پيشگيري از خوردگي حاصله از آب مصرفي بويلرها(bfw)

[mim-shimi 25686]

نويسنده: كارجي اينكويست از شركت پليمرهاي بورآليس

مترجم: محمد خدائي، كارشناس امور بين‌الملل شركت ملي صنايع پتروشيمي

دانش نفت: بررسي مواد شيميايي خورنده موجود در BFW، معيوب بودن سيستم‌هاي تجزيه و نقص در دستگاههاي تصفيه بخار به خرابيهاي جدي خط انتقال مبدل منجر مي‌شوند، بروز يك سلسله از حوادث در موارد فوق به بررسي‌هاي كامل علل اصلي اين قبيل حوادث انجاميد.

تركيبي از ادوات ناقص كنترل كيفي BFW؛ مقادير ناكافي مواد شيميايي در توليد BFW، سيستم ناقص تصفيه شيميايي در شركت بورآليس منجر گرديد. حداقل صدمه چنين خرابي‌ها، افت توليد و تعميرات بسيار پر هزينه‌اي را در برداشت. در بدترين شرايط، اين يك خطر جدي ايمني بود كه نتيجتاً سوء‌شهرت را براي اين شركت در پي داشت.همچنين زماني كه خرابي مبدل خطي به سر ريز شدن BFW از برج كوره كراكينگ بخار به سمت واحد فرآيندي منجر شد، اين مسئله آلودگي زيست محيطي را به همراه داشت. سرريز شدن BFW باعث افزايش شديد فشار و باز شدن شيرهاي دوراني قسمت گرم گرديده و بخار سنگين روغن به فضا تخليه شد. هرچند به نظر مي‌رسد كه نفوذ گاز كلر حاوي مواد شيميايي عامل اصلي مشكلات باشد، بررسي‌هاي بيشتر حاكي از نقايص متعدد در سيستم‌هاي تجزيه BFW، روش‌هاي عملياتي و تصفيه‌هاي شيميايي بود كه مي‌توانست دير يا زود به مسائل و مشكلاتي به همان گستردگي دامن زند.

طرح توليد‌ BFW

واحد توليد الفين شركت Exxon درسال 1969 راه‌اندازي شد و هم ا كنون شش كوره اصلي اين شركت فعال هستند. چهار كوره از اين شش كوره در انحصار تكنولوژي شركت Exxon LRT مجهز به سيم‌پيچي‌هاي U شكل بوده و دو كوره ديگر جزو كوره‌هاي سنتي مجهز به سيم‌پيچي‌هاي مارپيچي مي‌باشند. در سال 1991 يك كوره ساخت شركت MWKellogg بنام )MS(Millisecond اضافه گرديد و در سال 2000 دو كوره ساخت شركت Webster ِ Stone مجهز به سيم‌پيچي M در اثناي اجراي طرح توسعه نصب شدند. خطوط انتقال مبدل كوره) )TLES‌ با فشار 110 بار بخار توليد مي‌كند. بخار توليدي كوره‌ها تقريباً با دو سوم نياز كلي مطابقت داشته و باقيمانده آنها توسط 3 بويلر كمكي با فشار 85 بار تأمين مي‌شود.تقريباً %30 مقدار BFW از بازيافت ميعانات بدست مي‌آيد و %70 باقيمانده از آب تركيبي توليد مي‌شود. براي توليد BFW تركيبي، واحد الفين داراي تصفيه خانه آب خام و واحد آب بدون املاح مي‌باشد. در اين مرحله، ميعانات بازيابي شده و پس از انجام اصلاحات لازم به آب بدون املاح اضافه مي‌شود. به هر حال از زمان توسعه ظرفيت توليدي اتيلن در سال 2000، واحد آب بدون املاح توانائي تأمين نيازهاي رو به تزايد بخار را نداشته و به مدت طولاني با آخرين ظرفيت يا بالاتر از آن كار كرده است. اين معضل با انتقال واحد آب بدون ا ملاح از نيروگاه مجاور واقع در همان منطقه صنعتي مرتفع شد؛ ولي واحد فوق در تملك يك شركت ديگر بوده و توسط آن شركت مورد بهره‌بردراي قرار مي‌گيرد. از آنجائيكه امروزه اين نيروگاه برق صرفاً براي اهداف اضطراري در پايين‌ترين ظرفيت خود كار مي‌كند، عمل انتقال واحد آب بدون املاح يك راه حل مقرون به صرفه براي هر دو طرف بشمار مي‌رود. تنها سرمايه‌گذاري انجام شده در اين خصوص، اجراي پروژه لوله‌گذاري از محل نيروگاه برق تا محل واحد الفين بوده است.

