مقاله عمیق و ارزشمند؛ کاربرد مواد ضدخوردگی فاز گازی در تجهیزات ذخیره‌شده برای جلوگیری از خوردگی در پالایشگاه‌ها!

Thread Content

آخرین بار، این پست توسط B0SS در تاریخ ۱۱-۱۰-۲۰۱۶ ساعت ۱۸:۰۴ ویرایش شد. خلاصه: این مقاله، دلایل اصلی فرسودگی تجهیزاتی که در حالت ذخیره هستند را بررسی می‌کند. در این متن، به بررسی وضعیت خوردگی تجهیزات کامل رفیناسیون با ظرفیت ۵۰۰ هزار تن، انتخاب و استفاده از مواد ضدخوردگی، همچنین مکانیسم، کاربردها، انواع و ویژگی‌های مواد ضدخوردگی در فاز گازی تجهیزاتی که در حالت تعلیق هستند، پرداخته شده است. همچنین، با بررسی وضعیت و نتایج استفاده عملی از ماده ضدخوردگی فاز گازی Longx-911 در تجهیزات غیرفعال کارخانه ما در سال ۲۰۱۵، اثربخشی خوب این ماده در جلوگیری از خوردگی تجهیزات در دوران غیرفعال بودن آن‌ها، تأیید شد. (نویسندگان: لی مینگ‌چنگ، گائو یونگ‌وی و دیگران؛ کارخانه پتروشیمی تاشیکوتان، شرکت میدان نفت تاریم، پتروچاینا) ； لی کانگ، وانگ بین و همکاران، شرکت فناوری‌های شیمیایی جینلونگشین لانژو. کلیدواژه‌ها: تجهیزات در حالت ذخیره، تجهیزات رفت‌وآمد نفت، مواد مهارکننده خوردگی در فاز گازی، پیشگیری از خوردگی. ۱. مروری بر وضعیت خوردگی در تجهیزات رفت‌وآمد نفت ۵۰۰ هزار تنی کارخانه پتروشیمی تاشی‌غرب، تحلیل علل خوردگی، انتخاب و استفاده از مواد پیشگیرنده خوردگی. (۱) مروری بر تجهیزات رفت‌وآمد نفت ۵۰۰ هزار تنی: به دلیل تغییرات در برنامه‌های تولید، تجهیزات رفت‌وآمد نفت ۵۰۰ هزار تنی کارخانه پتروشیمی تاشی‌غرب متعلق به شرکت میدان نفتی تاریم، شرکت پتروچاینا، در پایان سال ۲۰۱۴ به طور رسمی متوقف شد و وارد دوره ذخیره تجهیزات گردید. از ماه سپتامبر سال ۲۰۱۵، به تدریج تمام تجهیزاتی که نیاز به مقاومت در برابر خوردگی داشتند، باز شدند. پس از بررسی میدانی و عکسبرداری برای جمع‌آوری شواهد، متوجه شدیم که تقریباً تمام تجهیزات دچار خوردگی شده‌اند؛ شدیدترین موارد مربوط به برخی مخازن و برج‌ها بود. ظروفی که حاوی مواد خورنده هستند، به طور کلی دچار خوردگی شدیدی شده‌اند؛ لایه‌های داخلی آن‌ها کاملاً پوشیده از زنگ شده است و در برخی نقاط، ضخامت لایه زنگ تا حدود ۲ میلی‌متر می‌رسد. زیره برج فرسودگی چندانی ندارد و زنگ کمتری دیده می‌شود؛ از قسمت میانی برج، فرسودگی شروع می‌شود و زنگ به تدریج بیشتر می‌شود. هرچه به بالای برج برویم، فرسودگی شدیدتر می‌شود و لایه زنگ نیز ضخیم‌تر می‌گردد؛ در ضخیم‌ترین نقاط، ضخامت لایه زنگ می‌تواند حدود ۲ میلی‌متر باشد. بر اساس آمار، تجهیزاتی که دارای قابلیت مقاومت در برابر خوردگی ناشی از شرایط جوی نیستند، در دوران بی‌کاری دچار خوردگی بسیار شدیدتری نسبت به زمان کارکرد می‌شوند. در صورت عدم اتخاذ اقدامات حفاظتی، خوردگی یا سوراخ شدن گسترده‌ای رخ خواهد داد که منجر به دشواری در استفاده مجدد از تجهیزات یا حتی از بین رفتن زودهنگام آن‌ها و ایجاد خسارات اقتصادی گزاف می‌شود. از آنجایی که تجهیزات پیش از این اقدامات محافظتی در برابر خوردگی، حداکثر تقریباً ۱۰ ماه و حداقل نیز تقریباً ۹ ماه غیرفعال بوده‌اند. دستگاه در دوره‌های طولانی بی‌کاری، اجتناب‌ناپذیر است که تا حدی فرسوده شود. ما توصیه می‌کنیم که در آینده، هنگام توقف استفاده از