Coroziunea Materialelor Metalice Din Instalaţiile Petrochimice

  • View
    235

  • Download
    9

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Prin coroziune se înţeleg procesele de degradare şi deteriorare a metalelor, sau obiectelor metalice, sub acţiunea agenţilor chimici din mediu.Cauza acestor modificări nedorite ale metalelor sunt reacţii chimice şi, în special, electrochimice, care pornesc de la suprafaţa metalului respectiv.Astăzi, când industria cunoaşte un ritm de dezvoltare fără precedent, coroziunea este considerata un „cancer" al utilajelor, al instalaţiilor si al construcţiilor, un factor negativ al progresului industrial, o sursa permanenta de accidente si cheltuieli.

Text of Coroziunea Materialelor Metalice Din Instalaţiile Petrochimice

coroziunea materialelor metalice din instalaiile petrochimice

coroziunea materialelor metalice din instalaiile petrochimice

Universitatea Ovidius

Facultatea de tiine Aplicate i Inginerie

Specializare Tehnologii i Management n Prelucrarea Petrolului

STUDENT: MILITARU IONU ANDREI

PROF. COORD. : POPOVICI I. ANUL I MASTER TMPP

INTRODUCERE

Prin coroziune se neleg procesele de degradare i deteriorare a metalelor, sau obiectelor metalice, sub aciunea agenilor chimici din mediu.Cauza acestor modificri nedorite ale metalelor sunt reacii chimice i, n special, electrochimice, care pornesc de la suprafaa metalului respectiv.

Astzi, cnd industria cunoate un ritm de dezvoltare fr precedent, coroziunea este considerata un cancer" al utilajelor, al instalaiilor si al construciilor, un factor negativ al progresului industrial, o sursa permanenta de accidente si cheltuieli.

Coroziunea chimic se refer la procesele de distrugere a metalelor i aliajelor care se produc n gaze uscate, precum i n lichide far conductibilitateelectric i n majoritatea substanelor organice.

Coroziunea electrochimic se refer la procesele de degradare a metalelor ialiajelor n soluii de electrolii, n prezena umiditii, fiind nsoite de trecerea curentului electric prin metal.

Att coroziunea chimic ct i cea electrochimic, fiind procese ce se desfasoar la interfaa metal-gaz, fac parte din categoria reaciilor eterogene i se supun legilor generale ale cineticii acestor reacii.

ANALIZA SISTEMELOR DE COROZIUNEDIN RAFINRIILE DE IEI

Dezvoltarea industrial din ultimele decenii a amplificat numrul materialelor, materiilor prime, utilajelor, instalaiilor tehnologice, iar la o alt scar a avut loc o nmulire a situaiilor de manifestare a factorilor de risc capabili de efecte sau accidente.

Avariile i catastrofele industriale majore, n special cele din chimie, rafinriile de iei, petrochimie i energetic nuclear, au sensibilizat comunitatea internaional, prin dezastrul ecologic, social i economic produs.

Coroziunea este considerat una din cele mai importante probleme ale societii noastre moderne, rezultnd n fiecare an pierderi de sute de miliarde de dolari.

CARACTERIZAREA MEDIILOR TEHNOLOGICE

Mediile tehnologice specifice rafinriilor conin diveri ageni de coroziune care pot proveni din:

- ieiul brut care se prelucreaz cu apa salin care l nsoete de la schel.

- Substanele chimice care se utilizeaz n procesele de prelucrarea ieiului.

- Mediul nconjurtor.

Multe substane care se gsesc n compoziia ieiului, n cantiti variabile i apreciabile sunt responsabile direct sau indirect n apariia fenomenelor de coroziune i depuneri la echipamentele metalice ale instalaiilor tehnologice. Dintre ele se remarca clorurile, compuii cu sulf, oxigenul i compuii cu oxigen, compuii policiclici cu oxigen, sulf i azot, dioxidul de carbon i diferite substane minerale. Acetia acioneaz ca atare, n combinaie unii cu alii sau prin descompunere dau natere la ageni foarte agresivi cum sunt: acidul clorhidric, hidrogenul sulfurat, acizii politionici, acidul sulfuric, vanadaii de sodiu, clorurile i sulfurile feroase, ferice i de amoniu etc.

O serie de substane se adaug n fluxul tehnologic cu rol de catalizatori, neutralizani, ageni de tratarea apei etc., din care menionm: acid sulfuric, acid fluorhidric, hidroxidul de sodiu, mercur, amoniac, clorura de amoniu,

De asemenea, deplasarea curenilor de aer de pe platforma rafinriei exercit influen mare asupra fenomenelor de coroziune. Direcia i viteza vntului sunt hotrtoare, n privina deplasrii agenilor chimici atmosferici de la sursa de emisie. O parte din aceti compui, acioneaz ca atare degradnd materialele cu care vin n contact iar alt parte, sub aciunea umiditii (precipitaii atmosferice) se transform n acizii corespunztori cu aciune accentuat asupra dizolvrii metalului sau betonului.

TIPURI DE MATERIALE METALICE UTILIZATE PENTRU CONSTRUCIA ECHIPAMENTELOR N INSTALAIILE DE PRELUCRARE A IEIULUI

Materialele de construcie principale, pentru echipamentele metalice din instalaiile de prelucrarea ieiului sunt oeluri carbon, oeluri aliate cu molibden i crom-molibden (n instalaiile de reformare catalitic, hidrotratare i hidrocracare, unde se lucreaz n mediu de hidrogen i compui cu sulf, la temperaturi ridicate), oeluri inoxidabile, aliaje pe baz de cupru, nichel i aliajele sale.

