הבנת השפעת גז Scrubber Corrosion

צינורות גז פלואוברס הם מערכות בקרה קריטיות של זיהום בתחנות כוח, מחצני מלט, ומתקני עיבוד כימי.הם מסירים דו תחמוצת sulfur (SO2), מימן chloride (HC), ומזהמים חומציים אחרים מזרמים מזרמים ממצה באמצעות מנגנונים נוזליים sorbent, בדרך כלל אבן גיר או סלוריטים.

קורוזיה ב-Fole גזי-חפיפות אינה תופעה אחת, אלא בין-שיח מורכב של תגובות כימיות, ללבוש פיזי ומגבלות חומריות.התוצאות נעות מירידה הדרגתית של רכיבים מבניים לכשלים קטסטרופליים פתאומיים המשחררים גזים מסוכנים.מאמר זה מספק בדיקה מקיפה של מנגנוני קורוזיון, היסטוריה של כשלים, אסטרטגיות זיהוי חומריות, ושיטות טובות לבדיקה והפחתה.

סביבת ההפעלה של Flue Gas Scrubbers

כדי להבין מדוע קורוזיה מתרחשת, יש צורך קודם להעריך את הסביבה בתוך כלי שיט סקורבר. גז שפעת הנכנס מתהליכי הבעירה הוא בדרך כלל חם (150°C-200 ° C) וכולל תחמוצות סולפור, מימן chloride, מימן פלואוריד, מימן פלואוריד, תחמוצת חנקן, חומר חלקתי. כאשר מגעי גז אלה לתקן את הזחלות של 5a -2 עלולה להתרחש באופן מתון של תגובות כימיות (Sopareption)

הפנים המבודקים כפופים לתנאים משתנים במהירות:

  • (FLT:0) ⁇ ⁇ ⁇ s:FLT:1 אזור הכניסה גז (חלק דוקטר וקווינץ) חווה קירור מהיר כמו הגז החם פוגש את הקרדי, יצירת מתח תרמי ו condensation של טיפות חומציות.
  • אזורי FLT:0 (Low-pH:FLT:1) למרות הזחלים העיקריים שיש להם pH מטרה, אזורים מקומיים שבהם גז חומצי טרי מגע עם הנוזל יכול להיות בעל ערכים pH נמוך כמו 1-2, במיוחד ליד אינלט ובמשלימונים לא פגום.
  • (FLT:0) ריכוז צ'ורידי: 1FLT:1 Chloride מבעירה פחם או ממים מים ימיים להשתמש בצמחים החוף מצטברים בסוללה רפלקטיבית.
  • (FLT:0) ,Erosion-corrosion סינרגיה: ⁇ FLT:1 The Scurry מכיל מוצקים מושעה (fly ash, חלקיקי אבן גיר, ג'יפסום) כי סרט משטח מגן, מאיץ אובדן חומרים.

תנאים אלה דורשים כי חומרי בנייה ומערכות הגנה ייבחרו עם טיפול, שכן אפילו פיקוח קטן יכול להוביל להשפלה מהירה.

ראשי התיבות של Corrosion Mechanisms in Flue Gas Scrubbers

המונחים: Corrosion

קורוזיה אחידה מאופיינת על ידי אובדן חומרים יחסית אפילו על פני השטח. in scrubbers, זה קורה כאשר כל משטח רטוב נחשף לסביבה חומצית.פלדה פחמן, אשר משמש לעתים ב-Scarber inlet ducts או תמיכה מבנים, יכול להיות corrode בשיעורים מעל 1-2 מ"מ בשנה אם נשאר מוגן.

פיטינג קורוזיון

פיטינג היא התקפה מקומית המיוצרת כי מייצרת חללים קטנים או בורות על פני השטח המתכת.זה מסוכן במיוחד כי היקף חדירה יכול להיות חמור בעוד השטח נראה רק ניזוק קל.פיטינג מתרחשת כאשר הסרט פסיבי מגן על נירוסטה פלדה או ⁇ אחרים לפרוץ לתוך משטח מתפתל מקומי, לעתים קרובות יזמו על ידי כלור רגישים.

קריקטור קורוזיה

קריקט קורוזיה מתרחשת באזורים מעוגן ומגנים שבהם הסביבה הגדולה אינה יכולה להגיע, כגון מתחת לגזונים, טאנגים, פיקדונות, או חתכים תחת חסותם.בסרברים, לטוס אפר וצוענים יכולים להתיישב על גבי צירים ומשטחים אופקיים, יצירת אזור מכווץ תחת הפיקדון.