تاريخچه TLE و حوادث اخير

در اواخر دهه 1970 به دليل آلودگي BFW با آب دريا، خوردگي شديدي در تيوب TLE واحد اتيلن ايجاد شد و منشاء آن ورود آب دريا، نشت تيوب موجود در تهويه كندانسور سيستم بخار بود. تمامي TLE‌هاي كوره شركت Exxon در اواخر دهه 1980 به دلايل تعميراتي و عملكرد فرايند، جايگزين شدند. اين كوره‌ها داراي چهار TLE معمولي مجهز به تيوب دوبل با قطرهاي بزرگتر مي‌باشند. در قسمت پايين‌سري TLE هاي موجود، يك سرد كننده روغن تزريقي براي هر كوره وجود دارد. از زمان طراحي جديد TLE و دستور‌العمل اصلاح شده كك‌زدايي، ديگر نيازي به برطرف كردن مكانيكي كك وجود ندارد. در نوامبر سال 2000، زمانيكه شير يك طرفه‌اي كه سيستم آب تازه و سيستم آب آتش‌نشاني را به هم متصل مي‌كند، در مسير آب تازه/ خام دچار اشكال شد، واحد اتيلن شاهد وقايع عمده‌اي در كيفيت BFW بود. ضمناً اين سيستم، آب مورد نياز واحد توليد آب بدون املاح را تأمين مي‌كند. سيستم آب آتش‌نشاي به طور معمول از آب تازه تغذيه شده ولي در موارد اضطراري از آب دريا تأمين مي‌گردد. زماني كه پمپ آب دريا بصورت آزمايشي راه اندازي شد، شير يك طرفه دچار اشكال گرديده و كل واحد آب بدون املاح، BFW و سيستم توليد بخار با ورود آب دريا آلوده شدند. اين مسئله سريعاً مورد توجه قرار گرفت و پس از چندين ساعت، اقدامات اصلاحي صورت پذيرفت. واحد توليدي دچار توقف توليد شد و متعاقب آن با ميعانات گازي و BFW به دقت مورد شستشو قرار گرفت. تجهيزات توليد بخار كاملاً مورد بازديد قرار گرفته و چندين تست تيوب از TLE ها جدا شدند. هيچ علائمي از صدمه به تجهيزات مشاهده نشد. پاكسازي شيميايي براي TLEها در نظر گرفته شد ولي بر اساس نتايج بازديد و مشاوره كارشناسي، اين كار ضرورت آنچناني نداشت. بمنظور حصول اطمينان، تصميم صحيحي اتخاذ شد و در نتيجه دو سال پس از اين ماجرا، چندين تيوب TLE جهت بازديد خارج گرديد و هيچ نشانه‌اي از خوردگي مشاهده نشد. شكل ظاهري لايه‌هاي مغناطيسي تيوبهاي بازديد شده در وضعيت مطلوبي قرار داشت.

كوره‌هاي جديد

در سال 1991 كوره جديد MS شركت MWK راه اندازي شد. اين كوره داراي 40 مبدل اوليه سردسازي مجهز به تيوب دو جداره و يك مبدل سردسازي ثانويه مجهز به يك پوسته و تيوب مي‌باشد. در سال 2000 طرح توسعه‌اي اساسي در واحد توليد اتيلن به اجرا درآمد.

