Zašto je standardni ugljični čelik propao u okruženju rafinerije u Basri
Širenje rafinerije u Basri u južnom Iraku dio je šireg nacionalnog napora za podizanje ukupnog kapaciteta prerade na 1,3 do 1,65 miliona barela dnevno i smanjenje uvoza skupog goriva. Izgradnja je napredovala u fazama, a skoro svaka faza je naišla na isti problem. Lokalno okruženje kažnjava običan ugljični čelik.
Basra se nalazi na sjevernom kraju Perzijskog zaljeva. Dnevne temperature redovno prelaze 45 stepeni od juna do avgusta. Pješčane oluje nose abrazivne čestice koje peru izložene metalne površine. Sirova sirovina koja se ovdje prerađuje je sa visokim sadržajem-sumpora, a jedinice za rafinaciju oslobađaju vodonik sulfid (H₂S) zajedno sa kiselim plinovima kao što su SO₂ i CO₂. Vlaga s obale Zaljeva dodaje sloj elektrolita koji ubrzava elektrohemijsku koroziju.
Tokom prve faze proširenja, standardni A36 ugljični čelik je korišten u procesnim cjevovodima, unutrašnjosti spremnika i strukturalnim nosačima. Rezultati su bili predvidljivi, ali skupi. Pitting se pojavio u roku od nekoliko mjeseci. Gubitak debljine zida premašio je prihvatljivi prag projekta tokom rutinskih ultrazvučnih inspekcija. Neplanirana gašenja radi zamjene dionica postala su kvartalni događaj, a svako zaustavljanje značilo je gubitak proizvodnje plus hitne nabavke po premium cijenama.
Projektni tim, zajedničko ulaganje između iračkog državnog operatera rafinerije i međunarodnog EPC izvođača, započeo je potragu za dobavljačem zavojnica s dokazanim iskustvom u sličnim bliskoistočnim ugljikovodičnim okruženjima. Njihovi zahtjevi su bili specifični. Čelik je bio potreban da se odupre H₂S-induciranom sulfidnom naprezanju i kiseloj koroziji. Morao je tolerirati dnevne temperaturne promjene od 30 stepeni ili više bez raslojavanja premaza. Lokalnim ekipama je bila potrebna dobra zavarljivost, idealno bez pred-zagrijavanja, jer su-operacije predgrijavanja na licu mjesta na 45 stepeni bile spore i izazvale zabrinutost za sigurnost. Isporuka je morala biti usklađena s glavnim rasporedom EPC-a, a sav materijal je morao zadovoljiti standarde pakovanja u pomorskom transportu za dolazak kroz luku Basra.
Prilagođene čelične spirale za otpornost na atmosferske uticaje napravljene za naftu i klimu u Basri
Shandong Pinjie Novi materijaliproizvodi i izvozičelični namotajiviše od jedne decenije, sa rastućom referentnom listom u projektima nafte i gasa na Bliskom istoku. Kada je stigao upit iz Basre, nismo citirali standardnu katalošku stavku. Prvo smo tražili sirove podatke o ispitivanju lokacije i klimatske zapise, a zatim smo se vratili na specifikaciju materijala.
Zavojnica koju smo predložili je ačelik otporan na atmosferske uticaje,{0}}korozijubaziran na ASTM A588 hemiji stepena B, uparen sa avruće{0}}pocinčanopodloge i troslojnog-sistema premaza. Osnovna hemija uključuje kontrolisane dodatke hroma od 0,40 do 0,70 procenata, nikla od 0,20 do 0,50 procenata i bakra od 0,25 do 0,55 procenata. Ovi elementi pospješuju stvaranje gustog, prianjajućeg sloja patine na površini čelika kada su izloženi naizmjeničnim mokrim i suhim ciklusima. Ta patina djeluje kao barijera koja usporava daljnju oksidaciju. Ugljični čelik, nasuprot tome, stvara poroznu rđu koja se ljušti i izlaže svježi metal sljedećem ciklusu korozije.
