Химийн байгууллагуудад аллояны цолын үйлдвэрлэлийн хэрэглээг ажиглах

Химийн боловсруулах үйлдвэрт яагаад хайлшны хоолой чухал вэ?

Химийн үйлдвэрийн тогтвортой хоолойн шийдлийн эрэлт өсөж байна

Химийн үйлдвэрийн үйл ажиллагаанд даралт тасралтгүй нэмэгдэж байгаа бөгөөд Ponemon Institute-ийн (2023) саяхны мэдээллээр ойролцоогоор гурван хоёр нь зөрүүтэй хоолойн системийг аюултай зүйлсийг асгаруулахаас сэргийлэхэд чухал приоритет гэж үзэж байна. Хайлшлагын хоолойнууд энгийн нүүрстөрөгчийн гангаас илүү их хугацаагаар үргэлжлэх учраас эдгээр сорилтыг илүү сайн даван туулах боломжийг олгодог. Ийнхүү хурдасгалаар хэтэрхий хурдан элэгддэг нөхцөлд хоолой солих зардлыг бараг хагасаар бууруулсан тухай мэдээлэл гарч ирсэн. Жишээ нь хлорт уусгагчийн үйлдвэрт хайлшлагын хоолой руу шилжсэнээр тоног төхөөрөмжийн амьдралын хугацаа 3-5 жил байснаас 12-15 жил болтол хүрч, үйлдвэрлэлд хийгдэх зогсолтууд багасаж, нийтдээ аюулгүй ажиллах орчин бүрдсэн.

Хүнд химийн орчинд хайлшлагын ган хоолойн илүү дээд чадавхи

Хайлштай гангаар хийсэн хоолойд хүчил ба суурьд өртөх үедээ цоорол, трещин, исэлдэлтээс хамгаалахад тусалдаг хром, никель, молибден зэрэг элементүүд агуулагддаг. 2022 оны Өртөг Хамгааллын Зөвлөлийн өгөгдлөөр хүхрийн хүчил агуулсан системд эдгээр хоолойг ашиглах нь энгийн нержис гангаас ойролцоогоор 92 хувиар бага хэмжээний зүйрэлт үүсгэдэг. Эдгээр хайлштай гангуудын онцлог нь маш өндөр температурт ч тэсвэртэй байх чадвар юм. Заримдаа 1,100 Фаренгейт (ойролцоогоор 593 Целси) хүртэлх температурыг даашинаж чаддаг. Энэ шинж чанар нь хүчтэй халах болон идэвхитэй шингэнтэй орчинд зэрэг ажилладаг химийн урвалж, найрлага салгагч багана зэрэг тоног төхөөрөмжид ялангуяа тохиромжтой болгодог.

Салбарын чиг хандлага: Хайлштай хоолой шиг өндөр үзүүлэлттэй материалуудыг хэрэглэх

Одоогоор шинээр барьж буй химийн үйлдвэрийн нийтлэг дөрвөлд гурваас илүү нь хамгийн чухал технологийн шугамд нийлмэлийн хоолойг ашиглаж байна. Энэхүү хандлага нь ихэвчлэн EPA-ийн хатуу заавар, дүрэм болон урт хугацааны мөнгөний хэмнэлттэй байдалд оршдог. 2023 оны сүүлд хийсэн салбарын судалгаагаар харахад уламжлалт материалуудаас нийлмэлийн хоолой руу шилжсэн үйлдвэрүүд нь арван жилийн дараа засвар үйлчилгээний зардлаа ойролцоогоор 34 хувиар бууруулсан байв. Мэдээж салбар нь хуучин арга барилуудаас татгалзаж байна. Үйлдвэрлэгчид эрүүл мэндийн стандартыг хангахаас гадна орчин үеийн орчны нөлөөг багасгаж, тасралтгүй зогсолтгүй ажиллагааг хангаж буй материалыг бүр ихээр анхаарч эхэлжээ.

Нийлмэлийн хоолойн цахилгаан эерэг элементийн орчинд уусахаас хамгаалах чанар

Хүчиллэг ба цахилгаан эерэг нөхцөлд нийлмэлийн хоолой хэрхэн уусахаас тэсвэртэй байдаг вэ

Химийн бодис идэвхтэй байдаг газруудад хром, молибден зэрэг металлүүдийн тусламжтайгаар үүсгэсэн тусгай исэлжилтийн давхарга бүхий хайлшлог гангууд нь ердийн гангаас илүү сайн ажилладаг. Хром агуулсан хайлшлогууд исэлжүүлэгч хүчилтэй тааралдах үед гадаргуу дээрээ пассивжилтийн давхаргыг үүсгэдэг. Энэ хамгаалах давхарга нь коррозийг саатуулж, судалгаагаар хүхрийн хүчилтэй ажиллах үедийн засвар үйлчилгээний зардлыг жинхэндээ 40 хувь хүртэл бууруулдаг байна. Энэ тухай Мав ба баг нь 2025 онд тайлагнаж байсан. Хлорын хүчил шиг исэлжүүлэгч бус хүчилтэй ажиллах тохиолдолд никельд суурилсан хайлшлогууд илүү тэсвэртэй байдаг. Жаогийн багийн тайлангаар зарим туршилтуудад эдгээр материалууд 20% HCl-ийн уусмалд дараалан 1000 цаг зөөлөрсний дараа ч массаа 1%-иас бага алдсан байна.

