Inžinieriaus kontrolinis sąrašas, kaip nurodyti nerūdijančio plieno kabelių movas korozinėje aplinkoje

Įvadas

Kiekvieno inžinieriaus košmaras - stebėti, kaip sugenda brangi įranga, nes pasirinkote netinkamą kabelių riebokšlių medžiagą. Vienas nedidelis medžiagos specifikacijos netikslumas gali lemti katastrofiškus sistemos gedimus, saugos incidentus ir milijonines pakeitimo išlaidas. Nematomas priešas - korozija - neduoda antrų šansų - jis atakuoja negailestingai, kol jūsų apsauga visiškai sugenda.

Siekiant užtikrinti patikimą apsaugą nuo konkrečių korozijos veiksnių ir kartu užtikrinti elektros saugą bei atitiktį teisės aktų reikalavimams, reikia sistemingai vertinti cheminį suderinamumą, pasirinkti rūšį (316L arba 304), aplinkos veiksnius, sertifikavimo reikalavimus ir ilgalaikio veikimo kriterijus, kad būtų užtikrinta patikima apsauga nuo konkrečių korozinių veiksnių.

Praėjusį mėnesį Hasanas, vyriausiasis inžinierius gėlinimo įrenginys¹ Dubajuje, beviltiškai paskambino man, kai praėjus vos 18 mėnesių po eksploatacijos pradžios aptiko smarkią koroziją ant kabelių riebokšlių įrenginių. Nors buvo nurodyti nerūdijančio plieno riebokšliai, dėl netinkamai parinktos markės ir netinkamų tarpiklių medžiagų įrangos keitimas kainavo $2,3 mln. Šis išsamus kontrolinis sąrašas padeda išvengti tokių brangiai kainuojančių klaidų, nes užtikrina, kad nurodysite būtent tokią apsaugą, kuri tinka konkrečiai korozinei aplinkai.

Turinys

• Kodėl nerūdijantis plienas yra būtinas koroziją sukeliančioje aplinkoje?
• Kaip pasirinkti tinkamą nerūdijančio plieno klasę?
• Kokius aplinkos veiksnius turite įvertinti?
• Kokie sertifikatai ir standartai yra svarbiausi?
• Kaip užtikrinti ilgalaikį našumą?
• DUK apie nerūdijančio plieno kabelių movas

Kodėl nerūdijantis plienas yra būtinas koroziją sukeliančioje aplinkoje?

Standartiniai kabelių riebokšliai gali atrodyti tinkami popieriuje, tačiau korozijos aplinkoje jie yra tarsi popieriniai skėčiai per uraganą - visiškai netinkami, kai labiausiai reikia apsaugos.

Nerūdijančio plieno kabelių movos užtikrina puikų atsparumą korozijai dėl chromo oksido pasyvūs sluoksniai²puikų mechaninį atsparumą ekstremalioms temperatūroms, cheminį inertiškumą rūgštims ir šarmams ir ilgalaikį matmenų stabilumą, kuris užtikrina sandarumo vientisumą, kai standartinės medžiagos sugenda per kelis mėnesius.

Atsparumo korozijai mechanizmai

Slaptasis nerūdijančiojo plieno ginklas - savaime išsilyginantis chromo oksido sluoksnis. Veikiamas deguonies, chromas sudaro nematomą apsauginį barjerą, kuris pažeidus nuolat atsinaujina. Šis pasyvus sluoksnis užtikrina nuolatinę apsaugą, kuriai žalvaris, aliuminis ar plastikas tiesiog negali prilygti.

Pagrindinės apsauginės savybės:

• Chromo kiekis (mažiausiai 10,5%) sukuria pasyvųjį oksido sluoksnį
• Savigydos gebėjimas - įbrėžimai automatiškai vėl pasyvuojasi deguonyje
• Cheminis inertiškumas - atsparus rūgščių, šarmų ir chloridų poveikiui.
• Temperatūros stabilumas - išlaiko savybes nuo -196°C iki +400°C
• Galvaninis suderinamumas³ - išvengiama nepanašaus metalo korozijos problemų.