מתח קורוזיה (SCC)

סדקים קורטוזיים מתח משלבים מתח רבילי וסביבה קורוזית לייצר שברים בתדירות גבוהה חומרים דוקטרטריים. in flue גז סקרובבר, שתי צורות של SCC הן הנפוצות ביותר:

  • (FLT:0) צ'ורידי מתח קורוזיה (Cl-SCC): Occurs in austenitic נירוסטה פלדות חשופים לכלורידים בטמפרטורות מעל 60 מעלות צלזיוס: אזור החדירה של סרובברים, שבו גז חם מעצורים, הוא אזור בסיכון גבוה.
  • (FLT:0) לחץ אקוסטי corrosion סדק: ההרחבה: ⁇ 1:1 יכול להתרחש בפלדת פחמן ופלדות אל-חלד אם ה- pH הופך להיות נפוץ מדי במבצע סקורבר טיפוסי, זה יכול לקרות כאשר סיבתי (NaOH) משמש לשליטה ב- pH וריכוזים מקומיים להיות גבוה מאוד.

כישלונות SCC הם לעתים קרובות פתאומיים וקטסטרופליים. סדק אחד יכול להתפשט דרך קיר כלי שיט, גרימת דליפה או קרע ללא התראה מוקדמת.

קורוזיה-Corrosion

קורוזיה של האירוניה היא האצה של קורוזיה בשל הסרת מכני של סרטי תחמוצת מגן על ידי חלקיקים abrasive. in scrubbers, הזחל מכיל מוצקות מושעה כי עכב על פני השטח במהירויות גבוהות, במיוחד במרפקקים, ריסוס nozzles, ו- Pumping casings.com של התקפה כימית ולבוש יכול להגדיל את אובדן החומרי על ידי גודל של תרכובות חום לעתים קרובות.

חומרים של בנייה עבור מחתרת קורוזיה

בחירת החומר הנכון עבור כל רכיב הוא קו ההגנה הראשון.חומרים הבאים משמשים בדרך כלל בשקפי גז פלואי, כל אחד עם נקודות חוזק ומגבלות ספציפיות.

פלדה ללא סטיות

פלדות אל-חלד Austenitic, כגון 304L ו 316L, משמשים באופן נרחב אך יש להם התנגדות מוגבלת לכלורידים. 316L מכיל molybdenum, אשר משפר את ההתנגדות, אבל בסביבות עתירי גבוה (מעל כ -2,000 pm Clides), זה עדיין יכול להיות לא מספיק.דפוס פלדות אל-חלד, כגון 2205 ו 2507, להציע כוח גבוה יותר וטוב יותר (למשל, 000), כמו למשל, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000 קלוגן טיפוסי).

Alloys מבוסס ניקל

עבור תנאים חמורים chloride ו-pH נמוך, ⁇ מבוסס ניקל כמו C-276 (UNS N10276) ו- Alloy 625 (N06625) הם לעתים קרובות מפורטים. ⁇ אלה מציעים התנגדות מצוינת לפצח לחץ ומדגיש קורוזיון קורוזיון.עם זאת, העלות הגבוהה שלהם מגבילה את השימוש שלהם לרכיבים קריטיים כגון באזורי letquench, מטושטשים, וטרונים קטנים.

Metals Reactive Metals (Titanium ו- Zirconium)

טיטניום יש התנגדות קורוזיה יוצאת דופן בסביבות כלור, אבל יכול להיות רגיש קורוזיה crevice בטמפרטורות גבוהות (מעל 70 מעלות צלזיוס) ו pH נמוך. Zirconium מספק אפילו התנגדות טובה יותר אבל יקר.

חומרים לא-מיטליים

פלסטיק רב-עוצמה (FRP), פוליוויניב כלורריד (PVC), ופוליפרופילן משמשים לעתים לדוכסות, ערימה, וצנרת בחלקים בטמפרטורה נמוכה.חומרים אלה חסינים על קורוזיה גלילבנית אבל יכול לדהום מחשיפה UV, מגבלות טמפרטורה (בדרך כלל מתחת 90 מעלות צלזיוס ל PVC), ואפקט מכני.

קידודים מוגנים ו Linings

גם עם בחירה חומרית זהירה, רכיבים רבים של נביחות דורשים הגנה נוספת.ק.קיבה וציפויים מספקים מחסום בין הסביבה הקורוזית לבין תת-קרקעית מבנית (לעתים קרובות פלדה פחמן מסיבות עלות).

