Bài viết sâu sắc‖ Ứng dụng chất bảo vệ khỏi ăn mòn dạng hơi trong các thiết bị không hoạt động trong hệ thống lọc dầu!

Thread Content

Bài viết này cuối cùng được B0SS chỉnh sửa vào ngày 11-10-2016 lúc 18:04. Tóm tắt: Bài viết phân tích các nguyên nhân chính gây ra hiện tượng ăn mòn ở các thiết bị không hoạt động. Trình bày tình trạng ăn mòn của bộ thiết bị lọc dầu trị giá 500.000 tấn, việc lựa chọn và sử dụng vật liệu chống ăn mòn, cũng như cơ chế hoạt động, công dụng, các loại và đặc điểm của chất bảo vệ chống ăn mòn dùng cho các thiết bị không hoạt động. Đồng thời, dựa trên kinh nghiệm sử dụ chất bảo vệ chống ăn mòn dạng hơi Longx-911 cho các thiết bị không hoạt động tại nhà máy của chúng tôi vào năm 2015, có thể khẳng định rằng chất bảo vệ này có hiệu quả tốt trong việc ngăn chặn sự ăn mòn của các thiết bị trong giai đoạn chúng không được sử dụng. (Tác giả: Lý Minh Thành, Cao Vĩnh Vệ và cộng sự – Nhà máy hóa dầu Tây Nam của Công ty Dầu khí Trung Quốc tại khu vực thảo nguyên Tarim) ； Lý Khang, Vương Bân và cộng sự thuộc Công ty Cổ phần Hóa chất Kim Lũng Tân, Lan Châu. Từ khóa: Thiết bị ngừng hoạt động, thiết bị lọc dầu, chất ức chế ăn mòn dạng hơi, biện pháp chống ăn mòn. 1. Tình hình ăn mòn của bộ thiết bị lọc dầu 500.000 tấn tại nhà máy hóa chất Tây Nam; phân tích nguyên nhân gây ăn mòn; lựa chọn vật liệu chống ăn mòn và cách sử dụng chúng. (1) Giới thiệu về bộ thiết bị lọc dầu 500.000 tấn. Do sự điều chỉnh trong kế hoạch sản xuất, bộ thiết bị lọc dầu 500.000 tấn tại nhà máy hóa chất Tây Nam thuộc công ty dầu khí Trung Quốc đã ngừng hoạt động vào cuối năm 2014 và chuyển sang trạng thái chờ sử dụng. Từ tháng 9 năm 2015, các thiết bị cần được bảo vệ khỏi tình trạng ăn mòn đã dần được kiểm tra. Qua việc khảo sát tại chỗ và chụp ảnh làm bằng chứng, chúng tôi nhận thấy rằng hầu hết các thiết bị đều bị ăn mòn; trong đó, những thiết bị bị ảnh hưởng nghiêm trọng nhất là một số bồn chứa và tháp chứa. Các thùng chứa các chất gây ăn mòn đều bị ăn mòn nghiêm trọng; lớp bề mặt bên trong của chúng hoàn toàn bị phủ kín bởi rỉ sét. Ở một số chỗ, lớp rỉ sét dày khoảng 2 mm. Phần đáy của tháp bị ăn mòn không nghiêm trọng lắm, lớp gỉ cũng ít. Từ phần giữa tháp trở đi, tình trạng ăn mòn ngày càng nghiêm trọng hơn, lớp gỉ cũng dần dày lên. Ở phần trên cùng của tháp, lớp gỉ có thể dày tới khoảng 2 mm. Theo thống kê, các thiết bị không có khả năng chống ăn mòn do tác động của môi trường bên ngoài sẽ bị ăn mòn nghiêm trọng hơn nhiều trong thời gian nghỉ ngơi so với khi đang hoạt động. Nếu không có biện pháp bảo vệ, chúng sẽ bị ăn mòn nghiêm trọng hoặc bị thủng, khiến việc khôi phục chức năng của chúng trở nên khó khăn; thậm chí chúng có thể bị hỏng sớm, gây ra những tổn thất kinh tế lớn. Do trước khi tiến hành công tác bảo vệ chống ăn mòn, các thiết bị đã ngừng hoạt động trong thời gian dài nhất là gần 10 