Zašto standardni ugljični čelik nije uspio u okruženju rafinerije u Basri
Proširenje rafinerije u Basri u južnom Iraku dio je šireg nacionalnog nastojanja da se ukupni rafinerijski kapacitet podigne na 1,3 do 1,65 milijuna barela dnevno i smanji skupi uvoz goriva. Izgradnja je napredovala u fazama, a gotovo svaka faza naišla je na isti problem. Lokalni okoliš kažnjava obični ugljični čelik.
Basra se nalazi na sjevernom kraju Perzijskog zaljeva. Dnevne temperature redovito prelaze 45 stupnjeva između lipnja i kolovoza. Pješčane oluje nose abrazivne čestice koje čiste izložene metalne površine. Sirova nafta koja se ovdje prerađuje ima visok-sumpor, a jedinice za rafiniranje oslobađaju sumporovodik (H₂S) uz kisele plinove kao što su SO₂ i CO₂. Vlaga s obale Meksičkog zaljeva dodaje sloj elektrolita koji ubrzava elektrokemijsku koroziju.
Tijekom prve faze proširenja, standardni A36 ugljični čelik korišten je u procesnim cjevovodima, unutarnjim dijelovima spremnika i konstrukcijskim potporama. Rezultati su bili predvidljivi, ali skupi. Jamčice su se pojavile u roku od nekoliko mjeseci. Gubitak debljine stijenke premašio je projektno prihvatljivi prag tijekom rutinskih ultrazvučnih pregleda. Neplanirana gašenja radi zamjene sekcija postala su kvartalni događaj, a svako zaustavljanje značilo je gubitak proizvodnje plus hitnu nabavu po vrhunskim cijenama.
Projektni tim, zajednički pothvat između iračkog državnog operatera rafinerije i međunarodnog EPC izvođača, započeo je potragu za dobavljačem zavojnica s dokazanim iskustvom u sličnim okruženjima ugljikovodika na Bliskom istoku. Njihovi zahtjevi su bili specifični. Čelik potreban da se odupre H₂S-pukotinama izazvanim sulfidnim naprezanjem i kiseloj koroziji. Morao je tolerirati dnevne temperaturne promjene od 30 stupnjeva ili više bez raslojavanja premaza. Lokalne ekipe trebale su dobru zavarljivost, idealno bez pred-zagrijavanja, jer su-operacije predgrijavanja na licu mjesta pri vrućini od 45 stupnjeva bile spore i izazivale zabrinutost za sigurnost. Isporuka je morala biti usklađena s glavnim rasporedom EPC-a, a sav materijal je morao zadovoljiti standarde pakiranja pomorskog transporta za dolazak kroz luku Basra.
Prilagođene vremenske uvjete čelične zavojnice izgrađene za naftu i klimu u Basri
Novi materijali Shandong Pinjieproizvodi i izvozičelični kolutiviše od desetljeća, s rastućom listom referenci u naftnim i plinskim projektima na Bliskom istoku. Kada je stigao upit iz Basre, nismo citirali standardnu katalošku stavku. Najprije smo zatražili sirove podatke o ispitivanju i klimatske podatke s mjesta, a zatim smo radili unatrag do specifikacije materijala.
Zavojnica koju smo predložili je ačelik otporan na{0}}atmosfersku korozijuna temelju kemije ASTM A588 Grade B, uparen s avruće{0}}pocinčanosupstrat i tro{0}}sustav premaza. Osnovna kemija uključuje kontrolirane dodatke kroma od 0,40 do 0,70 posto, nikla od 0,20 do 0,50 posto i bakra od 0,25 do 0,55 posto. Ovi elementi potiču stvaranje gustog, prianjajućeg sloja patine na čeličnoj površini kada je izložena izmjeničnim mokrim i suhim ciklusima. Ta patina djeluje kao barijera koja usporava daljnju oksidaciju. Nasuprot tome, ugljični čelik stvara poroznu hrđu koja se ljušti i izlaže svježi metal sljedećem ciklusu korozije.