تجهیزات، بلافاصله اقدامات لازم برای جلوگیری از خوردگی انجام شود. (۲) تحلیل علل خوردگی: خوردگی در محیط هوا عمدتاً ناشی از فرآیند دپولارایزاسیون اکسیژن است؛ بدون اکسیژن، خوردگی فلزات در محیط هوا رخ نمی‌دهد. با این حال، در شرایط هوازی، سطح فلز با محلول الکترولیتی خورنده واکنش الکتروشیمیایی داشته و منجر به خرابی می‌شود. از آنجایی که لایه آب روی سطح فلز بسیار نازک است، اکسیژن موجود در هوا به راحتی می‌تواند به سطح فلز برسد؛ بنابراین فرآیند کاتدی به راحتی انجام می‌شود. در خوردگی جوی ناشی از جزر و مد، سطح فلز معمولاً در حالت تغییر مداوم بین خشکی و مرطوبی قرار دارد. در این هنگام، لایه زنگ روی سطح فلز، باعث تسریع فرآیند خوردگی می‌شود؛ و هنگامی که رطوبت بیشتر شود، این لایه زنگ می‌تواند همراه با اکسیژن محلول، به عنوان عامل دپولاریزاسیون کاتدی عمل کند. برای کاهش خوردگی فلزات، روش‌های متعددی برای محافظت از آن‌ها به کار می‌رود؛ یکی از این روش‌ها، استفاده از مواد ضدخوردگی در حالت گازی برای تجهیزاتی است که در حالت غیرفعال قرار دارند. این روش هم اقتصادی و هم کاربردی بوده، و به یکی از روش‌های مهم محافظت در برابر خوردگی تبدیل شده است. (۳) انتخاب و استفاده از مواد ضدخوردگی: برای کاهش و جلوگیری از خوردگی تجهیزات ۵۰۰ هزار تنی پالایش نفت در کارخانه‌مان، از روش‌های مختلفی برای محافظت در برابر خوردگی تجهیزات استفاده کرده‌ایم. پس از مقایسه فنی و انتخاب مناسب، کارخانه‌مان تصمیم گرفت از ماده ضدخوردگی گازی Longx-911 که توسط شرکت لانچو جینلونگشین برای تجهیزاتی که در حالت غیرفعال هستند تولید می‌شود، برای محافظت از تجهیزات در دوران غیرفعالی استفاده کند. پس از مناقصه، مواد ضدخوردگی فاز گازی به محل پروژه تحویل داده شد و در ماه سپتامبر سال ۲۰۱۵، عملیات پر کردن آن‌ها به تدریج آغاز گردید. پیش از شروع این عملیات، بخش مدیریت و نگهداری تجهیزات کارخانه ما، همراه با متخصصان شرکت لانچو جینلونگشین برای فناوری‌های شیمیایی، یک برنامه دقیق برای پر کردن تهیه کردند؛ همچنین در طول این عملیات، این شرکت مشاوره فنی لازم را در محل ارائه داد. به دلیل تعداد زیاد تجهیزات، فرآیند بارگیری طولانی بود و به تدریج از ۲۱ سپتامبر تا ۲۰ اکتبر به پایان رسید و وارد دوره محافظت در برابر خوردگی شدند. ۲. مکانیسم، کاربردها، انواع و ویژگی‌های مواد ضدزنگ فاز گازی برای تجهیزات در حالت تعلیق
(۱) مکانیسم ضدزنگ: مواد ضدزنگ فاز گازی برای تجهیزات در حالت تعلیق، محصولی جدید هستند که از ترکیب اصول فرآیند زنگ‌زدگی تجهیزات، فناوری‌های کندکننده زنگ‌زدگی در فاز گازی و روش‌های محافظتی در برابر زنگ‌زدگی ساخته شده‌اند. این محصولات می‌توانند در دوران تعلیق تجهیزاتی مانند کتری‌های صنعتی، برج‌ها، مخازن، خطوط لوله، انتقال‌کننده‌های حرارت و مخازن تحت فشار، نقش مؤثری در محافظت در برابر زنگ‌زدگی ایفا کنند. حفاظت‌کننده فاز گازی تجهیزات ایستاده (زیرساختی)، نوعی مهارکننده فرسایش فاز گازی است که از مواد فرسایش‌مهارکننده فرار، شوینده‌های چهارشونده و انواع افزودنی‌ها تشکیل شده است؛ این ماده در دما و فشار معمولی، به طور خودکار گازهایی با خواص فرسایش‌مهاری، چهارشوندگی و قلیایی را آزاد می‌کند. ①گازهای ضدخوردگی که از مواد