Per què l'acer al carboni estàndard va fallar a l'entorn de la refineria de Bàssora
L'expansió de la refineria de Basora al sud de l'Iraq forma part d'una empenta nacional més àmplia per augmentar la capacitat total de refinació d'1,3 a 1,65 milions de barrils per dia i reduir les costoses importacions de combustible. La construcció ha avançat per fases i gairebé totes les fases s'han trobat amb el mateix problema. L'entorn local castiga l'acer al carboni normal.
Bàssora es troba a l'extrem nord del golf Pèrsic. Les temperatures diürnes creuen regularment els 45 graus entre juny i agost. Les tempestes de sorra porten partícules abrasives que freguen les superfícies metàl·liques exposades. El cru processat aquí és alt-de sofre, i les unitats de refinament alliberen sulfur d'hidrogen (H₂S) juntament amb gasos àcids com SO₂ i CO₂. La humitat de la costa del Golf afegeix una capa d'electròlits que accelera la corrosió electroquímica.
Durant la primera fase d'expansió, l'acer al carboni estàndard A36 es va utilitzar en canonades de procés, interiors de tancs d'emmagatzematge i suports estructurals. Els resultats eren previsibles però cars. La picada va aparèixer en pocs mesos. La pèrdua de gruix de la paret va superar el llindar acceptable del projecte durant les inspeccions d'ultrasons rutinàries. Les parades no planificades per a la substitució de la secció es van convertir en un esdeveniment trimestral, i cada aturada va suposar una pèrdua de producció més l'adquisició d'emergència a preus superiors.
L'equip del projecte, una empresa conjunta entre l'operador de la refineria estatal iraquiana i un contractista internacional d'EPC, va començar a buscar un proveïdor de bobines amb experiència provada en entorns similars d'hidrocarburs de l'Orient Mitjà. Els seus requisits eren específics. L'acer necessari per resistir H₂S-esquerdament per tensió de sulfur i corrosió àcida. Havia de tolerar oscil·lacions diàries de temperatura de 30 graus o més sense delaminació del recobriment. Els equips locals necessitaven una bona soldabilitat, idealment sense pre-escalfament, perquè-les operacions de preescalfament al lloc amb una calor de 45 graus eren lentes i plantejaven problemes de seguretat. El lliurament s'havia d'alinear amb el calendari mestre de l'EPC i tot el material havia de complir els estàndards d'embalatge de transport marítim per a l'arribada pel port de Bàssora.
Bobines d'acer personalitzades per a la meteorització construïdes per al cru i el clima de Basora
Nous materials Shandong Pinjieha produït i exportatbobines d'acerdurant més d'una dècada, amb una llista de referència creixent en projectes de petroli i gas a l'Orient Mitjà. Quan va arribar la consulta de Basora, no vam citar cap article estàndard del catàleg. Vam demanar primer les dades d'assaig brut del lloc i els registres climàtics, després vam treballar enrere a una especificació de material.
La bobina que vam proposar és aacer resistent a la intempèrie i a la corrosió{0}}atmosfèricabasat en la química ASTM A588 de grau B, combinat amb agalvanitzat-calentsubstrat i un sistema de recobriment de tres-capes. La química base inclou addicions controlades de crom entre 0,40 i 0,70 per cent, níquel entre 0,20 i 0,50 per cent i coure entre 0,25 i 0,55 per cent. Aquests elements afavoreixen la formació d'una capa de pàtina densa i adherent a la superfície d'acer quan s'exposen a cicles alternatius de sec i humit. Aquesta pàtina actua com una barrera que frena l'oxidació. L'acer al carboni, en canvi, forma òxid porós que s'escapa i exposa el metall fresc al següent cicle de corrosió.