Na podlogu smo nanijeli troslojni sistem premaza. Prvi sloj je tretman bez hroma-pasivacije koji poboljšava prianjanje između cinka i organskog premaza. Drugi je epoksidni prajmer sa otprilike 5 do 8 μm debljine suvog filma, izabran zbog njegove hemijske otpornosti na H₂S i kisele kondenzate. Završni premaz je PVDF, poliviniliden fluorid, završni sloj na 18 do 22 μm DFT, odabran zbog svoje UV stabilnosti na jakoj sunčevoj svjetlosti i otpornosti na kredu i eroziju od vjetrom-nanesenog pijeska. Ukupna debljina premaza na gotovom kolutu kreće se od 23 do 30 μm po strani.
Mehanička svojstva su prilagođena strukturalnim i proizvodnim potrebama projekta. Isporučeni kalemovi su zadovoljili minimalnu granicu tečenja od 345 MPa i vlačnu čvrstoću između 490 i 620 MPa, sa istezanjem pri prekidu od 22 posto ili više. Ekvivalent ugljika, CEV, držao se ispod 0,45 posto, što je omogućilo timovima za zavarivanje na gradilištu da izvedu ručno zavarivanje metala sa lukom i GMAW bez pred-zagrijavanja za debljine do 12 mm. To je bio značajan porast efikasnosti{10} na web lokaciji. Isporučene debljine kotura kretale su se od 1,5 mm za primjenu obloge rezervoara do 6,0 mm za strukturne potporne dijelove.
Prije isporuke izvršili smo ubrzane laboratorijske testove koji repliciraju uslove u Basri. Ispitivanje slanog spreja pratilo je ASTM B117 tokom 1000 sati, uz dodatno cikličko testiranje korozije koje kombinuje vlažnost, slanu maglu i suvu{4}}kruženje toplote na 50 stepeni. Theotporni čelični kolutipokazao je prosječnu stopu korozije približno 70 posto nižu od konvencionalnog A36 ugljičnog čelika, a gustina udubljenja nakon 20 CCT ciklusa smanjena je za više od pola. Sistem premaza prošao je ASTM D3359 cross{5}} testiranje adhezije na 5B bez ljuštenja i nije pokazao raslojavanje nakon 500 sati izlaganja UV kondenzaciji prema ASTM D4587.
Zavojnice su instalirane u tri područja primjene. Sekcije procesnih cevovoda u jedinici za odsumporavanje, unutrašnja obloga dva atmosferska rezervoara za skladištenje i konstruktivni nosači za cevovode u rezervoaru.
Proizvodnja, pregled i hitna narudžba
Proizvodnja je tekla po 20-dnevnom rasporedu od potvrde narudžbe. Svaka serija je prošla kroz našu-kućnu inspekciju kvaliteta prije slanja. Provjerili smo adheziju premaza ispitivanjem unakrsnog šrafura, tačnost dimenzija sa tolerancijom debljine od ±0,05 mm i tolerancijom širine od ±2 mm, te konzistentnost materijala kroz spektrometarsku verifikaciju svake topline. Certifikati za mlinsko ispitivanje su izdani po EN 10204 3.1 za svaki namotaj.
Kompletna prva pošiljka utovarena je pet dana prije ugovorenog datuma isporuke. Organizirali smo pomorski transport na uspostavljenoj bliskoistočnoj ruti, s vremenom tranzita od otprilike 18 do 22 dana do luke Umm Qasr, nakon čega slijedi unutrašnji transport do Basre. Pakovanje je uključivalo VCI, isparljivi inhibitor korozije, preplitanje papira između namotaja, štitnike ivica i vodootporni vanjski omot za zaštitu od vlage i slanog zraka tokom više{4}}nedjeljnog putovanja.
Osam mjeseci neprekidnog rada u Basri
Isporučeni kalemovi su sada u neprekidnoj upotrebi više od osam mjeseci u jedinicama u Basri. Nastavne{1}}inspekcije, koje je proveo tim za integritet EPC-a koristeći ultrazvučno mjerenje debljine i vizuelnu procjenu površine, zabilježile su prosječno stanjivanje zidova ispod 0,1 mm na svim nadgledanim dijelovima. Udubljenje je bilo prisutno, ali znatno manje gusto i pliće nego u profilima od ugljičnog čelika ugrađenih u prvoj fazi širenja. Ni na jednoj površini premazanoj PVDF- nije uočeno raslojavanje ili stvaranje mjehura.