עקבו אחרי apple-סרט

epoxy, vinyl ester, ציפוי פוליאורטן מוחל עוביים על עוביים של 250-500 מיקרונים.הם יעילים עבור שירות מתון אבל הם פגיעים לנזק מכני ורכיבה תרמית הכנה על פני השטח הנכון (פיצוץ מפוכח מתכת לבנה) יישום מיומן הם חיוני, כמו כל פגם סיכה יהיה להפוך לאתר עבור תחת קורוזיה.

המונחים:

ציפויים כבדים, כגון זכוכית flake חיזקו את ויניל אסטר (applied 2-4 מ"מ עבה) או epoxy מלא קרמיקה, מציעים עמידות רבה יותר. קשקשים או נוחתים אל פני השטח, יצירת נתיב קטורט עבור ההנצחה. ציפויים אלה משמשים נרחב כלי קולטן, טנקים, ו duwork, הם דורשים תיקון מושלם, אם הוא לא יכול להתרחש פגום.

גומי לינינג

Chlorobutyl גומי או צינורות גומי טבעיים, 3-6 מ"מ עבה, הם לעתים קרובות מוחלים על כלי פחמן פלדה סורקים.הם עמידים מאוד חומצות מינרלים והתקפות כלורידי, אבל לא יכולים לעמוד בטמפרטורות מעל 90 מעלות צלזיוס ללא השפלה. הם גם דורשים טיפול זהיר כדי למנוע חדירה מכנית.

Refractory and Acid-Resistant Bricks

באזור הנקה של אינלט שבו גז חם נכנס, טמפרטורות יכולות להיות גבוהות מדי עבור ציפויות אורגניות. ציפוי לבנים עמידים בחומצה, להגדיר עם אשלגן silicate או מרגמות רזאן, משמשים.מערכות אלה מספקות בידוד תרמי והתנגדות כימית.

תוצאות חיפוש עבור Scrubber Corrosionכישלונות

מקרה 1: פיטינגס ופרס על 316L Absorber Shell

צמח כוח מכוס פחם באמצעות אבן גיר-צוענים רטובים מרוטב מנוסה בדיפות תכופות בכלי הספוג בתוך שלוש שנים של סטארט-אפ.הכליה הופקה מפלדה מסוג 316L נירוסטה (UNS 31603) ניתוח הראה רמות כלור בחוט השדרה הגיעו 35,000 ppm בשל השימוש של זרם מים ממוחזר.

מקרה 2: מתח קורוזיה קרצת ב Inlet dut

במפעל כימי באמצעות מזחלת כדי להסיר HCl ו-SO2 מתהליך כלור, ה- 304L נירוסטה פיתחה סדקים ארוכי טווח לאחר 18 חודשים בלבד.הדוכס המופעל ב-120 מעלות C-150 מעלות C וחשף למיזוג גזי חומצה. A chloride SCC זוהה, עם לחצים משונים למחצה, אשר הופעלו ב- 25 שנים נוספות, לא היה אמור להיות מוחלף על ידי מדבקה.

מקרה 3: קריון קורוזיה תחת הפקדים Gypsum

הסקיר של צמח מלט סבל מדממה מקומית חמורה על דבורים אופקיות בתוך הכלי. Inspection גילה כי סולם הגיאום נבנה על פני השטח העליון של הדבורים, יצירת סביבה stagnant, חומצית תחת ההפקדות.625L, ושערי הזרקה הגיעו 3 מ"מ / שנים תחת הרזולוציה.

בדיקה וטכניקה מעקב

גילוי מוקדם של קורוזיה הוא קריטי למנוע כשלים.תכנית בדיקה מקיפה עבור סרובברים צריכה לכלול:

בדיקה חזותית ודאי פנטנט (PT)

בדיקות פנימיות קבועות, בדרך כלל במהלך הפסקות מתוכננות, מאפשרות זיהוי חזותי של קורוזיה, סדק ונזק ציפוי. Dye Penetrant בדיקות משמש לזיהוי פגמים פורצי פני השטח בחומרים שאינם קידוד.

מידות (UT)

UT הוא הכלי העיקרי לכמת אובדן קיר מקורטוזיון אחיד ובורך. רשת של קריאה עובי נלקח על הקליפה כלי שיט ומדורג קריטי לאורך זמן, ומאפשר חישוב של שערי קורוזיה. טכניקות C מתקדמות מספקות לספק מפה של עובי שנותר.

