التنظيف والتعقيم للمنشآت الكيميائية قبل بدء التشغيل

Thread Content

تم تعديل هذا المنشور آخر مرة بواسطة yinkuilin6868 في تاريخ 18/2/2016 الساعة 15:41.
أولاً: أهداف وطرق التنظيف والتطهير: قبل بدء تشغيل المنشآت الكيميائية، يجب تنظيف جميع الأنابيب والمعدات المستخدمة في العمليات الكيميائية بعد التأكد من سلامتها أثناء عملية التركيب (يُطلق على ذلك باختصار “التنظيف”). الهدف من ذلك هو التخلص من الرواسب والشوائب والزيوت والرصاص والصدأ المتراكمة داخل الأنابيب وعلى جدرانها نتيجة عملية التركيب، وذلك باستخدام الهواء والبخار والماء والمحاليل الكيميائية، بهدف منع حدوث انسداد في الأنابيب والمعدات أثناء عملية التشغيل； تلف الآلات والصمامات والأجهزة القياسية ； تلويث المحفزات والمحاليل الكيميائية، والتأثير على جودة المنتج، ومنع حدوث حوادث اشتعال أو انفجار ； إنه إجراء اختبار مهم لضمان سير عملية الاختبار بسلاسة وتحقيق الإنتاج الآمن على المدى الطويل. تتنوع الأنابيب والمعدات في المنشآت الكيميائية، وتختلف ظروف استخدامها التقني وخصائص المواد والتركيب الخاص بها، ولذلك فإن طرق التنظيف المناسبة لها تختلف أيضًا. لكن عادةً ما يشمل ذلك الطرق التالية: الغسيل بالماء، والتنظيف بالهواء، والتنظيف بالبخار، والتنظيف بالأحماض، والتنظيف بالزيوت، وإزالة الدهون. فيما يلي ملخص للخصائص الرئيسية ونطاق الاستخدام الخاص بها. 1. الغسيل بالماء: الغسيل بالماء هو طريقة تستخدم الماء كوسيط، حيث يتم ضخه لغسل الأنابيب والمعدات. يُستخدم على نطاق واسع لإزالة الأوساخ المتراكمة داخل الأنابيب المستخدمة في نقل السوائل، بالإضافة إلى المعدات مثل الأبراج والخزانات. يجب غسل الأنابيب بالماء بمعدل تدفق يصل إلى أقصى قيمة ممكنة داخل الأنبوب، أو بسرعة تدفق لا تقل عن 1.5 م/ث (ولا يشمل ذلك أجهزة التنظيف بالرش بضغط عالٍ جداً، وطرق تنظيف الأسطح الداخلية والخارجية للأنابيب). عادةً، يتم استخدام ماء نقي ذو درجة عكارة أقل من 10*10^6 ومحتوى أيونات الكلور أقل من 100*10^6 لغسل المعدات الكيميائية والأنابيب. لكن في الحالات التي تُستخدم فيها مواد الفولاذ المقاوم للصدأ من نوع أوستينيت مثل معدات إنتاج اليوريا، فإنه من الضروري استخدام ماء خالٍ من الأيونات لمنع تراكم أيونات الكلور (Cl-)، مما قد يؤدي إلى حدوث تآكل ناتج عن الإجهاد في المعدات والأنابيب. يتميز الشطف بالماء بسهولة الاستخدام وعدم إصدار ضوضاء. 2. التنظيف بالهواء: يُعد التنظيف بالهواء طريقة تستخدم الهواء كوسيط، حيث يتم ضغطه باستخدام مضخة (عادةً بضغط 0.6–0.8 ميجا باسكال)، وذلك لإزالة الشوائب المتبقية من داخل أنابيب نقل الغازات. عند استخدام النفخ بالهواء، يجب أن يكون هناك كمية كافية من الهواء، بحيث تكون سرعة تدفق الغاز المستخدم في النفخ أعلى من سرعة تدفق الغاز في الظروف العادية، ويفضل ألا تقل هذه السرعة عن 20 م/ث، وذلك لضمان وجود طاقة كافية (أو