A la part superior del substrat vam aplicar un sistema de recobriment de tres-capes. La primera capa és un tractament de passivació lliure de cromat-que millora l'adhesió entre el zinc i el recobriment orgànic. La segona és una imprimació epoxi amb un gruix de pel·lícula seca d'aproximadament 5 a 8 μm, escollida per la seva resistència química a H₂S i condensats àcids. La capa superior és un acabat de PVDF, fluorur de polivinilidè, de 18 a 22 μm DFT, seleccionat per la seva estabilitat als UV a la llum solar intensa i la seva resistència a la calçada i l'erosió de la sorra-travada pel vent. El gruix total del recobriment a la bobina acabada oscil·la entre 23 i 30 μm per costat.
Les propietats mecàniques es van ajustar a les necessitats estructurals i de fabricació del projecte. Les bobines subministrades complien un límit elàstic mínim de 345 MPa i una resistència a la tracció entre 490 i 620 MPa, amb un allargament a la ruptura del 22 per cent o superior. L'equivalent de carboni, CEV, es va mantenir per sota del 0,45 per cent, la qual cosa va permetre als equips de soldadura del lloc realitzar soldadures manuals per arc metàl·lic i GMAW sense pre-escalfament per a gruixos de fins a 12 mm. Va ser un augment d'eficiència-del lloc. Els gruixos de la bobina subministrats van anar des d'1,5 mm per a aplicacions de revestiment de tancs fins a 6,0 mm per a seccions de suport estructural.
Abans de l'enviament vam fer proves de laboratori accelerades que replicaven les condicions de Basora. Les proves de polvorització de sal van seguir ASTM B117 durant 1.000 hores, amb proves addicionals de corrosió cíclica que combinaven humitat, boira salina i cicles de calor-seca a 50 graus . Elbobines d'acer degradadesva mostrar una taxa de corrosió mitjana aproximadament un 70 per cent més baixa que l'acer al carboni A36 convencional, i la densitat de picades després de 20 cicles CCT es va reduir a més de la meitat. El sistema de recobriment va passar les proves d'adhesió d'escotilla creuada ASTM D3359 a 5B sense descamació i no va mostrar cap delaminació després de 500 hores d'exposició a la condensació UV segons ASTM D4587.
Les bobines es van instal·lar en tres àrees d'aplicació. Seccions de canonades de procés a la unitat de desulfuració, revestiment intern de dos dipòsits d'emmagatzematge atmosfèric i suports estructurals per a bastidors de canonades a la granja de dipòsits.
Producció, inspecció i reordenació urgent
La producció es va executar en un programa de 20-dies des de la confirmació de la comanda. Cada lot va passar per la nostra-inspecció de qualitat interna abans de l'enviament. Hem comprovat l'adhesió del recobriment mitjançant proves de trama creuada, la precisió dimensional amb una tolerància de gruix de ± 0,05 mm i una tolerància d'amplada de ± 2 mm i la consistència del material mitjançant la verificació de cada calor amb espectròmetre. Es van emetre certificats de prova de molí segons EN 10204 3.1 per a cada bobina.
El primer enviament complet es va carregar cinc dies abans de la data de lliurament contractual. Vam organitzar el transport marítim en una ruta establerta a l'Orient Mitjà, amb un temps de trànsit d'aproximadament 18 a 22 dies fins al port d'Umm Qasr, seguit del transport interior a Bàssora. L'embalatge incloïa VCI, inhibidor de corrosió volàtil, intercalat de paper entre bobines, protectors de vora i un embolcall exterior impermeable per protegir-se de la humitat i l'aire salat durant el viatge de diverses-setmanes.
Vuit mesos de funcionament continu a Bàssora
Les bobines subministrades han estat en servei continu durant més de vuit mesos a les unitats de Basora. Les inspeccions-de seguiment, realitzades per l'equip d'integritat de l'EPC mitjançant mesurament de gruix ultrasònic i avaluació visual de la superfície, van registrar un aprimament mitjà de la paret per sota de 0,1 mm en totes les seccions supervisades. La picada estava present, però notablement menys densa i menys profunda que a les seccions d'acer al carboni instal·lades durant la primera fase d'expansió. No es va observar cap deslaminació ni ampolla del recobriment a cap superfície recoberta de PVDF-.