Na podlogu smo nanijeli tro-sustav premaza. Prvi sloj je pasiviziran -bez kromata koji poboljšava prianjanje između cinka i organskog premaza. Drugi je epoksidni temeljni premaz s približno 5 do 8 μm debljine suhog filma, odabran zbog svoje kemijske otpornosti na H₂S i kisele kondenzate. Završni premaz je PVDF, poliviniliden fluorid, završni sloj od 18 do 22 μm DFT, odabran zbog svoje UV stabilnosti na jakom suncu i otpornosti na kredu i eroziju od pijeska-nanesenog vjetrom. Ukupna debljina premaza na gotovoj zavojnici kreće se od 23 do 30 μm po strani.
Mehanička svojstva prilagođena su konstrukcijskim i proizvodnim potrebama projekta. Isporučene zavojnice imale su minimalnu granicu razvlačenja od 345 MPa i vlačnu čvrstoću između 490 i 620 MPa, s istezanjem pri prekidu od 22 posto ili više. Ekvivalent ugljika, CEV, održavao se ispod 0,45 posto, što je timovima za zavarivanje na gradilištu omogućilo izvođenje ručnog metalnog luka i GMAW zavarivanja bez pred-zagrijavanja za debljine do 12 mm. To je bio značajan-dobitak učinkovitosti na lokaciji. Debljine isporučenih zavojnica kretale su se od 1,5 mm za obloge spremnika do 6,0 mm za strukturne potporne dijelove.
Prije otpreme proveli smo ubrzane laboratorijske testove replicirajući uvjete u Basri. Testiranje slanog spreja slijedilo je ASTM B117 tijekom 1000 sati, s dodatnim cikličkim ispitivanjem korozije kombinirajući vlagu, slanu maglu i suhu-toplinu na 50 stupnjeva. Thečelični zavojnici od vremenskih utjecajapokazala je prosječnu stopu korozije približno 70 posto manju od konvencionalnog ugljičnog čelika A36, a gustoća rupičaste korozije nakon 20 CCT ciklusa smanjena je za više od polovice. Sustav premaza prošao je ASTM D3359 ispitivanje prianjanja unakrsnim -zahvatom na 5B bez ljuštenja i nije pokazao raslojavanje nakon 500 sati izlaganja UV kondenzaciji prema ASTM D4587.
Zavojnice su postavljene u tri područja primjene. Dijelovi procesnog cjevovoda u jedinici za odsumporavanje, unutarnja obloga dvaju atmosferskih spremnika i strukturni nosači za cijevne police u spremnicima.
Proizvodnja, inspekcija i hitna ponovna narudžba
Proizvodnja je tekla prema rasporedu od 20- dana od potvrde narudžbe. Svaka je serija prošla našu-inspekciju kvalitete prije slanja. Provjerili smo adheziju premaza putem unakrsnog ispitivanja, točnost dimenzija s tolerancijom debljine od ±0,05 mm i tolerancijom širine od ±2 mm, te konzistenciju materijala spektrometrskom provjerom svakog zagrijavanja. Potvrde o ispitivanju mlina izdane su prema EN 10204 3.1 za svaku zavojnicu.
Cijela prva pošiljka utovarena je pet dana prije ugovorenog datuma isporuke. Organizirali smo pomorski prijevoz na utvrđenoj bliskoistočnoj ruti, s tranzitnim vremenom od otprilike 18 do 22 dana do luke Umm Qasr, nakon čega slijedi unutarnji prijevoz do Basre. Pakiranje je uključivalo VCI, hlapljivi inhibitor korozije, papirni uložak između zavojnica, štitnike za rubove i vodootporni vanjski omot za zaštitu od vlage i slanog zraka tijekom više-tjednog putovanja.
Osam mjeseci neprekidnog djelovanja u Basri
Isporučene zavojnice sada su u neprekidnoj upotrebi više od osam mjeseci u jedinicama u Basri. Naknadne-inspekcije, koje je proveo EPC tim za integritet koristeći ultrazvučno mjerenje debljine i vizualnu procjenu površine, zabilježile su prosječno stanjivanje stijenke ispod 0,1 mm u svim nadziranim dijelovima. Udubine su bile prisutne, ali znatno manje gustoće i pliće nego u dijelovima od ugljičnog čelika ugrađenim tijekom prve faze ekspanzije. Ni na jednoj PVDF-obloženoj površini nije primijećeno raslojavanje ili stvaranje mjehurića.