tháng, và ngắn nhất cũng khoảng 9 tháng. Thiết bị không thể tránh khỏi tình trạng ăn mòn phần nào trong thời gian bị bỏ không lâu. Chúng tôi khuyến nghị rằng khi thiết bị ngừng sử dụng, cần phải tiến hành ngay các biện pháp bảo vệ chống ăn mòn cần thiết. (2) Phân tích nguyên nhân gây ăn mòn: Ở môi trường khí quyển, quá trình ăn mòn chủ yếu xảy ra do hiện tượng giảm điện thế của kim loại do sự hiện diện của oxy. Nếu không có oxy, thì quá trình ăn mòn của kim loại trong môi trường khí quyển sẽ không xảy ra. Tuy nhiên, trong môi trường có oxy, bề mặt kim loại sẽ xảy ra phản ứng điện hóa với dung dịch ăn mòn, dẫn đến sự hư hỏng của bề mặt kim loại đó. Do lớp nước trên bề mặt kim loại rất mỏng, oxy trong không khí có thể dễ dàng tiếp cận được bề mặt kim loại. Do đó, quá trình âm cực diễn ra khá dễ dàng. Trong quá trình ăn mòn do hơi ẩm trong không khí, bề mặt kim loại thường chịu tình trạng luân phiên giữa trạng thái khô và ướt. Lúc này, lớp gỉ trên bề mặt kim loại sẽ góp phần làm tăng tốc quá trình ăn mòn. Khi độ ẩm tăng lên, lớp gỉ cùng với oxy hòa tan có thể đóng vai trò như chất điện phân âm để giúp giảm hiệu ứng điện phân. Để làm chậm quá trình ăn mòn của kim loại, con người đã sử dụng nhiều phương pháp khác nhau để bảo vệ chúng. Trong số đó, việc sử dụng chất chống ăn mòn dạng khí cho các thiết bị không hoạt động là một phương pháp vừa tiết kiệm chi phí vừa hiệu quả. Phương pháp này đã trở thành một biện pháp bảo vệ chống ăn mòn quan trọng. (3) Lựa chọn vật liệu chống ăn mòn và cách sử dụng chúng: Để làm chậm quá trình ăn mòn của các thiết bị lọc dầu trị giá 500.000 tấn trong nhà máy của chúng tôi, chúng tôi đã áp dụng nhiều phương pháp khác nhau để bảo vệ các thiết bị này. Sau khi so sánh các giải pháp kỹ thuật và lựa chọn các sản phẩm phù hợp, chúng tôi quyết định sử dụng chất chống ăn mòn dạng hơi Longx-911 do công ty Lan Zhou Jinlongxin Chemical Technology Co., Ltd. sản xuất, nhằm bảo vệ các thiết bị trong thời gian chúng không hoạt động. Sau quá trình đấu thầu mua sắm, chất bảo vệ chống ăn mòn dạng khí đã được vận chuyển đến công trường xây dựng. Công việc đổ chất bảo vệ này bắt đầu từ tháng 9 năm 2015. Trước khi tiến hành công việc đổ chất bảo vệ, bộ phận quản lý và bảo trì thiết bị của nhà máy chúng tôi đã cùng với các kỹ sư của công ty Lan Zhou Jin Long Xin Chemical Technology Co., Ltd. xây dựng một kế hoạch chi tiết cho công việc này. Trong suốt quá trình đổ chất bảo vệ, công ty này cũng cung cấp sự hỗ trợ kỹ thuật cần thiết. Do có nhiều thiết bị nên quá trình lắp đặt mất khá nhiều thời gian; việc lắp đặt sẽ được hoàn tất từ ngày 21 tháng 9 đến ngày 20 tháng 10, sau đó các thiết bị sẽ bước vào giai đoạn bảo vệ chống ăn mòn. 2. Cơ chế bảo vệ chống ăn mòn, công dụng, các loại và đặc điểm của chất bảo vệ chống ăn mòn dạng khí dành cho các thiết bị đang trong trạng thái nghỉ ngơi.