خرابي در TLE و لوله‌هاي بويلر در سالهاي 2004-2003

در بهار سال 2003، يك سري خرابي در TLE كوره‌هاي شركت Exxon بوجود آمد و تا بهار سال 2004 ادامه پيدا كرد. در مجموع 12 مورد نقص در TLEها مشاهده و در بيشتر موارد، بلافاصله نشتي‌هايي در چندين تيوب ايجاد شد. هر مورد خرابي باعث مي‌شد كه كوره جهت تعميرات از سرويس خارج شود. در بعضي موارد بمنظور حفظ ميزان معقول توليد، تا جائيكه تفكيك آب برج خنك كننده اجازه مي‌داد ضرورتا كوره با همان TLE نشتي در مدار عملياتي نگه داشته مي‌شد. در همان زمان مشابه خرابي‌هاي TLE، خرابي‌هاي متعددي در تيوب بويلر كمكي نيز بوجود آمد. در طي 30 سال عمليات، اين اولين مورد بود كه نشتهاي تيوب در كوره سه بويلر كمكي بوجود آمده بود. در سال 2001 بويلرها مورد بازديد قرار گرفته و وضعيت تيوبها از نظر سلامت ضخامت ديواره در حد مطلوبي گزارش شده بود. به هرحال پس از اندازه‌گيري، ضخامت لايه مغناطيسي m230-115 بوده و نتيجتاً پاكسازي شيميايي پيشنهاد گرديد. علل مطرح شده براي خرابي لوله‌ها مشابه علل عيوب TLE و بويلرهاي كمكي بود. يك نوع خوردگي حاد در محل جريان آب در نقطه‌اي كه تيوب TLE داخلي به لوله رابط BFW متصل مي‌شود به وجود آمد.پس از بوجود آمدن خرابي‌هاي اوليه، تحقيقات منسجمي توسط يك گروه كاري زبده داخلي شروع شد.

- نمونه تيوبهاي آسيب ديده به آزمايشگاه متالورژي ارسال شد.

- تحقيقات لازم بر روي كيفيت آب بدون املاح و BFW انجام پذيرفت.

- داده‌هاي عملياتي جمع آوري و مورد تجزيه و تحليل قرار گرفت.

-روش‌هاي تعمير با فروشنده TLE مورد بحث و گفتگو قرار گرفت.

- از متخصصين فروشنده مواد شيمياييBFW و شيمي آب نيروگاه برق درخواست شد تا وضعيت موجود را مورد ارزيابي قرار دهند.

در محل‌هاي عبور جريان آب در هر نقطه آسيب ديده، يك لايه ضخيم ضايعه خوردگي مشهود بود. با بكارگيري روش‌هاي اسپكترومتري اشعه X و ميكروسكوپي الكتروني)SEM( در محل ضايعه خودرگي، تركيباتي از آهن )Fe( و اكسيژن)O( مشاهده شد. بر اساس نسبت درصد عناصر، قشر اكسيدي خاصيت مغناطيسي داشت. همچنين تجزيه و تحليل ضايعه خوردگي در محل آب، آثاري از آلومينيوم )Al( و روي)Zn( را نشان مي‌داد، در صورتيكه تجزيه و تحليل انجام شده بر روي سطح مشترك فلز تيوب و ضايعه خوردگي علاوه بر عناصر آهن )Fe( و اكسيژن)O( مقادير ناچيزي از منگنز)Mn( و سيليكون)Si( را نيز نشان مي‌داد.

هيچيك از اين عناصر، مكانيسم خوردگي را تشريح ننمودند. وجود روي موجود درمحل خوردگي مربوط به تجهيزات بكار رفته براي حفاظت از خوردگي حاصله روي )Zn(‌بود كه جهت خطوط انتقال آب بدون املاح از نيروگاه برق همجوار به واحد الفين بكار رفته بود در صورتيكه وجود آلومينيوم، در محل خوردگي به مواد شيميايي منعقد كننده نسبت داده شد. هرچند كه شبهاتي در موارد فوق وجود داشت. در تجزيه و تحليل‌‌هاي بعدي ضايعه خوردگي، آثار كلرايد نيز مشاهد شد و در اين رابطه ترديدي وجود داشت كه ممكن است اثرات كلرايد از زمان حادثه سال 2000 آب دريا در آن محل باقي مانده باشد. بنظر مي‌رسيد كه حادثه سال 2000 آب دريا موجبات معضلات مذكور را ببار آورده است، ولي تست تيوبها، نتايج بازرسي‌ها و سه سال عمليات بدون ا شكال از زمان حادثه، علاوه بر نتايج اوليه تجزيه و تحليل ضايعه خوردگي مبين چيز ديگري بود. به هر حال، متخصصين خوردگي نيروگاه برق و شيمي آب شركتSwedepover AB سناريوي ديگري را مطرح كردند. به اصطلاح تئوري خوردگي حاصله از آب داغ بر اساس تجارب مشابه در ساير نيروگاههاي برق بمنظور شروع كار اين وضعيت خوردگي نيازمند وجود رسوب ضخيم يا لايه مغناطيسي در محل جريان آب و حرارت بالا و يا جريان سيال پر حرارت مي‌باشد. در اين مرحله دو سناريوي ديگر مطرح بود ولي بنظر مي‌رسيد هركدام داراي نقطه ضعف‌ها و ويژگي‌هايي باشند كه قابل توجيه نبودند. بر اساس تجزيه و تحليل معمول BFW همه چيز تحت كنترل بوده و يا هنوز در كنترل مي‌باشد