Ovi su rezultati izravno pretočeni u operativne rezultate. Rafinerija je zabilježila nultu neplaniranu obustavu-povezanu s korozijom u jedinicama koje koriste naše zavojnice tijekom razdoblja izvješćivanja, u usporedbi s prosječnim obustavom rada svakih 90 dana u dijelovima ugljičnog čelika. Intervali održavanja su produljeni, a projektni tim za integritet imovine revidirao je svoju prognozu zamjene prema dolje. Rafinerija nastavlja napredovati prema svom ciljnom kapacitetu s nazivnom pločicom uz niže očekivane dugoročne-operativne troškove.
Praćenje je u tijeku. Tromjesečne podatke o debljini primamo s mjesta, a naš tehnički tim pregledava rezultate kako bi poboljšao preporuke za premazivanje za buduće faze. Nijedan materijal zauvijek ne radi savršeno i radije pratimo stvarne krivulje razgradnje nego da se oslanjamo samo na laboratorijske projekcije.
Često postavljana pitanja
Koja se klasa čelika preporučuje za rafinerijske cjevovode izložene H₂S?
Za atmosferska i blago kisela rafinerijska okruženja,čelici za vremenske uvjetekao što je ASTM A588 s odgovarajućim pocinčanim i PVDF sustavom premaza nude snažnu ravnotežu otpornosti na koroziju, zavarljivosti i cijene. Za teške kisele uvjete rada s visokim H₂S parcijalnim tlakom mogu biti potrebni ugljični čelici s NACE MR0175 / ISO 15156 usklađenošću ili legure otporne-na koroziju. Pravi izbor ovisi o specifičnoj analizi sirove sirovine, radnoj temperaturi i koncentraciji H₂S.
Mogu li se zavojnice čelika otpornog na atmosferske uvjete zavarivati bez prethodnog-zagrijavanja?
Da, kada je ekvivalent ugljika kontroliran ispod približno 0,45 posto. Zavojnice isporučene za projekt u Basri održavale su CEV ispod 0,45 posto, omogućujući ručno zavarivanje metalnim lukom i GMAW zavarivanje bez pred-zagrijavanja za debljine profila do 12 mm. Za deblje dijelove ili jako ograničene spojeve, specifikacija postupka zavarivanja još uvijek može zahtijevati predgrijavanje na niskoj-temperaturi.
Koji je sustav premaza otporan na UV degradaciju i eroziju pijeska na Bliskom istoku?
PVDF završni sloj preko epoksidnog temeljnog premaza na vruće-pocinčanoj podlozi jedna je od najtrajnijih kombinacija za izlaganje na Bliskom istoku na otvorenom. PVDF nudi izvrsnu UV stabilnost i otpornost na kredu, epoksidni primer pruža kemijsku otpornost, a sloj cinka pruža katodnu zaštitu. Za područja s jakom abrazijom od pijeska, deblje PVDF folije iznad 20 μm ili dodatni međuslojevi od poliuretana mogu produžiti vijek trajanja.
Koliki je očekivani vijek trajanjaanti{0}}čelična zavojnica od korozijeu rafineriji?
Životni vijek ovisi o uvjetima rada, sustavu premaza i praksi održavanja. U primjeni u Basri, zavojnice su radile više od osam mjeseci s manje od 0,1 mm stanjivanjem stijenke i bez oštećenja premaza. Na temelju podataka o ubrzanom ispitivanju i usporedivih referenca na Bliskom istoku, ispravno specificiran i održavan sustav može u pravilu isporučiti 8 do 12 godina rada prije velike obnove premaza, otprilike 2 do 3 puta više od životnog vijeka neobloženog ugljičnog čelika u istom okruženju.
Jeste li spremni za svoj projekt rafinerije?
Ako se vaša rafinerija ili projekt ugljikovodika na Bliskom istoku suoči sa sličnim izazovima, visokom vrućinom, pijeskom koji puše, H₂S i kiselom korozijom, možemo vam pomoći. Shandong Pinjie New Materials priprema prilagođene planove opskrbe zavojnicama od anti{1}}čeličnog čelika na temelju ispitivanja sirove sirovine na vašoj lokaciji, klimatskih podataka i zahtjeva za proizvodnju. Zatražite list sa specifikacijama ili ponudu, a naš tehnički tim će odgovoriti u roku od dva radna dana.