(1) Cơ chế bảo vệ chống ăn mòn: Chất bảo vệ chống ăn mòn dạng khí này được tạo ra bằng cách kết hợp giữa nguyên lý gây ăn mòn của các thiết bị, công nghệ làm chậm quá trình ăn mòn trong môi trường khí, và các phương pháp bảo vệ chống ăn mòn. Sản phẩm này có thể mang lại hiệu quả bảo vệ tốt cho các thiết bị như lò hơi công nghiệp, tháp, bồn chứa, ống dẫn, bộ trao đổi nhiệt và các thiết bị chịu áp suất trong thời gian chúng đang trong trạng thái nghỉ ngơi. Chất bảo vệ chống ăn mòn dạng khí dành cho thiết bị dự phòng là một loại chất ức chế ăn mòn dạng khí. Nó được tạo thành từ các chất có khả năng ức chế ăn mòn, dễ bay hơi, cùng với các chất điều chế kiềm và các chất phụ gia khác. Ở nhiệt độ và áp suất bình thường, chất này sẽ tự động bay hơi thành những khí có khả năng ức chế ăn mòn, điều chế kiềm. ①Các khí có tính chất ức chế ăn mòn, được giải phóng từ các chất bảo quản; chủ yếu là những hợp chất chứa nhóm nitơ. Những khí này tạo thành một lớp màng bảo vệ dày đặc trên bề mặt của các thiết bị kim loại cần được bảo vệ, thông qua hiện tượng hấp phụ hóa học. Lớp màng này giúp ngăn cách không khí, hơi nước và các chất gây ăn mòn khác với bề mặt kim loại, từ đó bảo vệ thiết bị một cách hiệu quả, ngăn chặn hoặc làm chậm quá trình ăn mòn. ②Các khí bay hơi từ chất bảo quản có khả năng thấm mạnh, có thể xuyên vào bên dưới lớp gỉ và lớp cặn bẩn. Chúng tương tác với các ion kim loại trên bề mặt thiết bị, từ đó ngăn chặn hiệu quả quá trình ăn mòn xảy ra dưới lớp gỉ và lớp cặn bẩn. Đồng thời, thông qua tác động thấm nhập và kết hợp, có thể loại bỏ một phần lớp gỉ cũ, từ đó giúp giảm diện tích vùng bị gỉ và độ dày của lớp gỉ. ③Khí có tính kiềm yếu tỏa ra từ chất bảo quản có thể tạo ra môi trường kiềm bên trong thiết bị, ngăn chặn quá trình ăn mòn điện hóa trên bề mặt trong của thiết bị, từ đó đạt được hiệu quả bảo vệ chống ăn mòn. (2) Loại và mục đích sử dụng: Các chất bảo vệ chống ăn mòn dành cho thiết bị trong trạng thái ngừng hoạt động được chia thành hai loại: Longx-911 và Longx-901. Longx-911 được sử dụng để bảo vệ các thiết bị trong ngành hóa chất, lọc dầu khỏi tình trạng ăn mòn trong thời gian chúng ngừng hoạt động. Còn Longx-901 thì được dùng để bảo vệ các loại lò hơi và hệ thống đường ống dẫn nhiệt khỏi tình trạng ăn mòn trong thời gian chúng ngừng hoạt động. (3) Đặc điểm: ① Ở nhiệt độ bình thường, chất này có khả năng tự bay hơi, giải phóng những loại khí có áp suất hơi cao, có tính chất ức chế ăn mòn, khả năng liên kết với các ion kim loại, và tính kiềm. Khí bay hơi có thể giúp bảo vệ bề mặt kim loại ở cả khoảng cách gần lẫn xa, đồng thời ngăn chặn quá trình ăn mòn và loại bỏ rỉ sét, từ đó đạt được mục đích chống ăn mòn. ②Chế phẩm này dễ hòa tan trong nước, và dung dịch nước của nó cũng có tác dụng ức chế ăn mòn. Sau khi kết thúc thời gian bảo quản, các chất còn lại dễ được loại bỏ. ③Sản phẩm này có thể khắc phục những nhược điểm của các phương pháp truyền thống như việc sấy khô hoặc sử dụng khí nitơ để chống ăn mòn – vốn có thời gian hiệu quả ngắn và hiệu quả không cao – cũng như những hạn chế của phương pháp sử dụng dầu, chẳng hạn như thiếu tính an toàn và tính kinh tế. Sản phẩm này mang lại nhiều ưu điểm như chi phí thấp, an toàn, tiện lợi, tiết kiệm thời gian và công sức, đồng thời có hiệu suất cao. 3. Hiệu quả chống ăn mòn: Lần này, người ta sử dụng chất bảo vệ khí để chống ăn mòn cho các thiết bị không hoạt động. Thời gian bảo vệ dự kiến là một năm. Do kế hoạch điều chỉnh đòi hỏi phải bắt tay vào công việc sớm hơn, nên từ ngày 5 tháng 4 năm 2016, người ta bắt đầu mở các cửa