[mim-shimi 25686]

نقصSLE در بهار سال 2004

در ماه مارس سال 2004، صداي مهيبي در واحد الفين شنيده شد. در همان زمان فشار بخش گرم واحد به 7/2 بار رسيده بود( فشار تنظيم شده شيرهاي اطمينان برج خنك كننده.) هفت عدد شير، هوا را به فضاي باز تهويه مي‌كردند. همه آنها تركيبي از آب و هيدروكربن ها را به مدت دو الي سه دقيقه به فضا تخليه نمودند. بلافاصله مشخص شد كه يكي از كوره‌هاي بزرگM-Coil usxs از كار افتاده است. كل محتواي BFW در برج بخار در بخش فرآيند اصلي واحد تلنبار شده سپس تبخير گرديده و باعث افزايش فشار بخش گرم واحد توليدي شده بود. كوره مجهز بهusxs دچار مشكل شده و به دليل جريان پايين خوراك در شاخه حرارتي از كار افتاد و پس از چندين ثانيه به دليل جريان خيلي خيلي پايين در برج بخار اولينShut down اتفاق افتاد. به هر حالtrip 1SD كاملاً موثر واقع نشد، بنابراين شيرهاي سوخت گازي مشعل بايد بصورت دستي بسته مي‌شد. جاي تعجب بود كه سيم‌پيچي‌هاي تشعشي كه USXهاي از كار افتاده بدان متصل شده بود به دليل شوك حرارت و فشار دچار از هم گسيختگي نشده بود. در صورتيكه اگر سيم پيچي( در خارج از جعبه تشعشع) دچار پارگي مي‌شد، به يك آتش‌سوزي وسيع منجر مي‌گرديد. بررسي‌هاي بعدي نشان داد كه دو عدد USXمجاور بطور همزمان دچار آسيب شده بودند و در يك دستگاه مبدل، سوراخي به اندازه 4x4 اينچ و در ديگري سوراخ كوچكتري ايجاد شده بود. اين حادثه درست قبل از تغيير شيفت صبح/ بعد از ظهر اتفاق افتاد. اقدام آني در جهت تخليه سريع آب از قسمت تفكيك آبHC/ بمنظور پيشگيري از Shutdown وسيع واحد توليدي ضروري مي‌نمود.همانطوريكه بلافاصله مشخص شد كه نقص ايجاد شده درUSX حاد بوده كوره ديگر مجهز به M-COILاحتياطاً از سرويس خارج شد در صورتيكه ساير كوره ها به عمليات خود ادامه دادند. در زمان وقوع حادثه، مسير باد به سمت( Stenungsundمركزي در حدود يك كيلومتري واحد توليدي) بود، جائيكه بوي غليط گزارش شده بود. تخمين زده مي‌شد كه بيشترين مقدار تركيبات هيدروكربني در فاصله كمتر از 2/1 كيلومتر دورتر از واحد توليدي فرود آمده بود. بوي حاصله و هشدار اوليه اعلام شده از واحد توليدي در ابتدا نگراني‌هايي را در بين اهالي محل ايجاد كرده و بعداً شركت بوراليس )Borealis(‌پاكسازيهائي را در منطقه همجوار انجام داد. بدترين پيامد مربوطه همان سوء تبليغ بود.

