Proč standardní uhlíková ocel selhala v prostředí rafinerie Basra
Expanze rafinerie Basra v jižním Iráku je součástí širšího národního tlaku na zvýšení celkové rafinérské kapacity na 1,3 až 1,65 milionu barelů denně a snížení nákladných dovozů pohonných hmot. Stavba postupovala ve fázích kupředu a téměř každá fáze narazila na stejný problém. Místní prostředí trestá obyčejnou uhlíkovou ocel.
Basra leží na severním konci Perského zálivu. Denní teploty pravidelně překračují 45 stupňů od června do srpna. Písečné bouře nesou abrazivní částice, které drhnou odkryté kovové povrchy. Surovina zpracovaná zde má vysoký-sírový podíl a rafinační jednotky uvolňují sirovodík (H2S) spolu s kyselými plyny, jako je SO2 a CO2. Vlhkost z pobřeží Mexického zálivu přidává vrstvu elektrolytu, která urychluje elektrochemickou korozi.
Během první expanzní fáze byla použita standardní uhlíková ocel A36 v procesním potrubí, vnitřních částech skladovacích nádrží a konstrukčních podpěrách. Výsledky byly předvídatelné, ale drahé. Pitting se objevil během měsíců. Ztráta tloušťky stěny během rutinních ultrazvukových kontrol překročila přijatelný práh projektu. Neplánované odstávky kvůli výměně sekcí se staly čtvrtletní událostí a každá zastávka znamenala ztrátu výroby a nouzové pořízení za vyšší ceny.
Projektový tým, společný podnik mezi provozovatelem irácké státní rafinerie a mezinárodním dodavatelem EPC, začal hledat dodavatele cívek s prokázanými zkušenostmi v podobném prostředí blízkovýchodních uhlovodíků. Jejich požadavky byly specifické. Ocel potřebovala odolat H2S-indukovanému sulfidovému praskání napětím a kyselé korozi. Musel tolerovat denní teplotní výkyvy o 30 stupňů nebo více bez delaminace povlaku. Místní týmy potřebovaly dobrou svařitelnost, ideálně bez předehřevu, protože-ohřev na místě ve 45stupňovém vedru byl pomalý a vyvolával obavy o bezpečnost. Dodávka musela být v souladu s hlavním harmonogramem EPC a veškerý materiál musel splňovat standardy balení pro námořní přepravu pro příjezd přes přístav Basra.
Přizpůsobené ocelové cívky odolné proti povětrnostním vlivům vyrobené pro surovou ropu a klima Basra
Nové materiály Shandong Pinjievyrobila a vyvezlaocelové cívkyjiž více než deset let, s rostoucím referenčním seznamem v projektech ropy a zemního plynu na Blízkém východě. Když přišla poptávka Basra, necitovali jsme standardní položku katalogu. Nejprve jsme se zeptali na hrubá data z testu a klimatické záznamy, pak jsme se vrátili ke specifikaci materiálu.
Cívka, kterou jsme navrhli, je aocel odolná proti povětrnostním vlivům-a atmosférické korozizaložené na chemii ASTM A588 Grade B, spárované s ažárově-pozinkovánosubstrát a třívrstvý{0}}nátěrový systém. Základní chemie zahrnuje kontrolované přidávání chrómu v množství 0,40 až 0,70 procenta, niklu v množství 0,20 až 0,50 procenta a mědi v množství 0,25 až 0,55 procenta. Tyto prvky podporují tvorbu husté, přilnavé vrstvy patiny na povrchu oceli, když jsou vystaveny střídavým mokrým a suchým cyklům. Tato patina působí jako bariéra, která zpomaluje další oxidaci. Uhlíková ocel naproti tomu vytváří porézní rez, která se odlupuje a vystavuje čerstvý kov dalšímu koroznímu cyklu.