Хортой бодисыг хайлшлог гангийн хоолойгоор аюулгүй тээвэрлэх

Химийн үйлдвэрүүд хлорын хий, шүлт, азотын хүчил шиг бодисуудыг аюулгүй зөөхөд хайлшлуудын хоолойг итгэдэг. Гол онцлог шинж чанарууд нь:

• Дурын өргөн буцаалтын тохиргоо : 8–12 мм зузаан хананаас суспенз болон жижиг хэсгүүдийн дотор талын элэгдэлд тэсвэртэй
• Микробүтцийн хяналт : Никель-хромын хайлшлуудын аустенит бүтэц нь цэврүүт коррозид тэсвэртэй
• Температур тохируулах : Материалын халалтаар өргөсөх коэффициент нь технологийн нөхцөлтэй (400°C хүртэл) таарч байх

Эрдэм шинжилгээний судалгаагаар хүчилтөрөгч-алюмин-цирконийн хайлш хлорт усны хүчилд 99,8% хуримтлалын найдвартай байдлыг хангаж байгаа бол ердийн 316L зэвэрдэггүй гангуудад энэ 92% байдаг.

Зэвэрдэггүй ган ба никелд суурилсан хайлш: Хүчилд тэсвэртэй материал сонгох

Хольсон хүчилтэй ажиллах уурхайнууд нь ихэвчлэн дуплекс шингэн зэс (22% Cr, 5% Ni, 3% Mo) -ийг зааж өгдөг бөгөөд эдгээр нь олон янзын химийн бодисын эсэргүүцэлтэй хамт $280/м-ийн хямд үнэтэй байдаг. ASME B31.3 стандартын дагуу эдгээр хайлшлууд тасралтгүй ажиллаж байх үедээ коррозийн хурдыг жилд 0.1 мм-ээс доош байлгах шаардлагатай.

Хайлшлайн гангуудын өндөр температур, өндөр даралтын үзүүлэлт

Хэт өндөр нөхцөлд тэсвэртэй байдал: Реакторууд ба Боловсруулалтын шугамууд дахь Хайлшлайн хоолимогууд

500 хэмийн болон түүнээс дээш температуртай урвалжилагчид энгийн нүүрстөрөгчтэй ган удаан хугацаагаар тэсвэртэй байх чадваргүй. Ихэнх тохиолдолд ийм нөхцөлд зөвхөн хэдхэн сарын дотор гэмтэл үүсдэг. Ойрынх 540°C температурт удаан хугацаагаар ажиллах шаардлагатай тохиолдолд ASME котлын кодын шаардлагыг хангасан 15CrMo зэрэг ангилалуудыг ихэвчлэн сонгодог. Харин температур илүү өндөр болох үед P91 хайлшийн хоолойнууд шаардлагатай болдог бөгөөд эдгээр нь орчин үеийн цахилгаан станцын шингэнт их критик системд ойролцоогоор 600°C-д гарах экстрем халуунтай ажиллах чадвартай. Эдгээр хайлшнуудыг онцлог болгох нь хром молибден агуулсан найрлага нь коррозийн эсрэг натурал хамгаалалтын давхрагыг үүсгэдэгт оршино. Этилен задлах, катализын шинэчлэлт зэрэг технологийн процессоор ингирэх нь гол асуудал болдог бөгөөд ийм хамгаалалтын исэлдүүлсэн давхрага маш их ач холбогдолтой.

Конденсатор, дулаан солилцуур, өндөр даралттай хоолойд хэрэглэх

Хүхрийн хүчил конденсаторууд нь 180-300 хэмийн халуун ба ойролцоогоор 25 бар даралтанд муруйх эсвэл деформацид орохоос сэргийлэх тусгай хайлшны хоолойд тулгуурладаг. Петрохимийн хэрэглээнд зориулж, хосласан гангаар хийсэн дулаан солилцуур нержавка гангаар хийсэн хувилбараасаа солих хэрэгцээтэй болох өмнө ойролцоогоор 40 хувиар илүү их хугацаа ажилладаг байна гэдгийг тоног төхөөрөмжийн үйлдвэрлэгчид олж мэдсэн. Их даралттай устөрөгчийн тээврийн асуудалд тулгардаг хүмүүс инконел 625-ыг багтаасан никель-хромын хайлшууд шиг материал руу эргэдэг. Эдгээр материалыг онцгой нөхцөлд 345 бар хүртэлх даралттай ажилладаг хоолойн системүүдэд бусад металлд тохиолддог устөрөгчийн хатуурангижилтийн асуудлыг шийдвэрлэхэд ашигладаг.