Majoritatea echipamentelor metalice sunt confecionate din oel carbon (coloane de fracionare, vase de msur, rezervoare de depozitare, conducte, pompe, structuri metalice, suporturi etc.).

FORME DE COROZIUNE SPECIFICE

Coroziunea atmosferic. Acest tip de coroziune este provocat n mod obinuit de aciunea combinat a oxigenului, vaporilor de apa si bioxidului de carbon coninute n aerul curat, la care se adaug clorura de sodiu in regiunile, maritime. Coroziunea atmosferica este mai intensa in aerul cald si bogat in vapori de apa de la tropice.

Coroziunea n sol. Cantitatea din ce m ce mai mare de oel ngropat n sol sub forma de conducte pentru transportul produselor petroliere si al gazelor a atras atenia asupra acestui tip de coroziune. Coroziunea in sol este un fenomen deosebit de complex din cauza numeroilor factori care l pot determina (umiditate, oxigen, sruri, acizi organici, microorganisme aerobe, microorganism anaerobe, curent, vagabonzi, diferite substane chimice infiltrate in sol in regiunile industriale etc.)..

Coroziunea microbian. Provocata de diverse microorganisme, coroziunea microbiana are loc prin intermediul produselor chimice rezultate din metabolismul microorganismelor.

Coroziunea uniform se caracterizeaz prin faptul ca viteza de atac a agentului coroziv este aceeai pe toat suprafaa metalului. O coroziune de acest tip se poate exprima prin grosimea stratului corodat, in funcie de timp (de exemplu mm/an).

In cazul coroziunii neuniforme, viteza de coroziune nu este chiar identica in toate punctele suprafeei atacate, ceea ce are ca urmare obinerea unei suprafee mai puin uniforme. In cazul acesta coroziunea se exprima in grame de metal corodat pe unitatea de suprafa, in funcie de timp.

Coroziunea in pete este o varianta mai accentuat a coroziunii neuniforme.

Coroziunea perforant (in cratere, in ciupituri, pitting) este varianta extrema a coroziunii neuniforme. In acest caz pe o suprafa mai mare, atacul poate fi localizat ntr-un singur punct in care coroziunea progresnd rapid perforeaz in scurt timp o placa de metal, scond din uz un reactor, un rezervor, o conducta etc. Coroziunea perforanta se exprima prin numrul i adncimea craterelor formate pe unitatea de suprafa, in funcie de timp.

FORME DE COROZIUNE SPECIFICE INSTALAIILOR DIN RAFINRIILE DE IEI

In instalaiile din rafinrie i petrochimie, datorit complexitii mediilor de lucru, varietii de materiale utilizate i condiiilor tehnologice severe, fenomenele de coroziune se manifest, n funcie de aspectul i caracterul distrugerii, sub form de coroziune continu (generalizat), localizat, selectiv, galvanic, sub tensiune, microbiologic, sub aciunea hidrogenului etc.

Coroziunea generalizat su continu apare i se dezvolt, uniform sau neuniform, pe ntreaga suprafa a metalului, aflat sub aciunea mediului coroziv.

Aspectul uniform al coroziunii, caracterizat prin aceeai vitez de atac pe ntreaga suprafa apare la echipamentele din oel carbon, n mediu de hidrocarburi (benzin, petrol, motorin etc.), la oelurile inoxidabile n soluii diluate de acid maleic la diferite aliaje n medii tehnologice n prezena inhibitorilor de coroziune etc.

Aspectul neuniform al coroziunii generalizate, caracterizat prin atac diferit pe anumite zone ale suprafeei, apare la coloanele de fracionare produse petroliere cu conductele aferente, rezervoarele de depozitare, vasele de reflux, construciile metalice, suprafaa exterioar neprotejat a recipientelor i conductelor n contact cu agenii chimici atmosferici etc.

Coroziunea localizat se produce pe anumite zone ale suprafeei metalice sub form de puncte (pitting), pete, plgi sau caverne, fisuri etc. Prezena unor anioni n fluidele tehnologice din rafinrie, cum sunt cei de halogen, n prunul rnd ionii de clor, favorizeaz apariia i dezvoltarea coroziunii n pitting a materialelor metalice pasivabile. In instalaiile din rafinrie se ntlnete la:

- Oelul inoxidabil n medii impurifcate cu compui cu clor i acid clorhidric, H2S04, FeCI2/FeCI3, acid maleic concentrat, acizi politionici etc.

- Utilajele din oel carbon, oel aliat sau alam n contact cu apa recirculat de rcire, abur sau medii tehnologice petroliere impurificate cu cloruri, cianuri, amoniac, ioni sulfhidrici, oxigen, sulfocianuri, ioni metalici cu valena variabil sau depuneri sub care se formeaz elemente cu aerare diferenial.

Pete de coroziune se ntlnesc la plcile tubulare ale schimbtoarelor de cldur, din oel carbon, n contact cu apa de rcire, fasciculele tubulare prin care circul efluent reactor (benzin cu hidrogen contaminat cu cloruri i compui cu sulf), mantalele schimbtoarelor de cldur, talerele, virolele i clopoeii coloanelor de fracionare sau recipienii n contact cu mediul atmosferic.

Coroziunea selectiv se caracterizeaz prin distrugerea unui singur constituent (element) sau a unui component chimic al aliajului, respectiv dezincarea sau grafitizarea.

Coroziunea fisurant este una din formele cela mai periculoase de coroziune care apare la utilajele din rafinrie i petrochimie, caracteristic aliajelor cu o structur eterogen i cu proprieti mecanice ridicate: oeluri inoxidabile, oeluri slab aliate, aliaje de aluminiu, aliaje Cu-Zn, Cu-Ni etc. Mediile care favorizeaz apariia acestei forme de coroziune sunt de natur organic sau anorgan