Realaus veikimo duomenys

Teksase esančioje naftos chemijos gamykloje dirbantis techninės priežiūros inžinierius Davidas užfiksavo, kad per penkerių metų eksploatavimo laikotarpį medžiagos smarkiai skyrėsi:

Nors 316L nerūdijančiojo plieno riebokšliai iš pradžių kainavo 6-8 kartus brangiau, Davido įmonė apskaičiavo, kad 340% investicijos atsipirks per penkerius metus dėl sumažėjusių keitimo išlaidų ir sutrumpėjusių techninės priežiūros prastovų.

Atsparumo cheminėms medžiagoms privalumai

Rūgšti aplinka:

• Sieros rūgštis - 316L aplinkos temperatūroje išlaiko iki 10% koncentraciją
• Druskos rūgštis - ribotas atsparumas, reikalingos specialios rūšys didelei koncentracijai
• Azoto rūgštis - puikus atsparumas plačiame koncentracijos diapazone
• Organinės rūgštys - puikios acto, skruzdžių ir citrinos rūgščių savybės

Jūrų ir chloridų aplinka:
"Hassan" Dubajaus gėlinimo įrenginys yra tinkamiausia bandymų aplinka, kurioje chloridų kiekis viršija 19 000 ppm, yra didelė drėgmė ir temperatūros svyravimai. 316L nerūdijančiojo plieno sudėtyje esantis molibdenas užtikrina didesnį atsparumą įskilimams, kokio standartinės rūšys negali pasiekti.

"Bepto" gamina 316L nerūdijančiojo plieno kabelių movas, kurioms atliekamas 1000 valandų druskos purškimo bandymas pagal ASTM B117⁴užtikrinant, kad jie atitiktų griežtus reikalavimus, keliamus pačiose agresyviausiose pasaulio aplinkose.

Kaip pasirinkti tinkamą nerūdijančio plieno klasę?

Renkantis nerūdijančiojo plieno markes reikia ne rinktis brangiausią variantą, o suderinti konkrečias metalurgijos savybes su konkrečia korozine aplinka ir eksploatavimo sąlygomis.

Nerūdijančiojo plieno markės pasirinkimas priklauso nuo konkrečių korozijos veiksnių, darbinės temperatūros diapazono, mechaninio įtempio reikalavimų ir kainos; 316L užtikrina didesnį atsparumą chloridams jūrinėje ir (arba) cheminėje aplinkoje, o 304 užtikrina tinkamą apsaugą švelniomis korozijos sąlygomis už mažesnę kainą.

Klasių palyginimo matrica

304 nerūdijantis plienas (18-8 klasė):

• Sudėtis: 18% chromo, 8% nikelio, mažas anglies kiekis
• Geriausios programos: Maisto perdirbimo, architektūros, švelnių cheminių medžiagų aplinkoje
• Apribojimai: Prastas atsparumas chloridams, jautrus įskilimams jūrinėje aplinkoje
• Sąnaudų veiksnys: 1,0x bazinė nerūdijančio plieno kaina

316L nerūdijantis plienas (18-10-2 klasė):

• Sudėtis: 18% chromo, 10% nikelio, 2% molibdeno, mažai anglies
• Geriausios programos: Cheminis perdirbimas, jūrų pramonė, farmacija, celiuliozė ir popierius
• Privalumai: Puikus atsparumas taškinei ir plyšinei korozijai
• Sąnaudų veiksnys: 1,3-1,5 karto didesnis nei 304 klasės

Cheminio suderinamumo vertinimas

Norint tinkamai pasirinkti rūšį, svarbiausia suprasti, koks korozijos greitis yra priimtinas konkrečiam jūsų taikymui:

Pramonės standartiniai korozijos rodikliai:

• Puikus atsparumas: <0,1 mm per metus (rekomenduojama kritinėms reikmėms)
• Geras atsparumas: 0,1-0,5 mm per metus (priimtina daugumai pramoninių paskirčių)
• Sąžiningas atsparumas: 0,5-1,0 mm/metus (tikėtinas ribotas tarnavimo laikas)
• Prastas atsparumas: >1,0 mm per metus (nerekomenduojama naudoti ilgą laiką)

Atrankos pagal cheminę medžiagą vadovas:

Specializuoto laipsnio aspektai

Teksaso naftos chemijos gamykloje "David" ekstremaliomis sąlygomis reikėjo super austenitinės klasės⁵:

