심층 기사‖휴지 상태의 설비에 사용되는 기상형 방식제의 석유 정제 플랜트 내 부식 방지 적용!

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이 게시물은 마지막으로 B0SS가 2016-10-11 18:04에 수정했습니다. 요약: 이 글에서는 비운용 중인 장비의 부식이 발생하는 주요 원인들을 분석하고 있습니다.50만 톤 규모의 정유 설비의 부식 상황, 부식 방지 재료의 선정 및 적용 방법, 그리고 사용되지 않는 설비에 사용되는 기상형 부식 방지제의 작용 원리, 용도, 종류 및 특징에 대해 설명합니다.또한, 당사가 2015년에 사용했던 정지 상태의 설비용 기상형 방식제인 Longx-911의 실제 사용 현황과 그 결과를 바탕으로, 정지 상태의 석유 정제 장비에서 이 기상형 방식제가 효과적인 부식 방지 효과를 발휘한다는 것을 확인할 수 있었습니다.(저자: 이명성, 고영위 등 중국석유공사 타리무 유전회사 타서남 석화공장)；이강, 왕빈 등 (란저우 진룡신 화공과학기술유한회사) 키워드: 정지 대기 장비, 석유 정제 장비, 기상 부식 억제제, 방식 1. 타서남 석화공장의 50만 톤급 석유 정제 설비의 부식 현황 개요, 부식 원인 분석, 방식 재료의 선정 및 적용 (1) 50만 톤급 석유 정제 설비의 개요 생산 계획의 조정으로 인해, 중국석유타리무 유전회사 소속의 타서남 석화공장의 50만 톤급 석유 정제 설비는 2014년 말에 정식으로 가동을 중단하고 대기 상태에 들어갔습니다.2015년 9월부터 부식 방지가 필요한 모든 장비들을 순차적으로 점검하기 시작했습니다. 현장 조사와 사진 촬영을 통해 확인한 결과, 모든 장비에 어느 정도의 부식이 발생해 있었으며, 그중에서도 일부 탱크와 탑의 경우 부식이 상당히 심각한 상태였습니다.부식성 물질을 담고 있는 탱크의 전체가 매우 심하게 부식되었으며, 내부 표면은 온통 녹으로 뒤덮여 있습니다. 일부 부분에서는 녹의 두께가 2밀리미터 정도에 이릅니다.탑의 바닥 부분은 부식이 그다지 심하지 않아 녹도 적습니다. 중간 부분부터는 부식이 시작되어 녹이 점차 많아지고, 탑의 윗부분으로 갈수록 부식이 더욱 심해지며 녹의 층도 더 두꺼워집니다. 가장 두꺼운 곳에서는 녹의 층이 약 2밀리미터에 달하기도 합니다.통계에 따르면, 대기 부식에 저항할 수 없는 장비의 경우, 사용되지 않는 동안의 부식이 사용 중일 때보다 훨씬 심각합니다. 보호 조치를 취하지 않으면 대규모의 부식이나 관통이 발생하여, 장비를 다시 사용하는 것이 어려워지거나 조기에 폐기되어 엄청난 경제적 손실을 초래할 수 있습니다.이번 방식보호 작업 전에 장비는 가장 길게는 거의 10개월, 가장 짧아도 거의 9개월 동안 사용되지 않은 상태였습니다.장비는 오랜 기간 사용되지 않을 경우 어느 정도 부식이 발생하기 마련입니다.앞으로 장비를 사용하지 않을 경우 즉시 필요한 부식 방지 처리를 실시할 것을 권장합니다. (2) 부식 원인 분석 대기 부식은 주로 산소에 의한 탈분극 과정 때문에 발생합니다. 산소가 없다면 금속의 대기 부식은 일어나지 않습니다.그러나 산소가 있는 환경에서는 금속 표면이 부식 전해액과 전기화학적 반응을 일으켜 손상이 발생합니다. 금속 표면의 물막이 매우 얇기 때문에, 공기 중의 산소가 쉽게 금속 표면에 도달할 수 있습니다. 그래서 음극 반응이 용이하게 일어납니다.습한 대기 부식 환경에서 금속 표면은 자주 건조와 습윤이 번갈아 가는 상태에 있습니다.이때, 금속 표면의 녹층은 부식을 가속화하는 역할을 합니다. 습도가 더욱 증가하면, 녹층은 용해된 산소와 함께 음극 탈분극제로 작용할 수 있습니다. 금속의 부식을 줄이기 위해 사람들은 다양한 방법을 사용하여 금속을 보호합니다. 그중에서도 비운용 중인 장비에 가스 형태의 방부제를 첨가하는 방법은 경제적이면서도 실용적인 방법으로, 중요한 방식의 부식 방지 수단이 되고 있습니다. (3) 부식 방지 재료의 선정 및 적용