بررسي آسيب‌هاي SLE

از آنجائيكه علت اصلي نقايص قبلي TLEهنوز مشخص نشده بود و با توجه به حاد بودن نقشUSX، شركت بورآليس يك تيم داخلي تمام وقت متشكل از منابعي از ساير واحدهاي توليدي اين شركت، مهندسي مشترك و مشاورين را از شركتهاي ديگر بشرح ذيل تشكيل داد:

- شركتSWEDPOWER AB سوئد

- شركت مهندسيENPRIMA LTD فنلاند

- مشاورين شيمي آب و تأمين كنندگان مواد شيميايي

- شركت WISTRAND ABو پيمانكار تصفيه شيميايي سيستم‌هاي بخار

- فروشندگانTLE/SLE

- صاحب ليسانس تكنولوژي كوره

- آزمايشگاه ذوب فلز شركتDNV

همچنين قراردادي با شاخه تكنولوژي‌هاي پيشرفتهKBC بمنظور ارائه متدولوژي حل مسائل و كشف فرايند علت اصلي خرابيها منعقد گرديد.

مواد شيميايي BFW

نقش كلريد

در نمونه‌هاي برداشته شده از خرابيها و نقايص سال 2003، علاوه بر وجود Fe و اكسيژن، روي و آلومينيوم علائم كلرايد نيز در بيشتر نمونه‌ها مشاهده شد. پس از خرابيSLE در بهار سال 2004، تجزيه و تحليل نمونه‌هاي ضايعه خوردگي توسط شركتهايSEM و ESD وجود كلرايد را در محل بيشتر ضايعات خوردگي، محل‌هاي خرابي، در سطح مشترك فلز تيوب‌(315)Mo‌ و محل ضايعه خوردگي نشان مي‌داد. اسيد كلريد ريك به منظور احياء كاتيون رزين در نيروگاه برقي كه شركت بورآليس از آن آب خالص خريداري مي‌كرد، بكار گرفته مي‌شد. سطح مجاز كلريد در آب كمتر از1mg/01/0 بود ولي كلرايد موجود در آب بر اساس روتين معمول مورد تجزيه و تحليل قرار نگرفت. منبع بالقوه ديگر سديم هيپوكلريد بود كه به منظور پيشگيري از رشد بيولوژيك كاتيون رزين در واحد آب بدون املاح شركت بورآليس بكار گرفته مي‌شد. زماني كه شركت بورآليس به اين مسئله پي برد كه كلريد به عنوان عامل خسارتهاي وارده نقش دارد، تجزيه و تحليل اين مواد را در جريان‌هاي آب آغاز كرد. نتيجه تجزيه و تحليل نشان داد كه آب خالص خريداري شده از نيروگاه برق همجوار بطور كلي حائز مشخصات فني صحيح بوده است. آب بدون املاح واحد توليدي شركت بورآليس محدوديتي نداشت ولي سطوح‌mg/ به يك سطح كمتر از آشكار سازيmg05/0 كاهش داده شد كه همچنان پنج برابر بيشتر از محدوده مشخصات فني1mg/01/0 مي‌باشد. در ارتباط با آب بويلر، غلظت‌هاي كلريد از بالايppm 1/0 به كمتر از ppb200رسيد كه بنظر مي‌آمد يك سطح ايمن باشد. كنترل آب خروجي ايجاب مي‌كرد كه غلظت كلريد پايين باشد. در اين سلسله نقايص بوجود آمده درTEL/USX ، مشخص است كه كلريد يك عامل مؤثر بود ولي مطالعات بعدي نشان داد كه غلظت‌هاي بالنسبه كم كلريد صرفاً به دليل نقايص اساسي ديگر به يك معضل تبديل شد.

تميز سازي شيميايي

TLEهاي كوره و سيستم بخار فشار بالاي )HPS( شركت بورآليس فقط با مواد شيميايي بشرح زير تميزسازي شده بود:

- زماني كه كوره‌هاي جديد( از قبيل كوره‌هايWSM-COIL ِS در پاييز سال 2000) ساخته شدند.