Ovi rezultati su se direktno pretočili u operativne rezultate. Rafinerija je tokom izvještajnog perioda zabilježila nultu koroziju-u vezi sa neplaniranim gašenjem u jedinicama koje koriste naše kalemove, u poređenju sa prosjekom od jednog gašenja svakih 90 dana u dijelovima od ugljičnog čelika. Intervali održavanja su produženi, a projektni tim za integritet imovine revidirao je svoje predviđanje zamjene naniže. Rafinerija nastavlja da napreduje prema svom ciljnom kapacitetu na pločici sa nazivima uz niže očekivane dugoročne-operativne troškove.
Monitoring je u toku. Primamo tromjesečne podatke o debljini sa lokacije, a naš tehnički tim pregleda rezultate kako bi precizirao preporuke premaza za buduće faze. Nijedan materijal ne radi savršeno zauvek, i radije pratimo stvarne krivulje degradacije, a ne da se oslanjamo samo na laboratorijske projekcije.
Često postavljana pitanja
Koji se čelik preporučuje za cjevovode rafinerije izložene H₂S?
Za atmosferske i blago kisele rafinerijske sredine,otporni čelicikao što je ASTM A588 sa odgovarajućim pocinkovanim i PVDF sistemom premaza nude jak balans otpornosti na koroziju, zavarljivosti i cene. Za teške kisele radove s visokim parcijalnim tlakom H₂S, mogu biti potrebni ugljični čelici s usklađenošću sa NACE MR0175 / ISO 15156 ili legure otporne na koroziju{4}}. Pravi izbor zavisi od specifične sirove analize, radne temperature i koncentracije H₂S.
Može li se zavarivati čelični kotur koji je otporan na vremenske utjecaje bez prethodnog{0}}zagrijavanja?
Da, kada se ugljični ekvivalent kontrolira ispod približno 0,45 posto. Namotaji koji su isporučeni za projekat Basra održavali su CEV ispod 0,45 posto, omogućavajući ručno zavarivanje metala lukom i GMAW bez prethodnog{3}}zagrijavanja za debljine presjeka do 12 mm. Za deblje presjeke ili jako ograničene spojeve, prema specifikaciji postupka zavarivanja može biti potrebno nisko{6}}predgrijavanje{7}} na niskoj temperaturi.
Koji sistem premaza je otporan i na UV degradaciju i na eroziju pijeska na Bliskom istoku?
PVDF završni premaz preko epoksidnog prajmera na toplo-pocinkovanoj podlozi jedna je od najtrajnijih kombinacija za izlaganje na otvorenom na Bliskom istoku. PVDF nudi odličnu UV stabilnost i otpornost na kredu, epoksidni prajmer pruža hemijsku otpornost, a sloj cinka pruža katodnu zaštitu. Za područja sa jakom abrazijom pijeska, deblji PVDF filmovi iznad 20 μm ili dodatni poliuretanski međuslojevi mogu produžiti vijek trajanja.
Koliki je očekivani vijek trajanjaantikorozivni čelični koturu rafineriji?
Vijek trajanja ovisi o radnim uvjetima, sistemu premaza i praksi održavanja. U aplikaciji Basra, kalemovi su radili više od osam mjeseci sa manje od 0,1 mm stanji zida i bez oštećenja premaza. Na osnovu podataka o ubrzanom testiranju i uporedivih referenci na Bliskom istoku, pravilno specificiran i održavan sistem obično može isporučiti 8 do 12 godina rada prije velike obnove premaza, što je otprilike 2 do 3 puta više od životnog vijeka neobloženog ugljičnog čelika u istom okruženju.
Spremni za vaš projekat rafinerije?
Ako se vaša rafinerija ili projekt ugljikovodika na Bliskom istoku suočava sa sličnim izazovima, visokim temperaturama, puhanjem pijeska, H₂S i kiselom korozijom, možemo pomoći. Shandong Pinjie New Materials priprema prilagođene planove snabdijevanja čeličnim zavojnicama protiv korozije na osnovu sirovog testa, klimatskih podataka i zahtjeva za proizvodnju na vašoj lokaciji. Zatražite list sa specifikacijama ili zatražite ponudu, a naš tehnički tim će odgovoriti u roku od dva radna dana.