زخم) لإزالة الشوائب المتبقية داخل الأنابيب والمعدات، وبالتالي ضمان سير عملية الاختبار بسلاسة وتحقيق الإنتاج الآمن. عادةً ما يكون استهلاك الهواء أثناء عملية التنظيف بالهواء كبيرًا، كما يتطلب ذلك وقتًا معينًا لإتمام عملية التنظيف. لذلك، يتم عادةً توفير الهواء اللازم لعملية التنظيف باستخدام أكبر ضاغط هواء موجود في الجهاز، أو باستخدام ضواغط كبيرة قادرة على ضغط الهواء (مثل ضواغط غازات التحلل الموجودة في مصانع الإيثيلين). بالنسبة للمنشآت الكيميائية الصغيرة والمتوسطة التي تفتقر إلى إمكانية توفير كميات كبيرة من الهواء المستخدم في عملية التنظيف المستمر، يمكن أيضًا استخدام طريقة التنظيف التدريجي، وذلك بتقسيم أنابيب النظام إلى عدة أجزاء، وكل جزء يتم تقسيمه بدوره إلى عدة أقسام صغيرة، ثم يتم تنظيف كل جزء على حدة، مع عزل الجزء بعد انتهاء عملية التنظيف. وبهذه الطريقة، يمكن ضمان جودة عملية التنظيف حتى في حالة كون كمية المصدر الغازي صغيرة. بالنسبة للأنابيب ذات القطر الكبير أو تلك التي يصعب تنظيفها بالنفخ، يمكن أيضًا استخدام طريقة النفخ بالتفجير لتنظيفها. يجب استخدام هواء خالٍ من الزيت لتنظيف أنابيب الزيت وأنابيب الهواء المستخدمة في الأجهزة. نظرًا لمصدر النيتروجين وتكلفته وغيرها من الأسباب، فإنه عادةً لا يُستخدم كغاز لتنظيف الأنابيب والمعدات العادية، بل يُستخدم غالبًا في تنظيف الهواء، وكوسيلة لحماية الأنابيب والمعدات بعد تجفيف الهواء داخلها بشكل كافٍ. 3. التنظيف بالبخار: التنظيف بالبخار هو عملية تنظيف تتم باستخدام البخار ذو المعايير المختلفة كوسيلة للتنظيف، ويتم توفير مصدر البخار من خلال جهاز توليد البخار. يتمتع النفخ بالبخار بسرعة نفخ عالية، وبالتالي فهو يمتلك طاقة (أو زخمًا) كبيرة. أما طريقة النفخ بالبخار المتقطعة، فهي تسبب انكماش وتمدد الأنابيب نتيجة التغيرات في درجة الحرارة، وهو ما يساعد على إزالة الرواسب المتراكمة على الجدران الداخلية للأنابيب، وبالتالي يتم تحقيق أفضل نتائج في عملية النفخ. يجب تنظيف أنابيب البخار باستخدام البخار نفسه، وهو أمر ضروري بشكل خاص في أنابيب البخار المستخدمة في توليد الطاقة. عند تنظيف أنابيب البخار، يجب ليس فقط إزالة الأوساخ المتراكمة داخل الأنابيب بشكل كامل، بل يجب أيضًا إزالة الصدأ الموجود على سطح المعدن، لأن وجود هذا الصدأ مع تيار البخار السريع قد يسبب ضررًا كبيرًا لشفرات التوربينات والفوهات التي تدور بسرعة عالية. تتميز عملية التنظيف بالبخار بدرجة حرارة عالية وضغط كبير وسرعة تدفق عالية، مما يؤدي إلى تمدد الأنابيب نتيجة التسخين، وإلى انكماشها عند التبريد. لذلك، يتم تركيب أجهزة تعويضية وأجهزة تصريف الماء ودعامات الأنابيب والحاملات والمسارات الانزلاقية على أنابيب البخار، وذلك لتلبية احتياجات التمدد والانكماش. عندما لا تكون عملية التنظيف بالهواء كافية لتنظيف الأنابيب غير البخارية، يمكن أيضًا استخدام البخار