Zakaj standardno ogljikovo jeklo ni uspelo v okolju rafinerije v Basri
Širitev rafinerije v Basri v južnem Iraku je del širšega nacionalnega prizadevanja za povečanje skupne zmogljivosti rafiniranja na 1,3 do 1,65 milijona sodov na dan in zmanjšanje dragega uvoza goriva. Gradnja je potekala postopoma in skoraj vsaka faza je naletela na isti problem. Lokalno okolje kaznuje navadno ogljikovo jeklo.
Basra leži na severnem koncu Perzijskega zaliva. Dnevne temperature med junijem in avgustom redno presežejo 45 stopinj. Peščeni viharji prenašajo abrazivne delce, ki drgnejo izpostavljene kovinske površine. Surova nafta, ki se tukaj predeluje, ima visoko -žveplo, enote za rafiniranje pa poleg kislih plinov, kot sta SO₂ in CO₂, sproščajo vodikov sulfid (H₂S). Vlaga z obale Zaliva doda plast elektrolita, ki pospeši elektrokemično korozijo.
Med prvo ekspanzijsko fazo je bilo standardno ogljikovo jeklo A36 uporabljeno v procesnih cevovodih, notranjosti skladiščnih rezervoarjev in strukturnih nosilcih. Rezultati so bili predvidljivi, a dragi. Pitting se je pojavil v nekaj mesecih. Izguba debeline stene je med rutinskimi ultrazvočnimi pregledi presegla projektno sprejemljiv prag. Nenačrtovane zaustavitve zaradi zamenjave odseka so postale četrtletni dogodek in vsaka zaustavitev je pomenila izgubo proizvodnje in nujno nabavo po vrhunskih cenah.
Projektna skupina, skupno podjetje med upravljavcem iraške državne rafinerije in mednarodnim izvajalcem EPC, je začela iskati dobavitelja tuljav z dokazanimi izkušnjami v podobnih okoljih ogljikovodikov na Bližnjem vzhodu. Njihove zahteve so bile specifične. Jeklo, potrebno za odpornost na sulfidne napetostne razpoke, ki jih povzroča H₂S-, in kislo korozijo. Prenesti je morala dnevna nihanja temperature za 30 stopinj ali več brez razslojevanja prevleke. Lokalne ekipe so potrebovale dobro varivost, idealno brez pred-ogrevanja, ker so bili-postopki predgretja na kraju samem pri 45 stopinjah vročine počasni in so vzbujali pomisleke glede varnosti. Dostava se je morala uskladiti z glavnim urnikom EPC in ves material je moral izpolnjevati standarde pakiranja za pomorski prevoz za prihod skozi pristanišče Basra.
Prilagojene jeklene tuljave, odporne na vremenske vplive, izdelane za nafto in podnebje Basre
Novi materiali Shandong Pinjieproizvaja in izvažajeklene tuljaveže več kot desetletje, z naraščajočim seznamom referenc v naftnih in plinskih projektih na Bližnjem vzhodu. Ko je prišla poizvedba iz Basre, nismo citirali standardne postavke kataloga. Najprej smo prosili za grobe podatke o preskusih in podnebne zapise mesta, nato pa smo delali nazaj do specifikacije materiala.
Predlagana tuljava je ana vremenske vplive, atmosfersko{0}}korozijsko jeklotemelji na kemiji ASTM A588 stopnje B, v kombinaciji z avroče-cinkanosubstrat in tri{0}}sistem premaza. Osnovna kemija vključuje nadzorovane dodatke kroma od 0,40 do 0,70 odstotka, niklja od 0,20 do 0,50 odstotka in bakra od 0,25 do 0,55 odstotka. Ti elementi spodbujajo nastanek gostega, sprijetega sloja patine na jekleni površini, ko je izpostavljen izmeničnim mokrim in suhim ciklom. Ta patina deluje kot ovira, ki upočasni nadaljnjo oksidacijo. Nasprotno pa ogljikovo jeklo tvori porozno rjo, ki se lušči in svežo kovino izpostavi naslednjemu ciklu korozije.