- پس از حادثه آب دريا در اواخر دهه 1970

- در ارتباط با برنامه جابجايي TLEدر اواخر دهه 1980

- زماني كه مجموعه اشكالات بوجود آمده در TLE، تعميرات وسيعي را ايجاب مي‌كرد، يك برنامه تميزسازي شيميايي با تميزسازي چندين كوره در طي پاييز سال 2003 انجام شد. تميزسازي شيميايي هميشه توسط يك پيمانكار مجرب كه توسط بعضي از نيروگاههاي عمده برق بكار گرفته مي‌شود، انجام مي‌پذيرد. كيفيت كار مطلوب بوده است ولي صرفنظر از اينكه تميزسازي چقدر خوب انجام مي‌گيرد، چندين عامل وجود دارند كه مي‌توانند نتيجه كار را از بين ببرند:

- زماني كه تميز سازي شيميايي كورهW S M-COIL ِS در اواخر پاييز 2000 به پايان رسيد، ميزان رطوبت بالا بود. اين كوره به مدت دو هفته تا راه اندازي مجدد به همان حالت باقي ماند. سيستمHPS,USX زهكشي شده بود ولي هيچ ايمني خاصي از قبيل اكسيژن زدايي توسط گاز ازت در سيستم BFW بكار برده نشد. اطلاعات غير رسمي حاكي از اين بود كه ورودي آدم رو مخزن بخار به مدت چند روز بازمانده بود و بهمين دليل سطوح تميز شده مجدداً اكسيده شدند.

- در مورد كوره‌هايي كه در پاييز سال 2003 تميزسازي شده بودند، مورد مشابهي اتفاق افتاد. كوره‌ها پس از تميزسازي شيميايي تا راه اندازي دوباره اجباراً بدون حفاظ به حال خود گذاشته شده بودند. بهترين كار اين است كه تميزسازي شيميايي زماني انجام پذيرد كه :

- لايه مغناطيسي با جريان گرمايي بالا به ضخامت‌ 200-300 يا ضخيم‌تر تشكيل مي‌شود.

- پس از گرم شدن بيش از اندازه تجهيزات

- پس از تعميرات اساسي

- بطور منظم هر 15-10 سال يكبار، حتي اگر هيچ مسئله عمده‌اي عارض نشده باشد.

لايه مغناطيسي

لايه مغناطيسي حفاظتي در حفاظت از سطوح در معرض آب تجهيزات توليد بخار از نظر خوردگي و ناخالصي‌هاي مختلف، نقش مهمي را ايفاد كرده و با واكنش شيميايي زير تشكيل مي‌شود.

در صورتيكه لايه مغناطيسي داراي كيفيت مطلوب و ضخامت حدود‌ 150-200 باشد، آن قسمت از سطح كه با آب تماس دارد مي‌تواند بخوبي و بدون هيچ مسئله‌اي از عهده غلظت‌هاي ناخالصي شديد برآيد. به عبارت ديگر، در صورتيكه لايه مغناطيسي از كيفيت ضعيفي( يعني متخلخل يا داراي كريستال‌هاي درشت) باشد كه بر روي سطح ناخالص يا زنگدار فلز پديد مي‌آيد، اين سطح داراي منفذ بوده يا شكافهايي را بوجود خواهد آورد كه با مواد شيميايي خورنده زمينه حمله به سطح فلزي را فراهم آورده يا به عنوان عايقي عمل مي‌كند كه به افزايش دماي فلز منجر مي‌شود. در سطح تماس تيوبهاي USXصدمه ديده كوره M-Coilبا آب در جائيكه لايه مغناطيسي ضعيف بود و يا خوردگي شروع شده بود، لكه‌هايي وجود داشت. لايه مغناطيسي مطلوب مي‌تواند فقط بر روي يك سطح فلزي تميز( يعني بلافاصله بعد از تميزسازي شيميايي) ايجاد شود. اين لايه در عمليات نرمال به تنهايي مي‌تواند ايجاد شود ولي قبل از اينكه حفاظ مغناطيسي مربوطه به حد كفايت برسد تقريباً به 800 ساعت زمان نياز دارد. در طي راه اندازي پس از تميزسازي شيميايي، سطح فلز به هر ناخالصي از قبيل كلريد حساس مي‌باشد، بنابراين در اينجا آب با كيفيت از اهميت بسيار بالايي برخوردار است. در صورتيكه در زمان راه اندازي يا حتي قبل از آن، خوردگي‌هايي بوجود آيد، حفاظ معغناطيسي در آن منطقه تضعيف شده و نسبت به خوردگيهاي بيشتر مستعد خواهد شد. دستورالعمل‌هايي براي تشكيل لايه مغناطيسي وجود دارد كه باعث تسريع رشد لايه مغناطيسي با كيفيت بالا و بلورهايي ريز مي‌شود كه اين عمل به تقليل صدمات در طي عمليات اوليه بلافاصله پس از تميزسازي شيميايي كمك مي‌كند.