في عملية التنظيف، ولكن يجب مراعاة ما إذا كان تركيب الأنابيب قادرًا على تحمل درجات الحرارة العالية وتأثيرات التمدد والانكماش الناتجة عن التغيرات الحرارية، واتخاذ الإجراءات اللازمة لضمان سلامة الأشخاص والمعدات أثناء عملية التنظيف. ٤. التنظيف بالزيت: يجب تنظيف أنظمة الزيوت المستخدمة في تشحيم المعدات عالية السرعة والثقيلة مثل التوربينات البخارية والضواغط الطاردة المركزية، بالإضافة إلى أنظمة أنابيب الزيوت المستخدمة في التحكم، بعد أن يتم تنظيف هذه المعدات والأنابيب أو تنظيفها بالأحماض بشكل كامل. نظرًا لأن متطلبات نظافة أنظمة أنابيب الزيوت من هذا النوع عالية جدًا، فإن بقاء أي شوائب دقيقة فيها قد يتسبب في تلف طبقات التشحيم وحلقات الختم في الماكينات أثناء التشغيل، بالإضافة إلى تعطل أنظمة التحكم، مما يؤدي إلى وقوع حوادث خطيرة في المعدات. طريقة التنظيف بالزيت تعتمد على تدوير الزيت داخل نظام الأنابيب، وخلال عملية التنظيف المتكررة، يجب رفع درجة حرارة الزيت وخفضها مرتين إلى ثلاث مرات كل 8 ساعات، في نطاق درجات حرارة تتراوح بين 35 و75 درجة مئوية، وذلك لإزالة الجسيمات الملتصقة بجدران الأنابيب، ثم تُزال هذه الجسيمات مع الزيت عبر فلتر الزيت. يجب استخدام زيت تنظيف عالي الجودة مناسب لهذه الآلة. يجب اتخاذ تدابير وقائية فعالة لأنظمة الأنابيب التي تم تنظيفها بشكل صحيح. يجب استبدال زيت التشحيم المناسب قبل تشغيل الآلة لأول مرة. معايير الجودة لتنظيف الزيت: عندما لا تحدد شركة التصميم أو الإنتاج متطلبات محددة لتنظيف أنظمة أنابيب الزيت، فهناك طريقتان لتحديد ما إذا كان التنظيف قد تم وفقًا للمعايير المطلوبة. الأولى هي استخدام معايير MOOG الأمريكية من الدرجة الرابعة في الفحص، حيث يتم اعتبار حجم الشوائب الحبيبية الموجودة في 100 مل من الزيت كمعيار للقياس، ويتم الفحص باستخدام مكبر بمقدار 20 مرة، وعندما يتم الحصول على نتائج تتوافق مع المعايير في عمليتي أخذ عينات متتاليتين، يمكن اعتبار أن نظام الزيت قد تم تنظيفه بشكل صحيح؛ أما الثانية فهي استخدام الفلاتر في الفحص، وتُحدد معايير القبول وفقًا للجدول 1-1-4-2. الجدول 1-1-4-1: عدد الجسيمات حسب حجمها، باستخدام مجهر JC10 ذو القوة التكبيرية 20 مرة، حيث يكون حجم الجسيمات أكبر من 150 ميكرومتر، أو في النطاق من 100 إلى 150 ميكرومتر، أو من 50 إلى 100 ميكرومتر. أما بالنسبة للرطوبة، فإن المعيار هو ألا يزيد عدد الجسيمات عن 0 في الحالة الأولى، و2 في الحالة الثانية، و250 في الحالة الثالثة.

الجدول 1-1-4-2: عدد الجسيمات المتبقية بعد استخدام الشبكات للفحص. سرعة دوران الجهاز (رد/دقيقة)، ومواصفات الشبكة (عدد الشبكات لكل سم²). المعيار المقبول: ≥6000، وعدد الجسيمات المتبقية في كل سم² لا يزيد عن 3 جسيمات. أما إذا كانت سرعة الدوران أقل من 6000، فإن عدد الشبكات يكون 100، وعدد الجسيمات المتبقية في كل سم² لا يزيد عن 3 جسيمات أيضًا.