Super austenitinis nerūdijantis plienas:

• 254 SMO (6% molibdenas) - ypatingas atsparumas chloridams jūros vandenyje
• AL-6XN - didelis stiprumas ir ypatingas atsparumas korozijai
• Sąnaudų veiksnys: 3-4x standartinė 316L kaina
• Paraiškos: Jūros vandens gėlinimas, didelio chlorido kiekio cheminiai procesai

Sąnaudų ir naudos analizės pavyzdys:
Deivido įstaigoje atlikta 20 metų bendrųjų sąnaudų analizė:

Rezultatas: Super austenitinė klasė užtikrino mažiausią bendrą kainą, nepaisant 2 kartus didesnės pradinės priemokos.

Kokius aplinkos veiksnius turite įvertinti?

Aplinkos vertinimas nėra vien tik langelių tikrinimas - tai supratimas, kaip daugybė korozinių veiksnių sąveikauja ir sukuria sąlygas, kurios gali sunaikinti netinkamai nurodytas kabelių movas.

Svarbiausi aplinkos veiksniai - cheminė sudėtis ir koncentracija, ekstremalios temperatūros ir jų kaita, drėgmė ir drėgmės poveikis, atmosferos teršalai, galvaninės korozijos potencialas ir mechaniniai įtempiai, kurie kartu lemia reikiamą apsaugos nuo korozijos lygį.

Cheminės aplinkos analizė

Pirminių korozinių medžiagų vertinimas:
"Hassan" Dubajaus gamykloje reikėjo atlikti išsamią cheminę analizę:

Jūros vandens sudėties analizė:

• Chloridų kiekis: 19 000-20 000 ppm (labai agresyvus standartinėms medžiagoms)
• Sulfatų kiekis: 2 700 ppm (vidutinė papildoma korozijos rizika)
• pH diapazonas: 7,8-8,2 (šiek tiek šarminis, iš esmės palankus)
• Ištirpęs deguonis: 6-8 ppm (spartina korozijos procesus)
• Darbinė temperatūra: 25-45 °C (padidėja korozijos reakcijos greitis)

Antriniai cheminiai veiksniai:

• Valymo cheminės medžiagos: Natrio hipochlorito biocidas (chloro pagrindo oksidatorius)
• Apnašų susidarymo inhibitoriai: Fosfonatų pagrindu pagamintos cheminės medžiagos (paprastai suderinamos)
• Koaguliantai: Geležies chlorido priedai (didina chlorido koncentraciją)
• pH reguliavimas: Sieros rūgšties dozavimas (sukuria vietines rūgštines sąlygas)

Atmosferos ir fizinės sąlygos

Temperatūros poveikio veiksniai:

• Kasdienis važinėjimas dviračiu: 15-40 °C diapazonas sukelia terminę įtampą ir kondensato susidarymą
• Sezoniniai kraštutinumai: -5°C-50°C metinis diapazonas turi įtakos medžiagos savybėms
• Procesinė šiluma: Vietiniai karštieji taškai iki 80 °C dėl įrangos spinduliuotės
• Šiluminis smūgis: Staigūs temperatūros pokyčiai vykstant proceso trikdžiams

Drėgmės ir drėgmės kontrolė:

• Santykinis oro drėgnumas >60%: Ženkliai pagreitina atmosferos koroziją
• Kondensacijos ciklai: Sudaromos drėgnos ir sausos sąlygos, skatinančios plyšių koroziją
• Druskos purslų poveikis: Pakrančių aplinkai reikia aukštesnio apsaugos lygio
• Plovimo reikalavimai: Valymas aukštu slėgiu su cheminiais tirpalais

Galvaninės korozijos vertinimas

Kritinis medžiagų suderinamumas:
Kai nerūdijančiojo plieno riebokšliai jungiami su nepanašiais metalais, galvaninė korozija tampa didele problema:

Galvaninė serija jūros vandenyje (nuo anodinės iki katodinės):

• Labiausiai anodinis (koroduoja): Aliuminis, cinkas, anglinis plienas, žalvaris
• Tarpinis: Varis, švinas, alavas
• Labiausiai katodinis (apsaugotas): Nerūdijantis plienas, titanas, platina

Prevencijos strategijos:

• Medžiagų izoliavimas: Naudokite izoliacines tarpines tarp nepanašių metalų
• Suderinamos tvirtinimo detalės: Nurodykite nerūdijančiojo plieno varžtus ir įrangą
• Dirbtiniai anodai: Apsaugai įrengti cinko arba aliuminio anodus
• Elektrinė izoliacija: Jei įmanoma, nutraukite galvanines grandines.