خوردگي حاصله از آب گرم

پس از ارزيابي نمونه‌هاي ضايعه خوردگي و تيوب مربوط بهTLE و تيوبهاي كمكي صدمه ديده، شركتSweedPower AB متقاعد شد كه صدمه وارده نتيجه خوردگي حاصل از آب گرم- يك نوع خوردگي زيررسوبي‌)Under Deposit(‌ بوده است. اين نوع صدمات تيوبي، زماني اتفاق مي‌افتد كه رسوبات در محل سطح تماس آب در جريان آب گرم يا محل‌هايي با دماي بالا از قبيل ورودي تيوب‌هاي تيوب‌هاي محفظه آتش و يا در نزديكي شعله‌هاي بويلرهاي كمكي بر روي هم انباشته مي‌شوند.

- خوردگي در دماي بالاي فلز هنگامي ايجاد مي‌شود كه حباب بخار ايجاد شده به سطح فلز چسبيده و از سردسازي آن توسط آب بويلر جلوگيري مي‌كند. زماني كه به آب به رسوب يا لايه مغناطيسي نفوذ مي‌كند، همان خوردگي ممكن است در زير رسوب يا لايه مغناطيسي ايجاد شود.

- مولكولهاي آب در دماي بالا به هيدروژن و اكسيژن تجزيه مي‌شوند كه باعث اكسيده شدن آهن مي‌شوند. حرارت فلز در حدود 700 درجه يا بيشتر در قسمت تماس با آب باعث شروع اين فعل و انفعالات مي‌شود.

- اكسيد آهن يك مغناطيس با رنگ سياه است( نه همانيست به رنگ نيمه قرمز، قهوه‌اي و نه اكسيد آهن/ هيدروكسيد قهوه‌اي زرد) يك لايه مغناطيسي ضخيم و متراكم با يك ساختار لايه لايه ايجاد مي‌شود.

- از بين رفتن مواد در سطح تيوب بصورت تكه‌هايي ايجاد شده و حفره‌هايي به پهناي چند سانتيمتري با نماي موجي شكل گسترش مي‌يابد. سطح مواد در حفره‌ها نرم و يكنواخت مي‌باشد.

- مولكولهاي هيدروژن در ديواره فلزي تيوپ پراكنده شده و باعث شكاف‌هاي ميكروسكوپي در مرزادانه مي‌شود. شكنندگي هيدروژن مقاومت مواد را كاهش مي‌دهد. نتايج نهايي اين فرايند نشانگر وجود شكافهايي است كه د رست در ديواره تيوب يا سوراخ بزرگتر در آن محل مي‌باشد، در صورتيكه قطعه مواد در محل شكنندگي هيدروژن در حالت از هم گسستگي است.

خوردگي زير رسوب‌)Under-DEPOSIT CORROSION(‌

- خوردگي زير رسوب مشابه خوردگي حاصله از آب گرم است كه علل آن دماي بالاي جريان بسيار گرم بوده است ولي همچنين چندين نوع ناخالصي از قبيل كلريد در شروع خوردگي سهيم مي‌باشند. كلرايد موجود در آب محيط يوني داشته كه اسيد هيدروكلريك تشكيل مي‌دهد. هرچند كه غلظت كلرايد پايين است، زماني كه آب از طريق شكاف‌هاي لايه مغناطيسي/ رسوب به سطح فلزي تيوب در جائيكه تبخير صورت مي‌گيرد وارد مي‌شود، غلظت كلرايد بصورت موضعي به بالاترين حد خود مي‌رسد.در ارتباط با كلرايدها، نتيجه حاصله بيانگر خوردگي اسيدي زيررسوب است، كه اين كلر مشابه كاتاليست عمل مي‌كند و در فعل و انفعالات شيميايي سهيم بوده ولي مصرف نمي‌شود( به محصولات انفعالات شيميايي محدود نمي‌شود) و در عوض باعث تداوم انفعالات مي‌شود. در اينجا نتيجه محصول اضافه مغناطيس لايه‌اي و شكنندگي هيدروژن، مشابه مورد خوردگي حاصله از آب گرم مي‌باشد.