Na podlago smo nanesli-sistem troslojnega premaza. Prvi sloj je pasivna obdelava brez -kromatov, ki izboljša oprijem med cinkom in organskim premazom. Drugi je epoksidni temeljni premaz s približno 5 do 8 μm debeline suhega filma, izbran zaradi njegove kemične odpornosti na H₂S in kisle kondenzate. Pokrivni premaz je PVDF, poliviniliden fluorid, s končno obdelavo pri 18 do 22 μm DFT, izbran zaradi svoje UV stabilnosti pri močni sončni svetlobi in odpornosti na kredo in erozijo zaradi-napihanega peska. Skupna debelina prevleke na končnem kolutu je od 23 do 30 μm na stran.
Mehanske lastnosti so bile prilagojene strukturnim in proizvodnim potrebam projekta. Dobavljene tuljave so dosegle minimalno mejo tečenja 345 MPa in natezno trdnost med 490 in 620 MPa, z raztezkom ob pretrgu 22 odstotkov ali več. Ekvivalent ogljika, CEV, je bil pod 0,45 odstotka, kar je ekipam za varjenje na gradbišču omogočilo ročno obločno in GMAW varjenje brez pred-ogrevanja za debeline do 12 mm. To je bil pomemben{10}}pridobitev učinkovitosti na spletnem mestu. Dobavljene debeline tuljav so bile od 1,5 mm za obloge rezervoarjev do 6,0 mm za strukturne podporne dele.
Pred pošiljanjem smo izvedli pospešene laboratorijske teste, ki so ponovili pogoje v Basri. Testiranje s slanim pršilom je sledilo ASTM B117 1000 ur, z dodatnim cikličnim preskusom korozije, ki je združeval vlago, solno meglico in suho-toplotno kroženje pri 50 stopinjah. Thevremenskim vplivom jeklene tuljaveje pokazala povprečno stopnjo korozije, ki je približno 70 odstotkov nižja od običajnega ogljikovega jekla A36, gostota lukenj po 20 ciklih CCT pa se je zmanjšala za več kot polovico. Sistem prevleke je uspešno prestal testiranje adhezije ASTM D3359 navzkrižno-pri 5B brez luščenja in ni pokazal razslojevanja po 500 urah izpostavljenosti UV kondenzaciji po ASTM D4587.
Tuljave so bile nameščene na treh področjih uporabe. Odseki procesnega cevovoda v enoti za razžveplanje, notranja obloga dveh atmosferskih skladiščnih rezervoarjev in strukturne podpore za cevne regale v rezervoarju.
Proizvodnja, pregled in nujno ponovno naročilo
Proizvodnja je potekala po 20-dnevnem urniku od potrditve naročila. Vsaka serija je pred odpremo prestala naš-hišni pregled kakovosti. Preverili smo adhezijo prevleke s testiranjem navzkrižne lopute, dimenzijsko natančnost s toleranco debeline ±0,05 mm in toleranco širine ±2 mm ter konsistenco materiala s spektrometrsko verifikacijo vsakega segrevanja. Certifikati o preskusu mlina so bili izdani po EN 10204 3.1 za vsako tuljavo.
Celotna prva pošiljka je bila naložena pet dni pred pogodbenim datumom dostave. Uredili smo pomorski prevoz po ustaljeni bližnjevzhodni poti s tranzitnim časom približno 18 do 22 dni do pristanišča Umm Qasr, ki mu je sledil notranji prevoz do Basre. Embalaža je vključevala VCI, hlapni zaviralec korozije, preplet papirja med tuljavami, zaščito robov in vodoodporen zunanji ovoj za zaščito pred vlago in slanim zrakom med več-tedensko plovbo.
Osem mesecev neprekinjenega delovanja v Basri
Dobavljene tuljave so zdaj neprekinjeno v uporabi več kot osem mesecev v enotah Basra. Nadaljnji-inšpekcijski pregledi, ki jih je izvedla skupina za integriteto EPC z uporabo ultrazvočnega merjenja debeline in vizualne ocene površine, so zabeležili povprečno tanjšanje sten pod 0,1 mm na vseh nadzorovanih odsekih. Jamičasta luknjica je bila prisotna, vendar izrazito manj gosta in plitkejša kot v odsekih iz ogljikovega jekla, nameščenih med prvo ekspanzijsko fazo. Na nobeni površini, prevlečeni s PVDF-, niso opazili razslojevanja ali mehurčkov.