ضدعفونی‌کننده تولید می‌شوند، عمدتاً شامل ترکیبات دارای گروه‌های نیتروژنی هستند؛ این گازها با استفاده از پدیده جذب شیمیایی، لایه‌ای محکم روی سطح تجهیزات فلزی محافظت‌شده تشکیل می‌دهند. این لایه، مانع از تماس محیط‌های خورنده مانند هوا و بخار آب با فلز می‌شود و در نتیجه به محافظت مؤثر از تجهیزات و جلوگیری یا کاهش خوردگی کمک می‌کند. ②گازهای متصاعد شونده از نگهدارنده‌های ضدزنگ، دارای نفوذپذیری بالایی هستند؛ این گازها می‌توانند به زیر لایه‌های زنگ و رسوب نفوذ کرده و با یون‌های فلزی موجود در دیواره‌های تجهیزات واکنش داده و به این ترتیب از خوردگی در زیر لایه‌های زنگ و رسوب جلوگیری کنند. در عین حال، از طریق نفوذ و اثر چهارم، می‌توان بخشی از لایه زنگ موجود را جدا کرد؛ این کار باعث کاهش وسعت لکه‌های زنگ و همچنین کاهش ضخامت لایه زنگ می‌شود. ③گازهای با خاصیت قلیایی ملایم که از نگهدارنده‌های ضدزنگ آزاد می‌شوند، می‌توانند محیطی قلیایی در داخل تجهیزات ایجاد کنند؛ این امر باعث جلوگیری از خوردگی الکتروشیمیایی سطوح داخلی تجهیزات شده و در نتیجه اثر ضدزنگی حاصل می‌گردد. (۲) انواع و کاربردها: مواد ضدزنگ فاز گازی برای تجهیزات در حالت تعلیق، به دو مدل Longx-911 و Longx-901 تقسیم می‌شوند؛ Longx-911 برای جلوگیری از زنگ‌زدگی در تجهیزات صنایع شیمیایی و رفیناسیون در زمان تعلیق استفاده می‌شود، در حالی که Longx-901 برای جلوگیری از زنگ‌زدگی در انواع دیگ‌ها و شبکه‌های حرارتی در زمان تعلیق به کار می‌رود. (۳) ویژگی‌ها: ① این محصول در دمای معمولی، به طور خودکار گازهایی با فشار بخار بالا که دارای خواص ضدخوردگی، کلاته‌زایی و قلیایی هستند، را تبخیر می‌کند. گازهای متصاعد شده، هم بر روی سطوح فلزی در فاصله‌های نزدیک و هم در فاصله‌های دور، اثر ضدخوردگی و زدایش زنگ را دارند و به این ترتیب از خوردگی جلوگیری می‌کنند. ②این محصول در آب حل می‌شود و محلول آبی آن نیز دارای اثر ضدخوردگی است. پس از پایان دوره محافظت در برابر فساد، باقی‌مانده‌ها به راحتی قابل حذف هستند. ③این محصول می‌تواند نقاط ضعف روش‌های سنتی خشک کردن و پر کردن با نیتروژن، مانند زمان کوتاه مؤثریت و عملکرد ضعیف، همچنین معایب روش پر کردن با روغن، از جمله کمبود ایمنی و کارایی اقتصادی، را برطرف کند. این محصول دارای ویژگی‌هایی مانند اقتصادی بودن، ایمنی، سهولت استفاده، صرفه‌جویی در زمان و نیرو، و کارایی بالا است. ۳. اثرات ضدخوردگی: در این مورد، از مواد ضدخوردگی نوع گازی برای تجهیزاتی که در حالت تعلیق هستند، استفاده شده است؛ انتظار می‌رود مدت زمان مقاومت در برابر خوردگی یک سال باشد. به دلیل لزوم شروع زودهنگام کارهای مربوط به تنظیم برنامه‌ها جهت اصلاح تمامی دستگاه‌های محافظ در برابر خوردگی، از تاریخ ۵ آوریل ۲۰۱۶، کار باز کردن درهای دسترسی به تجهیزات برای بررسی کارایی محافظت در برابر خوردگی به تدریج آغاز شد. و همچنین بر اساس مفاد مربوط به بررسی و ارزیابی کارایی محافظت در برابر خوردگی، آمده در «طرح پر کردن مواد ضدخوردگی فاز گازی Longx-911 برای تجهیزات ذخیره‌سازی صنعت نفت در کارخانه پتروشیمی جنوب غربی شرکت میدان نفت تاریم چین، با ظرفیت ۵۰۰ هزار تن»، خلاصه‌ای ارائه شده است. نتایج بررسی‌ها و آزمایش‌های واقعی به شرح زیر