Na povrch substrátu jsme nanesli tří{0}}vrstvý nátěrový systém. První vrstva je bezchromátová-pasivace, která zlepšuje přilnavost mezi zinkem a organickým povlakem. Druhým je epoxidový základní nátěr o tloušťce suchého filmu přibližně 5 až 8 μm, zvolený pro svou chemickou odolnost vůči H2S a kyselým kondenzátům. Vrchní nátěr je PVDF, polyvinylidenfluorid, s tloušťkou 18 až 22 μm DFT, vybraný pro svou UV stabilitu při silném slunečním záření a odolnost vůči křídování a erozi větrem-navátým pískem. Celková tloušťka povlaku na hotovém svitku se pohybuje od 23 do 30 μm na stranu.
Mechanické vlastnosti byly vyladěny podle konstrukčních a výrobních potřeb projektu. Dodávané svitky dosahovaly minimální meze kluzu 345 MPa a pevnosti v tahu mezi 490 a 620 MPa, s prodloužením při přetržení 22 procent nebo vyšším. Uhlíkový ekvivalent, CEV, se držel pod 0,45 procenta, což umožnilo týmům pro svařování na místě provádět ruční obloukové svařování kovů a svařování metodou GMAW bez předehřívání pro tloušťky až 12 mm. Bylo to smysluplné zvýšení efektivity webu{10}. Dodávané tloušťky svitků se pohybovaly od 1,5 mm pro aplikace obložení nádrží do 6,0 mm pro konstrukční nosné části.
Před odesláním jsme provedli zrychlené laboratorní testy kopírující podmínky Basry. Testování v solné mlze následovalo po dobu 1 000 hodin podle normy ASTM B117 s dalším cyklickým testováním koroze kombinujícím vlhkost, solnou mlhu a cyklování suchého-tepla při 50 stupních. Thezvětrávání ocelových svitkůvykazovaly průměrnou rychlost koroze přibližně o 70 procent nižší než konvenční uhlíková ocel A36 a hustota důlkové koroze po 20 cyklech CCT byla snížena o více než polovinu. Nátěrový systém prošel testem adheze podle ASTM D3359 cross{5}}šrafováním při 5B bez odlupování a nevykazoval žádnou delaminaci po 500 hodinách vystavení UV kondenzaci podle ASTM D4587.
Cívky byly instalovány ve třech aplikačních oblastech. Zpracovat úseky potrubí v odsiřovací jednotce, vnitřní obložení dvou atmosférických zásobníků a konstrukční podpěry pro potrubní regály v nádržovém hospodářství.
Výroba, kontrola a urgentní doobjednávání
Výroba běžela podle 20-denního plánu od potvrzení objednávky. Každá šarže před odesláním prošla naší-kontrolou kvality. Zkontrolovali jsme přilnavost povlaku pomocí křížového testování, rozměrovou přesnost s tolerancí tloušťky ±0,05 mm a tolerancí šířky ±2 mm a konzistenci materiálu ověřením každého tepla spektrometrem. Certifikáty o zkoušce frézy byly vydány podle EN 10204 3.1 pro každou cívku.
Celá první zásilka byla naložena pět dní před smluvním datem dodání. Zajistili jsme námořní přepravu na zavedené trase na Blízký východ s dobou přepravy přibližně 18 až 22 dní do přístavu Umm Qasr, po níž následovala vnitrozemská přeprava do Basry. Balení obsahovalo VCI, těkavý inhibitor koroze, prokládání papíru mezi cívkami, chrániče hran a voděodolný vnější obal, který chrání před vlhkostí a slaným vzduchem během několika-týdenní cesty.
Osm měsíců nepřetržitého provozu v Basře
Dodané cívky jsou nyní v nepřetržitém provozu více než osm měsíců v jednotkách Basra. Následné kontroly, které provedl tým pro integritu EPC pomocí ultrazvukového tloušťkoměru a vizuálního posouzení povrchu, zaznamenaly průměrné ztenčení stěny pod 0,1 mm ve všech sledovaných úsecích. Důlky byly přítomny, ale byly výrazně méně husté a mělčí než u profilů z uhlíkové oceli instalovaných během první expanzní fáze. Na žádném povrchu potaženém PVDF-} nebyla pozorována žádná delaminace povlaku ani tvorba puchýřů.