5. إزالة الدهون: يتم إجراء عملية إزالة الدهون من الأجهزة والأنابيب في الحالات التي قد يؤدي فيها تعرض هذه الأجهزة لكميات صغيرة من الدهون أو المواد العضوية إلى حدوث اشتعال أو انفجار، مثل الأكسجين. كما أن هذه العملية ضرورية أيضًا للحفاظ على جودة المنتجات، حيث أن التعرض للدهون قد يؤثر سلبًا على جودة المنتجات. لضمان سلامة الاختبارات والإنتاج، يجب إجراء عملية تنظيف دقيقة لهذه الأجهزة والأنابيب (بما في ذلك الملحقات والصمامات وأجهزة القياس ومواد الختم)، بالإضافة إلى الأدوات والأجهزة المستخدمة في التركيب، قبل استخدامها. يعتمد عملية إزالة الدهون على مبدأ قدرة الدهون على الذوبان في بعض المذيبات الكيميائية، ولذلك فإن عملية إزالة الدهون في الواقع هي عملية تنظيف كيميائي. يجب أولاً اختيار مادة إزالة الدهون المناسبة للأنابيب والمعدات، ويمكن الرجوع إلى الجدول 1-1-4-3 لاختيار مادة إزالة الدهون المناسبة. اسم مادة إزالة الدهون، نطاق التطبيق، ملاحظات:
كلوريد الإيثيل الصناعي: يُستخدم لإزالة الدهون من الأجزاء المعدنية؛ سام وقابل للاشتعال والانفجار.
رباعي كلوريد الكربون الصناعي: يُستخدم لإزالة الدهون من شظايا المعادن السوداء والنحاس والمواد غير المعدنية؛ سام.
ثلاثي كلورو الإيثيلين الصناعي: يُستخدم لإزالة الدهون من الأجزاء المعدنية، ويجب أن يحتوي على مواد مستقرة؛ سام.
الكحول الصناعي بتركيز ≥95.6%: يُستخدم في الأجهزة والأجزاء التي لا تتطلب معايير عالية في إزالة الدهون؛ قابل للاشتعال والانفجار.
حمض الهيدروكلوريك بتركيز ≥98%: يُستخدم لإزالة الدهون من أنابيب مقاومة للأحماض والحلقات الخزفية.
بالإضافة إلى ذلك، يمكن استخدام البروبان والبنزين والمحاليل القلوية كمواد لإزالة الدهون. أكثر مواد إزالة الدهون استخدامًا هو رباعي كلوريد الكربون، وذلك بسبب كفاءته العالية في إزالة الدهون، بالإضافة إلى انخفاض سميته وتأثيره التآكلي على المعادن، مما يجعله مناسبًا للاستخدام في مجموعة واسعة من التطبيقات. يجب أن يكون مادة إزالة الدهون قادرة على حل الدهون بسرعة، كما يجب أن تكون نسبة الدهون في مادة إزالة الدهون مطابقة للمعايير الجودية، وعند الضرورة يجب إجراء اختبارات للتأكد من ذلك. ترد تفاصيل طريقة استخدام مادة إزالة الدهون في الجدول 1-1-4-3. إن قدرة مواد إزالة الدهون على حل الدهون لها حدود، وبعد استخدامها تصبح ملوثة، لذلك يمكن استخدامها مرة واحدة فقط. وعند الحاجة إلى استخدامها مرة أخرى، يجب تقطيرها لإعادة تصنيعها، ويجب التأكد من أن نسبة الدهون فيها ضمن الحدود المسموح بها قبل استخدامها في إزالة الدهون. معدل محتوى الزيت بالملليلتر/لتر: يُمنع استخدامه إذا كان أكثر من 500، أما في النطاق من 50 إلى 500 فهو يُستخدم بعد عملية التنقية الأولية