است: ① با بررسی بصری، مشخص شد که پس از باز کردن درهای دسترسی تمام دستگاه‌ها، هیچ تغییر قابل توجهی در سطح داخلی دستگاه‌ها از نظر مقاومت در برابر خوردگی وجود ندارد. ② پس از مقایسه عکس‌ها، مشخص شد که سطح داخلی دستگاه از نظر مقاومت در برابر خوردگی، قبل و بعد تغییر چشمگیری نداشته است. همچنین مشخص شد که لایه‌های زنگی که پیش از افزودن مواد ضدعفونی‌کننده تشکیل شده بودند، تحت تأثیر این مواد، به طور گسترده‌ای جدا می‌شوند. ③ قطعه آزمایشی خوردگی که در داخل تجهیزات آویزان بود، از سطح آن خارج شد؛ با بررسی بصری مشخص شد که هیچ تغییر قابل توجهی در سطح قطعه پیش و پس از محافظت در برابر خوردگی وجود ندارد. همزمان با انجام عملیات ضدزنگ‌کاری تجهیزات، آزمایش‌های نظارتی مشابهی بر روی سطح خارجی آن‌ها انجام شد. نتایج این آزمایش‌ها نشان داد که روی سطح قطعاتی که حاوی مواد ضدزنگ بودند، هیچ تغییر قابل توجهی وجود نداشت؛ در حالی که روی سطح قطعاتی که فاقد مواد ضدزنگ بودند، لکه‌های بزرگی از زنگ مشاهده شد. ④ نرخ خوردگی، با وزن‌کردن قبلی نمونه‌های خوردگی که در داخل تجهیزات آویزان هستند و سپس انجام محاسبات توسط کارشناسان، تعیین می‌شود. کمترین نرخ خوردگی مربوط به برج تقطیر تحت فشار C-1002 در دستگاه تقطیر تحت فشار، و مقدار آن ۰٫۰۰۰۵ میلی‌متر در سال است؛ بیشترین نرخ خوردگی نیز مربوط به برج جذب c-6302 در دستگاه بازیابی گوگرد، و مقدار آن ۰٫۰۰۸۷ میلی‌متر در سال است. میانگین نرخ خوردگی نیز ۰٫۰۰۲۶ میلی‌متر در سال است. سرعت خوردگی تمام نمونه‌های مورد آزمایش، از حد مجاز ۰٫۰۱ میلی‌متر در سال فراتر نرفت؛ میانگین سرعت خوردگی نیز تنها ۲۶٪ از حد مورد نیاز فنی بود. وزن نمونه‌های مورد آزمایش شبیه‌سازی شده برای نظارت، توسط کارشناسان اندازه‌گیری و محاسبه شد: ① در حالت شبیه‌سازی آب و بخار، از مواد ضدزنگ گازی استفاده شد؛ اما به دلیل دمای بالای داخل محفظه، این مواد ضدزنگ به سرعت تبخیر شدند و فشار بخار درون بطری بسیار بالا رفت و در نتیجه درپوش بطری باز شد. مواد ضدزنگ گازی کاملاً تبخیر شدند و مقدار زیادی هوا وارد بطری شد. در نهایت، نرخ خوردگی نمونه‌ها ۰٫۰۰۸۴ میلی‌متر در سال اندازه‌گیری شد. ②با شبیه‌سازی آب و بخار و افزودن مقدار کافی از مواد ضدخوردگی فاز گازی، نرخ خوردگی نمونه به ۰٫۰۰۶۲ میلی‌متر در سال رسید. ③در آزمایش مقایسه‌ای که آب و بخار شبیه‌سازی شده بودند و از مواد ضدزنگ گازی استفاده نشده بود، نرخ خوردگی نمونه‌ها ۰٫۰۱۲۷ میلی‌متر در سال بود. نتایج آزمایش‌های شبیه‌سازی‌شده نشان می‌دهد که با افزودن مواد ضدخوردگی گازی، نرخ خوردگی به میزان ۰٫۰۱ میلی‌متر در سال، که معادل الزامات فنی است، خواهد رسید. نتیجه‌گیری: «ماده ضدخوردگی فاز گازی برای تجهیزات در حالت ذخیره»، در طول دوره محافظتی شش ماهه، جلوی خوردگی بیشتر تجهیزات رفت‌وآمد نفت‌پالایی با ظرفیت ۵۰۰ هزار تن در کارخانه ما را گرفت. نرخ خوردگی تمام نمونه‌ها مطابق استانداردها بود؛ میانگین نرخ خوردگی ۰.۰۰۲۶ میلی‌متر در سال بود که معادل ۲۶٪ از استانداردهای فنی مربوطه است. همچنین، این ماده باعث جدا شدن و حذف لایه‌های زنگ ایجاد شده قبل از استفاده از ماده ضدخوردگی شد؛ بنابراین، اثر محافظتی آن بسیار خوب بود (منابع مربوطه حذف شده‌اند).