Tyto výsledky se přímo promítly do provozních výsledků. Během sledovaného období rafinerie zaznamenala nulové neplánované odstávky v jednotkách využívajících naše cívky související s korozí, ve srovnání s průměrem jednou odstávkou každých 90 dní v sekcích z uhlíkové oceli. Intervaly údržby byly prodlouženy a tým pro integritu majetku projektu revidoval svou prognózu výměny směrem dolů. Rafinérie pokračuje v dosahování svého cíle jmenovité kapacity s nižšími očekávanými dlouhodobými-provozními náklady.
Monitorování probíhá. Z místa dostáváme čtvrtletní údaje o tloušťce a náš technický tým výsledky přezkoumává, aby upřesnil doporučení pro nátěry pro budoucí fáze. Žádný materiál nefunguje dokonale věčně a raději sledujeme skutečné degradační křivky, než abychom se spoléhali pouze na laboratorní projekce.
Často kladené otázky
Jaká kvalita oceli se doporučuje pro potrubí rafinérií vystavené H₂S?
Pro atmosférické a mírně kyselé prostředí rafinérií,povětrnostní ocelijako je ASTM A588 s vhodným galvanizovaným a PVDF nátěrovým systémem nabízí silnou rovnováhu mezi odolností proti korozi, svařitelností a cenou. Pro silně kyselé provozy s vysokým parciálním tlakem H₂S mohou být vyžadovány uhlíkové oceli vyhovující NACE MR0175 / ISO 15156 nebo slitiny odolné proti korozi-. Správná volba závisí na konkrétním surovém testu, provozní teplotě a koncentraci H2S.
Lze svařovat ocelové svitky odolné proti povětrnostním vlivům bez předběžného-ohřevu?
Ano, pokud je uhlíkový ekvivalent regulován pod přibližně 0,45 procenta. Cívky dodávané do projektu Basra si udržely hodnotu CEV pod 0,45 procenta, což umožnilo ruční obloukové svařování kovů a svařování metodou GMAW bez předehřevu pro tloušťky sekce až 12 mm. U silnějších částí nebo vysoce zadržených spojů může specifikace postupu svařování stále vyžadovat nízkoteplotní předehřev-.
Jaký nátěrový systém odolává jak UV degradaci, tak pískové erozi na Blízkém východě?
Vrchní nátěr PVDF na epoxidovém základním nátěru na žárově-pozinkovaném podkladu je jednou z nejodolnějších kombinací pro venkovní vystavení na Středním východě. PVDF nabízí vynikající UV stabilitu a odolnost proti křídě, epoxidový základní nátěr poskytuje chemickou odolnost a zinková vrstva poskytuje katodickou ochranu. Pro oblasti se silným pískovým otěrem mohou životnost prodloužit silnější PVDF fólie nad 20 μm nebo dodatečné polyuretanové mezinátěry.
Jaká je předpokládaná životnostcívka z antikorozní oceliv rafinerii?
Životnost závisí na provozních podmínkách, nátěrovém systému a postupech údržby. V aplikaci Basra cívky fungovaly více než osm měsíců se ztenčením stěny o méně než 0,1 mm a bez porušení povlaku. Na základě údajů z urychlených testů a srovnatelných referencí na Středním východě může správně specifikovaný a udržovaný systém obvykle poskytovat 8 až 12 let provozu před hlavní renovací povlaku, což je zhruba 2 až 3krát delší životnost než uhlíková ocel bez povlaku ve stejném prostředí.
Jste připraveni na svůj projekt rafinérie?
Pokud vaše rafinerie nebo uhlovodíkový projekt na Středním východě čelí podobným problémům, vysokým teplotám, foukání písku, H₂S a kyselé korozi, můžeme vám pomoci. Společnost Shandong Pinjie New Materials připravuje vlastní plány dodávek cívek z antikorozní oceli na základě hrubé analýzy vašeho webu, klimatických údajů a požadavků na výrobu. Vyžádejte si list se specifikacemi nebo požádejte o cenovou nabídku a náš technický tým odpoví do dvou pracovních dnů.