Aquests resultats es van traduir directament en resultats operatius. La refineria va registrar zero aturades no planificades relacionades amb la corrosió-a les unitats que utilitzaven les nostres bobines durant el període d'informe, en comparació amb una mitjana d'una parada cada 90 dies a les seccions d'acer al carboni. Els intervals de manteniment es van ampliar i l'equip d'integritat dels actius del projecte va revisar a la baixa la seva previsió de substitució. La refineria continua avançant cap al seu objectiu de capacitat nominal amb costos operatius esperats a llarg termini-reduïts.
El seguiment està en curs. Rebem dades trimestrals de gruix del lloc i el nostre equip tècnic revisa els resultats per refinar les recomanacions de recobriment per a les fases futures. Cap material funciona perfectament per sempre, i preferim fer un seguiment de les corbes de degradació reals en lloc de confiar només en projeccions de laboratori.
Preguntes freqüents
Quin grau d'acer es recomana per a canonades de refineria exposades a H₂S?
Per a entorns de refineria atmosfèrics i lleugerament àcids,acers meteoritzatscom ASTM A588 amb un sistema de recobriment galvanitzat i PVDF adequat ofereixen un fort equilibri de resistència a la corrosió, soldabilitat i cost. Per a un servei àcid greu amb una pressió parcial alta H₂S, es poden requerir acers al carboni amb NACE MR0175/ISO 15156 o aliatges resistents a la corrosió-. L'elecció correcta depèn de l'assaig en brut específic, la temperatura de funcionament i la concentració de H₂S.
Es poden soldar bobines d'acer resistent a la intempèrie sense pre{0}}escalfament?
Sí, quan l'equivalent de carboni es controla per sota d'aproximadament el 0,45 per cent. Les bobines subministrades al projecte Basora van mantenir el CEV per sota del 0,45 per cent, permetent la soldadura manual d'arc metàl·lic i GMAW sense pre-escalfament per a gruixos de seccions de fins a 12 mm. Per a seccions més gruixudes o juntes molt restringides, l'especificació del procediment de soldadura pot requerir encara un preescalfament a baixa -temperatura-.
Quin sistema de recobriment resisteix tant la degradació UV com l'erosió de la sorra a l'Orient Mitjà?
Una capa superior de PVDF sobre una imprimació epoxi sobre un substrat galvanitzat -calent és una de les combinacions més duradores per a l'exposició exterior a l'Orient Mitjà. El PVDF ofereix una excel·lent estabilitat UV i resistència al guix, la imprimació epoxi proporciona resistència química i la capa de zinc proporciona protecció catòdica. Per a zones amb abrasió severa de la sorra, les pel·lícules de PVDF més gruixudes per sobre de 20 μm o capes intermèdies addicionals de poliuretà poden allargar la vida útil.
Quina és la vida útil esperadabobina d'acer anticorrosió{0}en una refineria?
La vida útil depèn de les condicions de funcionament, el sistema de recobriment i les pràctiques de manteniment. A l'aplicació de Basora, les bobines han funcionat durant més de vuit mesos amb un aprimament de la paret inferior a 0,1 mm i sense fallades de recobriment. A partir de dades de proves accelerades i referències comparables de l'Orient Mitjà, un sistema especificat i mantingut correctament pot oferir normalment de 8 a 12 anys de servei abans de la renovació important del recobriment, aproximadament de 2 a 3 vegades la vida útil de l'acer al carboni sense recobrir en el mateix entorn.
Preparat per al vostre projecte de refineria?
Si el vostre projecte de refineria o d'hidrocarburs a l'Orient Mitjà s'enfronta a reptes similars, calor elevat, sorra que bufa, H₂S i corrosió àcida, podem ajudar-vos. Shandong Pinjie New Materials prepara plans personalitzats de subministrament de bobines d'acer anticorrosió basats en l'assaig brut del vostre lloc, les dades climàtiques i els requisits de fabricació. Sol·liciteu un full d'especificacions o demani un pressupost, i el nostre equip tècnic respondrà en un termini de dos dies hàbils.
