מדוע פלדת פחמן סטנדרטית נכשלה בסביבת בתי הזיקוק של בצרה
הרחבת בית הזיקוק בצרה בדרום עיראק היא חלק מדחיפה לאומית רחבה יותר להעלאת יכולת הזיקוק הכוללת לכיוון 1.3 עד 1.65 מיליון חביות ליום ולהפחתת יבוא דלק יקר. הבנייה התקדמה בשלבים, וכמעט כל שלב נתקל באותה בעיה. הסביבה המקומית מענישה פלדת פחמן רגילה.
בצרה יושבת בקצה הצפוני של המפרץ הפרסי. טמפרטורות היום חוצות באופן קבוע 45 מעלות בין יוני לאוגוסט. סופות חול נושאות חלקיקים שוחקים הגורפים משטחי מתכת חשופים. הנפט הגולמי המעובד כאן הוא גפרית גבוהה-, ויחידות הזיקוק משחררות מימן גופרתי (H₂S) לצד גזים חומציים כמו SO₂ ו-CO₂. לחות מחופי המפרץ מוסיפה שכבת אלקטרוליטים המזרזת קורוזיה אלקטרוכימית.
במהלך שלב ההרחבה הראשון, נעשה שימוש בפלדת פחמן סטנדרטית A36 בצנרת תהליך, פנים מיכל אחסון ותומכים מבניים. התוצאות היו צפויות אך יקרות. פיטינג הופיע תוך חודשים. אובדן עובי הקיר עלה על הסף המקובל של הפרויקט במהלך בדיקות אולטרסאונד שגרתיות. השבתות לא מתוכננות להחלפת מקטעים הפכו לאירוע רבעוני, וכל עצירה פירושה איבוד ייצור בתוספת רכש חירום במחירי פרימיום.
צוות הפרויקט, מיזם משותף בין מפעיל בית הזיקוק העיראקי וקבלן EPC בינלאומי, החל בחיפוש אחר ספק סלילים עם ניסיון מוכח בסביבות פחמימנים דומות במזרח התיכון. הדרישות שלהם היו ספציפיות. הפלדה הדרושה לעמידה בפני H₂S-גרמה פיצוח מתח גופרתי וקורוזיה חומצית. הוא נאלץ לסבול תנודות טמפרטורה יומיות של 30 מעלות או יותר ללא דה-למינציה של הציפוי. הצוותים המקומיים היו זקוקים ליכולת ריתוך טובה, באופן אידיאלי ללא חימום מוקדם-, מכיוון שפעולות החימום המוקדם באתר בחום של 45 מעלות היו איטיות והעלו חששות בטיחותיים. המשלוח היה צריך להתאים ללוח הזמנים הראשי של ה-EPC, וכל החומר היה צריך לעמוד בתקני אריזת הובלה ימית להגעה דרך נמל בצרה.
סלילי פלדה מזג אוויר מותאמים אישית שנבנו עבור הגולמי והאקלים של בצרה
שאנדונג פינג'י חומרים חדשיםייצר וייצאסלילי פלדהבמשך למעלה מעשור, עם רשימת התייחסות הולכת וגדלה בפרויקטי נפט וגז במזרח התיכון. כשנכנסה פניית בצרה, לא ציטטנו פריט קטלוגי סטנדרטי. ביקשנו תחילה את נתוני המבחנים הגולמיים של האתר ואת רשומות האקלים, ואז עבדנו אחורה למפרט החומר.
הסליל שהצענו הוא אפלדה עמידה בפני בליה, קורוזיה אטמוספרית-מבוסס על כימיה ASTM A588 דרגה B, בשילוב עם אמגולוון חם-מצע ומערכת ציפוי תלת-שכבתית. הכימיה הבסיסית כוללת תוספות מבוקרות של כרום ב-0.40 עד 0.70 אחוז, ניקל ב-0.20 עד 0.50 אחוז ונחושת ב-0.25 עד 0.55 אחוז. אלמנטים אלה מקדמים היווצרות של שכבת פטינה צפופה ודביקה על פני הפלדה כאשר הם נחשפים למחזורי רטוב ויבש מתחלפים. הפטינה הזו פועלת כמחסום שמאט חמצון נוסף. פלדת פחמן, לעומת זאת, יוצרת חלודה נקבובית שמתקלפת וחושפת מתכת טרייה למחזור הקורוזיה הבא.