كنترل تخليه مداوم آب

كيفيت آب بويلري كه مداوم تخليه مي‌شود، فقط توسط تجزيه و تحليل آزمايشگاهي پيگيري و كنترل مي‌شود. زماني كه نمونه‌هاي مربوط به تمامي كوره‌ها مورد بررسي و اپراتورها مورد مصاحبه قرار گرفتند، مشخص شد كه: روند نمونه‌برداري‌ها نامنظم بوده است. بعضي از خطوط نمونه‌برداري كوره مسدود بوده است.

- بعضي از كوره‌ها با تخليه آب بيشتري نسبت به كوره‌هاي ديگر مورد بهره‌برداري قرار گرفته بودند. نتيجه در خور توجه اين بود كه دو كوره سنتي كه دچار صدمه TLEنشده بودند ميزان تخليه آب آنها نسبت به ساير كوره‌ها در حد بالايي بوده است.

- بعضي از نمونه‌هاي تخليه آب داراي سيليس در حد بالايي بوده است ولي اپراتورها عكس‌العملي از خود نشان نداده بودند.

- مقدار بالاي غلظت كلريد در آب‌هاي تخليه شده اندازه گيري شد. به هرحال، تجزيه و تحليل كلريد در مرحله تحقيقاتي ديرتر انجام پذيرفت. بي‌نظمي‌هاي موجود در نمونه‌برداري و كنترل تخليه آب اين مطلب را تأييد كرد كه تشكيل رسوب و ا نباشته شدن آن محتمل بوده و ديگر اينكه غلظت كلريد براي ايجاد خوردگي اسيدي زير رسوب به اندازه كافي بوده است. در زمان تجزيه و تحليل رسانايي آب تخليه، كل قابليت رسانايي آن اندازه گيري شد.

اقدامات اصلاحي

اقدامات اصلاحي فوري پيشنهاد شده بشرح ذيل بوده است:

- تعميرTLE وUSX ها

- تميزسازي شيميايي سيستم‌هاي بخار و BFW تمامي كوره‌ها

- لايه‌بندي مغناطيسي در رابطه با راه اندازي كوره

- مواد شيميايي‌ BFW؛ تزريق هيپوكلرايد سديم متوقف شد، به دنبال آن استفاده از يك جايگزين با توجه به موارد زير در حالي پي‌گيري است.

- بررسي مشخصات BFW

-بررسي آب بدون املاح و تصفيه آب كندانس

- برنامه تجزيه و تحليل آزمايشگاهي مورد تجديد نظر قرار گرفته و روشهاي تجزيه و تحليل بررسي شد

- تغيير نحوه تخليه آب

- اقدامات دراز مدت بشرح ذيل هستند:

- مسير شير اطمينان برج خنك كننده به يك سيستم بسته بايد مورد ملاحظه قرار گيرد.

- تميز سازي شيميايي منظم بايد انجام پذيرد

- ارتقاء تكنيك‌هاي تجزيه و تحليل و تجهيزات آنالايزر

- در مسير تخليه آب ستون بخار كوره، دستگاه اندازه‌گيريPH و آنالايزورهاي قابليت رسانايي نصب شود.

- آخرين نشت TLE/USX در بهار سال 2004 به وقوع پيوست. بعضي از اقدامات هنوز در حال انجام است ولي به نظر مي‌رسد كه مهمترين عوامل بروز مسائل فني مورد ملاحظه قرار گرفته است.

- خلاصه مقاله

- يك سابقه طولاني مدت عمليات بدون اشكال به همراه كيفيت مطلوب BFW مي‌تواند به وضعيتي منجر شود كه خيال ما را در خصوص عمليات، تجزيه و تحليل‌هاي آزمايشگاهي و دستور‌العمل‌هاي كاري آسوده سازد. اين امر به ما كمك مي‌كند تا غلظت كلر و ساير رسوبات را پايين آوريم كه وجود آنها باعث بروز مسائل جدي و پر هزينه مي‌شود. تحقيقات جامع به عمل آمده در اين مورد به يك سري از اقدامات اصلاحي و تغييرات در دستور‌العمل‌هاي كاري ختم شد كه هدف آنها پيشگيري از تكرار اين قبيل اشكالات مي‌باش