당사의 50만 톤 규모의 정유 설비가 부식으로 인해 가동을 중단하는 것을 줄이고 막기 위해, 우리는 다양한 방법을 동원하여 설비를 보호하고 있습니다. 여러 기술적 비교와 제품 선별을 거친 끝에, 당사는 란저우 진룡신 화공과학기술유한회사에서 생산하는 정지 상태의 설비용 기상형 부식 방지제인 Longx-911을 사용하기로 결정했습니다. 이 제품을 사용함으로써 설비가 정지된 동안에도 부식으로부터 보호받을 수 있습니다.입찰을 통해 구입된 기상형 방부제가 공사 현장에 도착한 후, 2015년 9월부터 순차적으로 충전 작업이 시작되었습니다. 충전 작업을 시작하기 전에 당사의 장비 관리 및 유지보수 부서는 란저우 진룡신 화공과학기술유한회사의 기술진과 협력하여 엄격한 충전 계획을 수립했습니다. 또한 충전 작업이 진행되는 동안 해당 회사에서 현장에서 직접 기술 지원을 제공해 주었습니다.장비가 많아 충전 과정이 오래 걸려, 9월 21일부터 10월 20일 사이에 점차적으로 충전을 마치고 방식기에 들어갔습니다. 2. 정지 상태에 있는 장비를 위한 기상형 방식의 부식 방지제의 방식, 용도, 종류 및 특징 (1) 방식의 원리 정지 상태에 있는 장비를 위한 기상형 방식의 부식 방지제는, 장비의 부식 원리와 기상형 부식 억제 기술, 그리고 부식 방지 공정을 결합하여 개발된 신제품입니다. 이 제품은 산업용 보일러, 탑, 반응기, 탱크, 파이프라인, 열교환기, 압력 용기 등과 같은 장비가 사용되지 않는 동안 효과적으로 부식을 방지해 줍니다.정지(예비) 장비용 기상 방식의 부식 방지제는 기상 형태의 부식 억제제로, 휘발성이 높은 부식 억제 성분과 케이징 제거제, 그리고 다양한 첨가제들로 구성됩니다. 이 물질은 상온 상압에서 자동으로 휘발되면서 부식 억제 효과와 케이징 효과, 그리고 알칼리성을 가진 가스를 방출합니다.①방부제에서 방출되는 부식 억제성 가스는 주로 질소기를 포함한 화합물들입니다. 이러한 가스들은 보호받아야 할 금속 장비의 표면에서 화학적 흡착 작용을 통해 단단한 보호막을 형성합니다. 이 보호막은 공기나 수증기와 같은 부식성 물질이 금속과 접촉하는 것을 막아주어, 장비를 효과적으로 보호하고 부식을 방지하거나 지연시키는 역할을 합니다.②방부제에서 방출되는 기체는 우수한 침투성을 가지고 있어, 녹층과 스케일층 아래로 침투하여 장비 벽면의 금속 이온과 킬레이션 작용을 일으켜, 녹이나 스케일 아래에서의 부식을 효과적으로 방지합니다.동시에 침투와 촉매 작용을 통해 기존의 녹층 일부를 제거할 수 있어, 녹 얼룩의 면적과 녹층의 두께를 줄일 수 있다.③방부제에서 방출되는 약알칼리성 가스는 장비 내부에 알칼리성 환경을 형성하여, 장비 내부 표면의 전기화학적 부식을 막음으로써 방부 효과를 얻을 수 있습니다. (2) 종류 및 용도: 정지 상태에 있는 장비를 위한 기상형 방부제는 Longx-911과 Longx-901, 두 가지 모델로 나뉩니다. Longx-911은 화학공업, 석유정제 등의 산업 분야에서 설비가 정지 상태에 있을 때 부식을 방지하는 데 사용되며, Longx-901은 다양한 유형의 보일러나 열망관망 등이 정지 상태에 있을 때 부식을 방지하는 데 사용됩니다. (3) 특징 ① 이 제제는 상온에서 자동으로 증발하며, 높은 증기압을 가진 부식억제성, 킬레이팅 성능, 알칼리성을 지닌 기체를 방출한다.발산된 기체는 근거리와 원거리에 있는 금속 표면 모두에 부식 억제 및 녹 제거 효과를 나타내어, 이를 통해 부식 방지 효과를 얻을 수 있습니다. ②이 제제는 물에 잘 녹으며, 수용액도 부식 억제 효과가 있습니다.