी प्रभाव रखता है। रक्षात्मक अवधि समाप्त होने के बाद, शेष अवशेषों को आसानी से हटाया जा सकता ③यह उत्पाद, पारंपरिक सुखाने एवं नाइट्रोजन भरने की विधियों में होने वाली कमियों – जैसे कि क्षय रोकने हेतु आवश्यक समय का कम होना, कम प्रभावशीलता, तथा तेल भरने की विधि में सुरक्षा एवं आर्थिकता संबंधी समस्याओं – को दूर करता है। इसकी विशेषताएँ हैं – कम लागत, सुरक्षा, सुविधा, समय एवं श्रम की बचत, तथा उच्च दक्षता। 3. जंग-रोधक प्रभाव: इस बार, निष्क्रिय उपकरणों की रक्षा हेतु गैसीय जंग-रोधक पदार्थों का उपयोग किया गया है; अनुमानित रूप से इनका जंग-रोधक प्रभाव एक वर्ष तक रहेगा। चूँकि सभी संरक्षण उपकरणों में बदलाव करने हेतु पहले ही कार्य शुरू करना आवश्यक था, इसलिए 5 अप्रैल, 2016 को धीरे-धीरे उपकरणों में मौजूद छिद्रों को खोलकर उनकी संरक्षण क्षमता की जाँच शुरू की गई। एवं “चाइना पेट्रोलियम तारिम ऑयलफील्ड कंपनी, तासिहुआन पेट्रोकेमिकल प्लांट के 500,000 टन क्षमता वाले तेल शोधन संयंत्र हेतु आपातकालीन उपकरण Longx-911 गैसीय रसायनों के उपयोग से संरक्षण व्यवस्था” संबंधी दस्तावेज़ में दिए गए संरक्षण प्रभावों के मूल्यांकन संबंधी नियमों के आधार पर इसका सारांश तैयार किया गया है। वास्तविक परीक्षण परिणाम निम्नलिखित हैं: ① दृश्य निरीक्षण से पता चला कि सभी उपकरणों के अंदरूनी हिस्सों पर संक्षारण-रोधक परत में कोई उल्लेखनीय परिवर्तन नहीं हुआ है। ② तस्वीरों की तुलना करने पर पता चला कि उपकरण की आंतरिक सतह पर जंग रोकने हेतु किए गए उपायों से कोई खास बदलाव नहीं आया। यह भी पाया गया कि, रसायनों के उपयोग से जो जंग की परतें बनीं, उनमें से कुछ परतें रसायनों के प्रभाव से बड़े पैमाने पर टूटकर गिर गईं। ③ उपकरण के अंदर लटके हुए क्षय-परीक्षण हेतु उपयोग में आने वाले नमूनों को बाहर निकाला गया; देखने पर पता चला कि क्षय-रोधक पदार्थ लगाने से नमूनों की सतह पर कोई खास परिवर्तन नहीं हुआ। उपकरणों पर अंतर्निहित सड़न-रोधी उपाय किए जाने के साथ-साथ, उपकरणों की बाहरी सतहों पर भी परीक्षण किए गए। परीक्षणों के परिणामों से पता चला कि जिन उपकरणों में सड़न-रोधी पदार्थ मिलाए गए थे, उनकी सतहों पर कोई खास परिवर्तन नहीं हुआ; जबकि जिन उपकरणों में सड़न-रोधी पदार्थ नहीं मिलाए गए थे, उनकी सतहों पर बड़े-बड़े जंग के निशान देखे गए। ④ क्षय दर की गणना, उपकरणों के अंदर लटकाए गए क्षय परीक्षण नमूनों के वजन से की जाती है। परीक्षणकर्ता इन नमूनों का वजन मापकर क्षय दर निकालते हैं। सबसे कम क्षय दर, सामान्य दबाव वाले आसवन उपकरण C-1002 में 0.0005 मिमी/वर्ष रही; जबकि सल्फर पुनर्प्राप्ति उपकरण c-6302 में यह दर 0.0087 मिमी/वर्ष रही। औसत क्षय दर 0.0026 मिमी/वर्ष है। सभी क्षय परीक्षण नमूनों में क्षय दर, 0.01 मिमी/वर्ष से अधिक नहीं रही; औसत क्षय दर तो तकनीकी मानदंडों का केवल 26% ही रही। सिमुलेटेड परीक्षण हेतु उपयोग में आए नमूनों का वजन मापकर इसकी गणना की गई। इसमें ① सिमुलेटेड पानी/भाप का उपयोग किया गया, एवं गैसीय रसायनों का उपयोग करके उनका संरक्षण किया गया। कमरे का तापमान अधिक होने के कारण ऐसे गैसीय रसायन तेजी से वाष्पीभूत हो गए; जिससे परीक्षण बोतल में भाप का दबाव बहुत अधिक हो गया, और बोतल का ढक्कन खुल गया। इस प्रकार गैसीय रसायन पूरी तरह वाष्पीभूत हो गए, एवं बोतल में बहुत सारी हवा घुस गई। अंत में, नमूनों के क्षय की दर 0.0084 मिमी/वर्ष पाई गई। ②पानी एवं भाप का अनुकरण करके, पर्याप्त मात्रा में वायु-आधारित संरक्षक पदार्थों का उपयोग करने पर परीक्षण किए गए नमूनों के क्षय की दर 0.0062 मिमी/वर्ष पाई गई। ③तुलनात्मक परीक्षणों में, पानी एवं भाप की स्थितियों का अनुकरण किया गया; बिना किसी वायु-आधारित संरक्षक पदार्थ के उपयोग के, परीक्षण में उपयोग की गई सामग्री के क्षय की दर 0.0127 मिमी/वर्ष पाई गई। सिमुलेशन परीक्षणों के परिणामों से पता चला कि जब भी गैस-अवस्था में रसायनों का उपयोग किया गया, तो सड़न की दर 0.01 मिमी/वर्ष के तकनीकी मान तक ही रही। निष्कर्ष: “स्टॉप-अप इक्विपमेंट गैसीय रोधक” ने छह महीने की अवधि में हमारे कारखाने में स्थित 5 लाख टन क्षमता वाले तेल शोधन उपकरणों पर आगे के जंग को रोकने में प्रभावी भूमिका निभाई। सभी जंग-परीक्षण नमूनों पर जंग की दर निर्धारित मानदंडों के अनुरूप रही; औसत जंग-दर 0.0026 मिमी/वर्ष रही, जो तकनीकी आवश्यकताओं के 26% के बराबर है। इसके अलावा, इस रोधक ने रोधक लगाने से पहले उत्पन्न हुई जंग की परतों को हटाने में भी मदद की। अतः इसका जंग-रोधी प्रभाव उत्कृष्ट रहा। (संदर्भ: नहीं दिए गए।)