על גבי המצע התחלנו מערכת ציפוי תלת-שכבתית. השכבה הראשונה היא טיפול פסיבי-ללא כרומט המשפר את ההדבקה בין האבץ לציפוי האורגני. השני הוא פריימר אפוקסי בעובי של כ-5 עד 8 מיקרומטר יבש, שנבחר בשל עמידותו הכימית בפני H₂S ועיבוי חומצי. השכבה העליונה היא PVDF, פוליווינילידן פלואוריד, בגימור של 18 עד 22 מיקרומטר DFT, שנבחר בשל יציבות ה-UV שלו באור שמש חזק ועמידותו בפני גירוד ושחיקה מחול נושב ברוח-. עובי הציפוי הכולל על הסליל המוגמר נע בין 23 ל-30 מיקרומטר לכל צד.
מאפיינים מכניים הותאמו לצרכי המבנים והייצור של הפרויקט. הסלילים שסופקו עמדו בחוזק תפוקה מינימלי של 345 MPa וחוזק מתיחה בין 490 ל-620 MPa, עם התארכות בשבירה של 22 אחוזים ומעלה. שווה ערך פחמן, CEV, הוחזק מתחת ל-0.45 אחוז, מה שאפשר לצוותי הריתוך באתר לבצע ריתוך ידני של קשת מתכת ו-GMAW ללא חימום מוקדם- לעוביים של עד 12 מ"מ. זה היה רווח משמעותי{10}}ביעילות באתר. עובי הסליל שסופק נע בין 1.5 מ"מ ליישומי ריפוד טנקים ל-6.0 מ"מ עבור חלקי תמיכה מבניים.
לפני המשלוח הרצנו בדיקות מעבדה מואצות המשכפלות את תנאי בצרה. בדיקות ריסוס מלח עקבו אחר ASTM B117 למשך 1,000 שעות, עם בדיקות קורוזיה מחזוריות נוספות המשלבות לחות, ערפל מלח ומחזורי חום יבשים ב-50 מעלות. הבליה סלילי פלדההראה שיעור קורוזיה ממוצע נמוך בכ-70 אחוזים מפלדת פחמן A36 קונבנציונלית, וצפיפות הבור לאחר 20 מחזורי CCT הופחתה ביותר ממחצית. מערכת הציפוי עברה ASTM D3359 בדיקת הידבקות צולבת-ב-5B ללא התקלפות, ולא הראתה דה למינציה לאחר 500 שעות של חשיפה לעיבוי UV לפי ASTM D4587.
הסלילים הותקנו על פני שלושה אזורי יישום. חלקי צנרת מעבדים ביחידת הסרת הגופרית, ריפוד פנימי של שני מיכלי אגירה אטמוספריים ותמיכות מבניות למדפי צינורות בחוות המכלים.
ייצור, בדיקה והזמנה דחופה
הייצור התנהל לפי לוח זמנים של 20-ימים מאישור ההזמנה. כל אצווה עברה את-בדיקת האיכות הביתית שלנו לפני המשלוח. בדקנו את הידבקות הציפוי באמצעות בדיקות צולבות, דיוק ממדי עם סובלנות עובי של ±0.05 מ"מ וסובלנות רוחב של ±2 מ"מ, ועקביות החומר באמצעות אימות ספקטרומטר של כל חום. אישורי בדיקת מיל הונפקו לפי EN 10204 3.1 עבור כל סליל.
המשלוח הראשון המלא נטען חמישה ימים לפני מועד המסירה החוזי. ארגנו הובלה ימית במסלול מבוסס מזרח תיכון, עם זמן מעבר של כ-18 עד 22 ימים לנמל אום קאסר, ולאחר מכן הובלה יבשתית לבצרה. האריזה כללה VCI, מעכב קורוזיה נדיף, שזירת נייר בין סלילים, מגיני קצה ועטיפת חיצונית עמידה למים כדי להגן מפני לחות ואוויר מלח במהלך ההפלגה הרב-שבועית.
שמונה חודשים של פעילות רציפה בבצרה
הסלילים שסופקו נמצאים כעת בשירות רצוף למעלה משמונה חודשים ביחידות בצרה. בדיקות המשך-, שבוצעו על ידי צוות תקינות ה-EPC תוך שימוש מדידת עובי אולטרסאונד והערכת משטח חזותי, תיעדו דילול קירות ממוצע מתחת ל-0.1 מ"מ בכל הקטעים המנוטרים. בור היה קיים אך פחות צפוף ורדוד במידה ניכרת מאשר בחלקי פלדת הפחמן שהותקנו בשלב ההרחבה הראשון. לא נצפתה דלמינציה של ציפוי או שלפוחיות בכל משטח מצופה PVDF-.