בדיקה רדיואקטיבית (RT)

RT משמש כדי לבדוק את הוורלדים ולזהות את הבורות הפנימיות או הזיהומים.רדיוגרפיה דיגיטלית מציעה תוצאות מהירות יותר וקשתות קלה יותר.

אישור אקוסטי (AE) ניטור

AE היא טכניקה בזמן אמת המזהה גלי מתח שנוצרו על ידי סדקים פעילים או ציפוי disbonding. זה יכול לשמש במהלך הידרוזה או אפילו במהלך פעולה כדי לזהות אזורים של נזק מתמשך. AE הוא שימושי במיוחד עבור זיהוי SCC לפני שהוא גורם דליפה.

Corrosion Rate Probes ו- Online Monitoring

עמידות חשמלית (ER) בדיקות והתנגדות לינארית לקיטוב (LPR) ניתן להתקין בלולאות במחזור סקורבר כדי למדוד את שיעורי קורוזיה מיידית. בשילוב עם pH, כלוריד וחיישנים טמפרטורה, לספק נתונים רציף שניתן להשתמש בהם כדי לייעל dosing כימי או לזהות תנאים מורכבים.

אסטרטגיות מניעתיות ומייגציה

ניהול תהליכים

שמירה על pH אופטימלי בעגלת הקלט היא הדרך היעילה ביותר להפחית את קורוזיה. pH מתחת ל 4.5 באופן דרמטי מגביר את שיעורי קורוזיה עבור רוב החומרים.רוב ה-Cubbers לפעול בין pH 5.0 ל 6.0 עבור יעילות מקסימלית של SO2 הסרת יעילות, אבל טיולים לרמות pH נמוכות להתרחש במהלך שינויים עומס או הפרעות סידן.

כימיקלים Inhibitors

מעכבי קורוזיה יכולים להיות מתווספים לצילומים כדי ליצור סרט מגן על משטחי מתכת. Molybdate- ו nitrite מבוססי מעכבים משמשים לעתים, אבל הם עשויים להיות נצרך במהירות בסביבה גבוהה סולמות ויכול להפריע לכימיה המפחידה.orgophosphonates ו azoles גם נחקרו.

שיפור עיצוב

תשומת לב לפרטים עיצוביים יכולה להאריך באופן משמעותי את חיי השירות.

  • להימנע מסדקים באמצעות נביחות מלאות וחיסול ברים.
  • לספק ניקוז בנקודות נמוכות כדי למנוע הצטברות נוזלית.
  • עיצוב נגישות כדי לאפשר ניקוי ופיקוח.
  • השתמש בקרוני גדול יותר בפינוק מרפקים כדי להפחית את השחיקה-קורוזיה.
  • התקנת צינורות מים לשטוף כדי להסיר את הפקדות בקנה מידה על פני השטח האופקיים.

תרגול הטוב ביותר

נוהלים כגון שטיפת לאחר הבקתה עם מים טריים כדי להסיר שאריות חומציות, שמירה על ריכוז סלורי תקין כדי להפחית את השחיקה, ולהימנע מעומסי טמפרטורה מופרזים במהלך סטארט-אפים וסגור את כולם תורמים לשליטה קורוזיה.

מסקנה

כישלונות המושרה בקורוזיה בגז פלואוברים גזים נותרו אתגר תפעולי משמעותי על פני תעשיות שמסתמך על מערכות בקרת זיהום אלה.סביבה הכימית התוקפנית – המתגנת על ידי pH נמוך, ריכוזים עתוריד גבוהים, טמפרטורות גבוהות ו מוצקים ארסיים – דורש גישה רב-מכוונת לחומרים, מערכות הגנה, בקרה, פיקוח ובדיקה.

בעוד העלות של יישום סגסוגת עמידים עמידים קורטוזיות וסוללות ביצועים גבוהים יכול להיות משמעותי, זה כמעט תמיד נמוך יותר מאשר העלות של OUTS לא מתוכנן, תיקונים חירום, ועונשים רגולטוריים. גישה פרואקטיבית המשלבת בחירה חומרית נאותה עם תוכניות ניטור קפדני ותחזוקת ימקסימה את חיי השירות של מערכות מעקב, להבטיח שהם ממשיכים לעמוד ביעדים סביבתיים באופן אמין ובטוח.

לקריאה נוספת, ראה (FLT:0) הנחיות הבינלאומיות על קורוזיה ב-Krosion in wet ScubbersFLT:1 ו-FLT:2 EPA הדרכה טכנית על חומרים של גז פלואופוריזציה