thông gió trên thiết bị nhằm kiểm tra hiệu quả của các biện pháp chống ăn mòn. Và được tổng kết dựa trên các điều khoản kiểm tra và đánh giá hiệu quả bảo vệ chống ăn mòn trong “Kế hoạch lắp đặt chất bảo vệ chống ăn mòn dạng hơi Longx-911 cho thiết bị dự phòng trong nhà máy lọc dầu 500.000 tấn của Công ty Dầu khí Tây Tạng Mỹ, Trung Quốc”. Kết quả kiểm tra thực tế như sau: ① Quan sát bằng mắt thường cho thấy, sau khi mở các cửa thông gió trên các thiết bị, bề mặt bên trong của chúng không có sự thay đổi đáng kể về mặt chống ăn mòn. ② Sau khi so sánh các bức ảnh chụp, không có sự thay đổi đáng kể nào về khả năng chống ăn mòn trên bề mặt bên trong thiết bị. Đồng thời, người ta cũng nhận thấy rằng lớp gỉ hình thành trước khi có sự hiện diện của chất bảo quản thì lại bị bong tróc ra một cách nghiêm trọng dưới tác động của chất bảo quản này. ③ Lấy các mẫu thử bị ăn mòn ra khỏi bên ngoài thiết bị, quan sát bằng mắt thường cho thấy bề mặt của các mẫu thử này không có sự thay đổi đáng kể trước và sau khi được xử lý chống ăn mòn. Trong quá trình tiến hành các công việc bảo vệ thiết bị khỏi sự ăn mòn, người ta cũng tiến hành các thí nghiệm giám sát bên ngoài thiết bị. Kết quả cho thấy, trên bề mặt của những mẫu vật được xử lý bằng chất chống ăn mòn không có sự thay đổi đáng kể nào; trong khi đó, trên bề mặt của những mẫu vật không được xử lý bằng chất chống ăn mòn thì đã xuất hiện nhiều vết gỉ rõ rệt. ④ Tốc độ ăn mòn được xác định bằng cách cân trọng lượng của các mẫu thử bị ăn mòn, những mẫu này được treo bên trong thiết bị. Các nhân viên kiểm tra sẽ tính toán tốc độ ăn mòn dựa trên trọng lượng của các mẫu thử đó. Tốc độ ăn mòn thấp nhất là 0,0005 mm/năm, xảy ra ở tháp chưng cất áp suất thường C-1002; cao nhất là 0,0087 mm/năm, xảy ra ở tháp hấp thụ c-6302 trong thiết bị thu hồi lưu huỳnh. Tốc độ ăn mòn trung bình là 0,0026 mm/năm. Tốc độ ăn mòn của tất cả các mẫu thử đều không vượt quá giới hạn yêu cầu là 0,01 mm/năm; tốc độ ăn mòn trung bình chỉ bằng 26% so với yêu cầu kỹ thuật. Các mẫu thử được sử dụng trong các thí nghiệm mô phỏng quá trình ăn mòn đã được nhân viên kiểm tra cân đo và tính toán. Kết quả cho thấy: ① Đối với môi trường nước và hơi nước, khi sử dụng chất bảo vệ khỏi tác động của hơi gas, do nhiệt độ trong phòng cao nên chất bảo vệ này bay hơi rất nhanh. Điều này khiến áp suất hơi trong bình thí nghiệm tăng lên quá mức, khiến nắp bình bị mở ra. Chất bảo vệ khỏi tác động của hơi gas bay hơi hết, và lượng không khí lớn xâm nhập vào bình thí nghiệm. Cuối cùng, tốc độ ăn mòn của các mẫu thử được xác định là 0,0084 mm/năm. ②Bằng cách mô phỏng nước và hơi nước, kết hợp với việc sử dụng lượng khí vừa đủ để chống ăn mòn, tốc độ ăn mòn của mẫu thử được đo là 0,0062 mm/năm. ③Trong thí nghiệm so sánh mô phỏng nước và hơi nước, khi không sử dụng chất bảo vệ khỏi tác động của pha khí, tốc độ ăn mòn của mẫu thử được đo là 0,0127 mm/năm. Kết quả thử nghiệm mô phỏng cho thấy, chỉ cần bổ sung chất chống ăn mòn dạng khí, tỷ lệ ăn mòn sẽ đạt mức yêu cầu kỹ thuật là 0,01 mm/năm. Kết luận: Chất bảo vệ chống ăn mòn dạng hơi được sử dụng để bảo vệ các thiết bị trong nhà máy của chúng tôi đã phát huy hiệu quả trong vòng nửa năm, giúp ngăn chặn sự ăn mòn tiếp tục xảy ra trên các thiết bị lọc dầu trị giá 500.000 tấn. Tốc độ ăn mòn của các mẫu thử đều nằm trong giới hạn cho phép; tốc độ ăn mòn trung bình là 0,0026 mm/năm, tức là 26% so với mức yêu cầu kỹ thuật. Chất bảo vệ này còn giúp loại bỏ lớp gỉ đã hình thành trước khi sử dụng chất bảo vệ. Hiệu quả bảo vệ rất tốt (tài liệu tham khảo được bỏ qua).