Ti rezultati so neposredno prevedeni v operativne rezultate. Rafinerija v obdobju poročanja ni zabeležila nobenih nenačrtovanih zaustavitev-povezanih s korozijo v enotah, ki uporabljajo naše tuljave, v primerjavi s povprečno eno zaustavitvijo vsakih 90 dni v odsekih za ogljikovo jeklo. Intervali vzdrževanja so bili podaljšani, skupina za celovitost sredstev projekta pa je popravila napoved zamenjave navzdol. Rafinerija še naprej napreduje proti začrtani ciljni zmogljivosti z nižjimi pričakovanimi dolgoročnimi-operativnimi stroški.
Spremljanje poteka. Četrtletne podatke o debelini prejemamo s spletnega mesta, naša tehnična ekipa pa pregleda rezultate, da izboljša priporočila za premaze za prihodnje faze. Noben material večno ne deluje popolno in raje sledimo dejanskim krivuljam razgradnje, kot da se zanašamo samo na laboratorijske projekcije.
Pogosto zastavljena vprašanja
Kateri razred jekla se priporoča za cevovode rafinerije, ki so izpostavljeni H₂S?
Za atmosferska in rahlo kisla okolja rafinerije,vremenskim vplivom jeklakot je ASTM A588 z ustreznim sistemom pocinkane in PVDF prevleke nudijo močno ravnovesje odpornosti proti koroziji, varljivosti in stroškov. Za močno kislo delovanje z visokim parcialnim tlakom H₂S bodo morda potrebna ogljikova jekla s skladnostjo NACE MR0175 / ISO 15156 ali korozijsko-odporne zlitine. Prava izbira je odvisna od specifičnega testa surovin, delovne temperature in koncentracije H₂S.
Ali je mogoče zvitke jekla, ki je izpostavljen vremenskim vplivom, variti brez pred-ogrevanja?
Da, ko je ogljikov ekvivalent nadzorovan pod približno 0,45 odstotka. Tuljave, dobavljene za projekt Basra, so vzdrževale CEV pod 0,45 odstotka, kar je omogočalo ročno obločno varjenje s kovinskim oblokom in GMAW varjenje brez pred-ogrevanja za debeline profilov do 12 mm. Za debelejše odseke ali zelo omejene spoje lahko specifikacija varilnega postopka še vedno zahteva nizko{6}}predgretje-.
Kateri premazni sistem je na Bližnjem vzhodu odporen proti UV razgradnji in eroziji peska?
Pokrivni premaz PVDF na epoksidnem temeljnem premazu na vroče-pocinkani podlagi je ena najtrajnejših kombinacij za izpostavljenost Bližnjega vzhoda na prostem. PVDF ponuja odlično UV stabilnost in odpornost na kredo, epoksi primer zagotavlja kemično odpornost, cinkova plast pa zagotavlja katodno zaščito. Za območja z močnim odrgnjenjem peska lahko debelejši PVDF filmi nad 20 μm ali dodatni poliuretanski vmesni premazi podaljšajo življenjsko dobo.
Kakšna je pričakovana življenjska dobaproti{0}}korozijska jeklena tuljavav rafineriji?
Življenjska doba je odvisna od delovnih pogojev, sistema premazov in vzdrževalnih praks. Pri uporabi v Basri so tuljave delovale več kot osem mesecev z manj kot 0,1 mm tanjšanjem sten in brez poškodb prevleke. Na podlagi pospešenih testnih podatkov in primerljivih referenc na Bližnjem vzhodu lahko pravilno specificiran in vzdrževan sistem običajno zagotavlja 8 do 12 let delovanja pred večjo obnovo prevleke, kar je približno 2- do 3-kratna življenjska doba neprevlečenega ogljikovega jekla v enakem okolju.
Ste pripravljeni na svoj projekt rafinerije?
Če se vaša rafinerija ali projekt ogljikovodikov na Bližnjem vzhodu sooča s podobnimi izzivi, visoko vročino, pihanjem peska, H₂S in kislo korozijo, vam lahko pomagamo. Podjetje Shandong Pinjie New Materials pripravi načrte dobave proti-korozijskih jeklenih tuljav po meri na podlagi surove analize vašega mesta, podnebnih podatkov in zahtev glede izdelave. Zahtevajte list s specifikacijami ali prosite za ponudbo in naša tehnična ekipa bo odgovorila v dveh delovnih dneh.