תוצאות אלו תורגמו ישירות לתוצאות תפעוליות. בית הזיקוק רשם אפס קורוזיה- הקשורות לכיבוי בלתי מתוכנן ביחידות המשתמשות בסלילים שלנו במהלך תקופת הדיווח, בהשוואה לממוצע של כיבוי אחד כל 90 יום במקטעי פלדת הפחמן. מרווחי התחזוקה הוארכו, וצוות שלמות הנכסים של הפרויקט תיקן את תחזית ההחלפה שלו כלפי מטה. בית הזיקוק ממשיך להתקדם לעבר יעד קיבולת לוחית השם שלו עם עלויות תפעול צפויות נמוכות יותר-לטווח ארוך.
המעקב נמשך. אנו מקבלים נתוני עובי רבעוני מהאתר, והצוות הטכני שלנו סוקר את התוצאות כדי לחדד את המלצות הציפוי לשלבים עתידיים. אף חומר לא מתפקד בצורה מושלמת לנצח, ואנו מעדיפים לעקוב אחר עקומות השפלה אמיתיות במקום להסתמך על תחזיות מעבדה בלבד.
שאלות נפוצות
איזו דרגת פלדה מומלצת עבור צנרת בית זיקוק החשופה ל-H₂S?
עבור סביבות בית זיקוק אטמוספריות וחומציות קלות,פלדות בליהכגון ASTM A588 עם מערכת ציפוי מגולוונת ו-PVDF מתאימה מציעים איזון חזק בין עמידות בפני קורוזיה, יכולת ריתוך ועלות. עבור שירות חמוץ חמור עם לחץ חלקי גבוה של H₂S, ייתכן שתידרש פלדות פחמן עם תאימות ל-NACE MR0175 / ISO 15156 או סגסוגות עמידות בפני קורוזיה-. הבחירה הנכונה תלויה במבחן הגולמי הספציפי, בטמפרטורת ההפעלה ובריכוז H₂S.
האם ניתן לרתך סלילי פלדה בלייה ללא חימום- מראש?
כן, כאשר שווי הפחמן נשלט מתחת לכ-0.45 אחוז. הסלילים שסופקו לפרויקט Basra שמרו על CEV מתחת ל-0.45 אחוז, מה שאיפשר ריתוך ידני של קשת מתכת ו-GMAW ללא חימום מוקדם- לעובי חתך של עד 12 מ"מ. עבור קטעים עבים יותר או חיבורים מאופקים מאוד, ייתכן שעדיין נדרש חימום מוקדם-בטמפרטורה- נמוכה לפי מפרט הליך הריתוך.
איזו מערכת ציפוי מתנגדת גם לשפלת UV וגם לשחיקת חול במזרח התיכון?
ציפוי עליון PVDF מעל פריימר אפוקסי על מצע מגולוון-חם הוא אחד השילובים העמידים ביותר לחשיפה חיצונית במזרח התיכון. PVDF מציע יציבות UV מעולה ועמידות לגיר, פריימר אפוקסי מספק עמידות כימית, ושכבת האבץ מספקת הגנה קתודית. עבור אזורים עם שחיקה חמורה בחול, סרטי PVDF עבים יותר מעל 20 מיקרומטר או שכבות ביניים נוספות מפוליאוריתן יכולים להאריך את חיי השירות.
מהו חיי השירות הצפוי שלסליל פלדה נגד-קורוזיהבבית זיקוק?
חיי השירות תלויים בתנאי ההפעלה, מערכת הציפוי ונוהלי התחזוקה. ביישום בסרה הסלילים ביצעו למעלה משמונה חודשים עם דילול דופן של פחות מ-0.1 מ"מ וללא כשל בציפוי. בהתבסס על נתוני בדיקה מואצים והתייחסויות דומות למזרח התיכון, מערכת שצוינה ומתוחזקת כהלכה יכולה לספק בדרך כלל 8 עד 12 שנות שירות לפני שיפוץ ציפוי גדול, בערך פי 2 עד 3 מחיי השירות של פלדת פחמן לא מצופה באותה סביבה.
מוכן לפרויקט בתי הזיקוק שלך?
אם בית הזיקוק או פרויקט הפחמימנים שלכם במזרח התיכון מתמודדים עם אתגרים דומים, חום גבוה, חול נושבת, H₂S וקורוזיה חומצית, אנחנו יכולים לעזור. Shandong Pinjie New Materials מכינה תוכניות אספקת סלילי פלדה נגד קורוזיה- מותאמות אישית על סמך המבחן הגולמי של האתר שלך, נתוני האקלים ודרישות הייצור. בקש דף מפרט או בקש הצעת מחיר, והצוות הטכני שלנו יענה תוך שני ימי עסקים.