Дулааны цикл болон механик стресс-ийн дорх материаллын бүтцийн бүрэн байдлын хадгалалт

Ванадиум/никелээр сайжруулсан хайлш нь FCCU шилжүүлэх шугамууд дээр 50,000-аас дээш термийн мөчлөгт тэсвэртэй байх бөгөөд 350 МПа-аас дээш уян хатан байдлын хүчийг хадгалдаг. Талын судалгаа нь API 5L X80 хоолойнууд 200°C температурын хэлбэлзэл болон 80 МПа-ийн ачаалалд арван жил өртсний дараа 92% нь нөлөөллийн уян хатан чанарыг хадгалж байгааг харуулж байна—эттилен оксидын боловсруулах системүүдэд энэ нь маш чухал.

Гол хэрэглээ: Хүхрийн хүчил болон химийн бодисыг зөөхөд Аллои 20-ийн үүрэг

Яагаад Аллои 20 нь хүхрийн хүчлийг боловсруулахад илүү дуртай сонголт болдог вэ

Сплав 20 нь никель, төмөр, хром болон стабилижуулалтанд зориулсан ниобийн агууламжтай бөгөөд Материалын судалгааны сэтгүүл (Materials Research Journal) 2023 онд хийсэн хамгийн сүүлийн үеийн судалгаагаар хүхрийн хүчилд орших үедээ түүний дунд коррозитой харьцах тэсвэрт чанар нь ойролцоогоор 98% байдаг. Энэ материал нь 120°C-аас дээш температурт ч гэсэн цэврүүжилт болон хүндийн хүчний улмаас үүсэх трещинийг эсэргүүцэх чадвартай байдаг. Иймд сплав 20 нь бусад материалын хувьд хурдан хугацаанд гэмтэж, ялангуяа 50%-93% хүртэлх хүхрийн хүчлийг зөөх үед стандарт шингэн төмөр хангалтгүй байдаг химийн боловсруулалтын систем, жишээ нь хүчил концентрацлах систем болон реакторын оролтын шугам зэрэг хэрэглээнд илүү тохиромжтой юм. Энэ нь эмийн болон нефтехимийн салбарт өргөн хэрэглэгддэг.

Харьцуулах үзүүлэлт: Сплав 20 ба бусад никельд суурилсан сплавууд

Хайлангийн 20 нь фосфорын хүчилтэй холимогт стандарт никель-хромын хайлшнаас 60% бага коррозийн түвшинтэй бөгөөд Hastelloy-иас 45% хямд (Үйлдвэрлэлийн хими, 2023). Түүний тэнцвэртэй найрлага нь илүү сайн цавууралт, дулааны тогтвортой чанарыг хангаж, өндөр даралттай хоолойд хэвтээ зууралтгүй холболтуудыг хангахад чухал ач холбогдолтой.

Хайлангийн 20-ийн хоолойд зардал ба үргэлжлэх хугацааг зохицуулах

Хайлангийн 20 нь нүүрстөрөгчийн гангаас анхдагчаар 30% илүү өртөгтэй ч хүчилтэй боловсруулах үед 15–20 жилийн үйлчилгээний хугацаа нь 100 метр тутамд нэг амьдралын туршид $180,000-ийн засвар үйлчилгээний зардлыг бууруулдаг (Коррозийн инженерчлэл, 2023). Хайлангийн 20-г ашигладаг тоног төхөөрөмжид хоолойн эвдрэлээс 83% бага төлөвлөгөөгүй зогсолт гардаг бөгөөд дунд зэргийн хүхрийн хүчил үйлдвэрт жилд $2.7 сая орлоготой.

Химийн үйлдвэрийн суурин болон системд хайлангийн хоолойг нэгтгэх

Химийн үйлдвэрүүд нь цацрагийн бүтцийн бат бөх чанарыг хадгалж, шийдэнтийн нэгжүүдийг холбох шаардлагатай. Хайлшлангийн хоолойнууд нь урвалжлагч бодис болон хэт өндөр ачаалалтай системүүдийг агуулсан нарийн төвөгтэй системүүдэд тохиромжтой байдгаас болж орчин үеийн дэд бүтцийн загварчлалд үндсэн үүрэг гүйцэтгэж байна.