방부 기간이 끝난 후 잔여물은 쉽게 제거됩니다. ③이 제제는 기존의 건조법이나 질소 충전법의 경우 부식 방지 효과가 짧고 불충분하다는 단점, 그리고 오일 충전법의 경우 안전성과 경제성이 부족하다는 단점들을 해결할 수 있습니다. 따라서 경제적이면서도 안전하고, 사용이 편리하며 시간과 노력을 절약해주는 고효율적인 방법입니다. 3. 부식 방지 효과 이번에는 사용되지 않는 장비에 기상형 부식 방지제를 사용하여 부식을 방지할 예정이며, 부식 방지 효과는 1년간 지속될 것으로 예상됩니다.계획 조정으로 인해 모든 방식 처리 장치의 작업을 앞당겨 진행해야 했기 때문에, 2016년 4월 5일부터 순차적으로 장비의 접근구를 열어 방식 처리 효과를 점검하기 시작했습니다.또한 《중국 석유 타리무 유전회사 타서남 석화공장의 50만 톤 규모 정유 공장을 위한 예비 장비인 Longx-911 기상형 방식제 충전 계획》에 명시된 방식 보호 효과 검증 및 평가 조항에 따라 요약하였습니다. 실제 검사 결과는 다음과 같습니다: ① 육안으로 모든 장비의 인양구를 열어 내부 표면의 부식 방지 상태를 비교한 결과, 변화가 눈에 띄지 않았습니다. ② 사진 비교를 통해 확인한 결과, 장비 내부 표면의 부식 방지 처리에는 전후로 뚜렷한 변화가 없었습니다.또한, 방부제가 첨가되지 않은 상태에서 미리 생긴 녹층들이 방부제의 작용으로 인해 대규모로 떨어져 나가는 현상이 관찰되었습니다. ③ 장치 내부에 걸려 있던 부식 시험편을 외부에서 꺼내어, 부식 방지 처리 전후의 표면에 뚜렷한 변화가 없는지 육안으로 확인했습니다.장비의 방청 작업을 진행하는 동시에 장비 외부에 대한 모의 감시 시험도 실시했으며, 그 결과 방청제가 첨가된 부식 시편의 표면에는 뚜렷한 변화가 없었지만, 방청제가 첨가되지 않은 부식 시편의 표면에는 이미 광범위한 녹이 발생한 것으로 나타났습니다. ④ 부식 속도는 사전에 무게를 측정해둔 후 장비 내부에 걸어둔 부식 시험편을 검사원이 다시 무게를 측정하여 계산함으로써 구할 수 있습니다. 가장 낮은 부식 속도는 상압 증류 장치의 C-1002 상압 탑에서 측정된 0.0005 mm/a였으며, 가장 높은 부식 속도는 유황 회수 장치의 c-6302 흡수 탑에서 측정된 0.0087 mm/a였습니다. 평균 부식 속도는 0.0026 mm/a입니다.모든 부식 시편의 부식 속도는 0.01 mm/a라는 부식 허용 기준을 초과하지 않았으며, 평균 부식 속도는 기술적 요구 사항의 26%에 불과했습니다.모의 부식 시험에 사용된 시편의 무게를 측정한 결과는 다음과 같습니다: ① 모의 물과 증기에 기상 방부제를 첨가했으나, 실내 온도가 높아 기상 방부제가 너무 빨리 증발하여 시험용 병 내부의 증기압이 너무 높아지면서 병 뚜껑이 열렸습니다. 그 결과 기상 방부제는 완전히 증발해버렸고, 시험용 병 안으로 많은 공기가 들어갔습니다. 최종적으로 측정된 시편의 부식 속도는 0.0084 mm/a였습니다.②수와 증기를 모사하여 충분한 양의 기상 방식 코팅제를 도포한 후 측정한 시편의 부식 속도는 0.0062 mm/a였습니다.③대조 실험에서 물과 증기를 모사하여 기상 방부제를 첨가하지 않았을 때의 시편 부식 속도는 0.0127 mm/a로 측정되었다.시뮬레이션 검사 결과, 기상 방부제를 첨가하기만 하면 부식률이 기술 요구 사항인 0.01 mm/a에 도달하는 것으로 나타났습니다. 결론: 《정지 상태의 장비용 기상형 방부제》는 6개월간의 방부 효과 기간 동안 당사의 50만 톤 규모의 정유 설비가 더 이상 부식되는 것을 효과적으로 막아주었습니다. 모든 부식 시험편의 부식 속도는 요구 기준에 부합했으며, 평균 부식 속도는 0.0026 mm/a로, 이는 기술적 요구 사항의 26%에 해당합니다. 또한, 방부제를 사용하기 전에 형성된 녹층을 일정 부분 제거하는 효과도 있어서 방부 효과가 매우 우수했습니다(참고문헌 생략).