Нарийн төвөгтэй химийн боловсруулах нэгжүүдийн найдвартай хоолойн сүлжээний загварчлал

Томоохон үйлдвэрийн сүлжээнд ирэх үед ихэнх инженерчид стрессийн коррозийн хагарал (SCC) болон ердийн коррозийн асуудалд илүү тэсвэртэй байдгаараа хайлшлагын хоолойг сонгодог. Materials Performance-ийн 2023 оны саяхан гаргасан тайлангийн мэдээллээр, уламжлалт нүүрстөрөгчийн гангуудын оронд хайлшлагын ган хоолой руу шилжсэн объектуудын хувьд хүлээгдээгүй засвар үйлчилгээний асуудал 40% буурсан байна. Эдгээр хоолойг ийм найдвартай болгож буй юу вэ? Дистилляци, кристаллачлах, фракцлагч багана зэрэг тогтвортой байдал чухал үед шингэний урсгалыг тогтооход даралт өөрчлөгдөх үед ч хэлбэрээ хадгалж, 6,000 psi хүртэлх хэлбэлзлийг даах чадвартай байдаг. Мөн урьдчилан бэлтгэсэн хайлшлагын хоолойн хэсгүүд барилгын үе шатанд маш их тус болдог. Ийм бэлэн бүтээгдэхүүнүүд компаниуд системийг нэг дор биш, модуль байдлаар барьж, барилгын талбайд зарцуулах хугацааг 15-20 хувь бууруулахад тусалдаг бөгөөд муу цэгэгдэлтэй болох эрсдэлийг багасгадаг.

Хайлштай гангийн хоолойнууд ашиглан сав, вентиль, дулаан солилцууртой холбох

Хадгалалтын савыг боловсруулах тоног төхөөрөмжтэй холбоход хайлштай гангийн хоолойнууд нь шүүрэлгүй, бат бөх байдалд маш сайн ач холбогдолтой байдаг. Эдгээр нь хлорид, сульфид эсвэл сул зэх бодис шиг сул материалуудыг задалдаг хатангир шингэнтэй ажиллах үед ялангуяа чухал болдог. Халах үед эдгээр хоолойнуудын томрох байдлын онцлог нь цэвэрхийлэгч ган шиг стандарт фланцын материалтай сайн тохирч, өдрийн турш температур өөрчлөгдөх үед холболтуудийн гэмтэх магадлал багасдаг. Жишээлбэл, дулаан солилцуурт никель-хромын хайлш нь ойролцоогоор 10 мянган цагийн тасралтгүй ажилласны дараа ч дулаан дамжуулах чадвараа ойролцоогоор 98% хадгалж чаддаг тул ихэвчлэн анх хийдэг пластик хоолойноос илүү их хугацаа үргэлжилдэг. Энэ бүх зүйл нь үйл ажиллагааг гэнэт зогсохгүй, урсгалттайгаар явуулахад тусалдаг бөгөөд зогсонги цагт мөнгө алддаг объектуудад ухаалгаар сонголт болдог.

НӨАТ-ын хэсэг

Яагаад химийн боловсруулалтын үйлдвэрт хайлшийн хоолойг илүүд үздэг вэ?

Хайлшны хоолой нь илүү их хугацааны тэсвэрт чадал болон исэлдэлтийн эсрэг тэсвэрт чадалтай тул хатуу химийн орчинд тохиромжтой. Энэ нь засвар үйлчилгээний зардлыг бууруулж, тоног төхөөрөмжийн ажиллах хугацааг уртасгадаг.

Химийн орчинд хайлшлагатай гангийн гүйцэтгэлийг сайжруулахад ямар элементүүд нэмэр хүргэдэг вэ?

Хром, никель, молибден зэрэг элементүүд нь хайлшлагатай гангийн хоолойд цооролт, трещин, исэлдэлтээс хамгаалах үйлчилгээтэй.

Хэт өндөр температур, даралтанд хайлшны хоолой ба ердийн нүүрстөрөгчийн ган хоёр харьцуулахад ямар ялгаатай вэ?

Хайлшны хоолой нь илүү өндөр температур, даралтыг тэвчих чадвартай байдаг тул урвалжилсан химийн орчинд гэмтэл гарахаас сэргийлж, гангаас илүү сайн ажилладаг.

Хайлшны хоолой руу шилжих үед ямар эдийн засгийн давуу талуудыг хүлээж болох вэ?

Үйлдвэрүүд засвар үйлчилгээний зардлыг хамгийн ихээр бууруулах, үйлчилгээний хугацааг уртасгах боломжтой бөгөөд үүнээс үүдэн төлөвлөгөөгүй зогсолтууд багасаж, нийт зардал хэмнэгдэнэ.