"Bepto" pateikia išsamias galvaninio suderinamumo lenteles ir rekomenduoja tinkamus izoliavimo būdus kiekvienam įrenginiui, kad būtų išvengta brangiai kainuojančių galvaninės korozijos gedimų.

Kokie sertifikatai ir standartai yra svarbiausi?

Sertifikavimo reikalavimų laikymasis nėra biurokratinis popierizmas - tai jūsų draudimo polisas nuo katastrofiškų gedimų, teisės aktų pažeidimų ir teisinės atsakomybės saugos požiūriu svarbiose srityse.

Svarbiausi sertifikatai apima IP apsaugos nuo įsiskverbimo laipsnį, ATEX/IECEx atitiktį sprogimo reikalavimams, jūrinių klasifikacinių bendrovių patvirtinimus, FDA/3A sanitarinius standartus ir konkrečios pramonės šakos reikalavimus, užtikrinančius saugumą, veikimą ir atitiktį teisės aktų reikalavimams agresyvioje aplinkoje.

Svarbiausi saugos sertifikatai

IP (apsaugos nuo įskilimų) laipsniai:

• IP66: Dulkėms nepralaidus, apsaugotas nuo sunkios jūros ir galingų vandens srovių
• IP67: Dulkėms nepralaidus, apsaugotas nuo laikino panardinimo iki 1 metro gylio
• IP68: Dulkėms nepralaidus, apsaugotas nuo nuolatinio panardinimo (gylį nurodo gamintojas)
• IP69K: Dulkių nepraleidžiantis, apsaugotas nuo plovimo aukštu slėgiu ir aukšta temperatūra

"Hassan" Dubajaus gamykloje reikia IP68 klasės su 3 metrų gylio galimybe kabelių movoms siurblinėse, kurios gali būti užtvindytos atliekant techninės priežiūros darbus.

Sprogimui atsparūs sertifikatai:

• ATEX (Europos): Būtina įrengti pavojingose zonose chemijos įmonėse
• IECEx (tarptautinė): Pasaulinis pripažinimas dėl mažesnių bandymų ir sertifikavimo išlaidų
• UL/CSA (Šiaurės Amerikoje): Reikalinga JAV ir Kanados įrenginiams
• PESO (indėnų kalba): Indijoje privaloma naudoti sprogioje aplinkoje

Jūrų ir atviroje jūroje taikomi standartai

Klasifikacinės draugijos patvirtinimai:

• "Lloyd's Register" (LR): Pasaulinė jūrų laivų sertifikavimo institucija
• DNV GL: Pirmaujantis jūrinių ir atviroje jūroje naudojamų technologijų sertifikavimas
• Amerikos laivybos biuras (ABS): JAV jūrų laivų klasifikavimo reikalavimai
• "Bureau Veritas" (BV): Tarptautinis jūrinis ir atviroje jūroje atliekamas sertifikavimas

Jūrų bandymų reikalavimai:

• Druskos purškimo bandymai: 1000+ valandų pagal ASTM B117 standartą
• Vibracijos bandymai: Laivų ir atviroje jūroje esančių platformų vibracijos profiliai
• Temperatūrinis ciklas: Jūros aplinkos ekstremalios temperatūros
• Atsparumas UV spinduliams: Ilgalaikis jūrinės UV spinduliuotės poveikis

Konkrečios pramonės šakos standartai

Maisto ir farmacijos produktų taikymas:

• FDA CFR 21: Su maistu besiliečiančių medžiagų reglamentavimas ir atitiktis
• 3A Sanitariniai standartai: Reikalavimai pieno ir maisto perdirbimo įrangai
• cGMP atitiktis: Dabartinė geroji vaistų gamybos praktika
• EHEDG gairės: Europos higienos inžinerijos ir projektavimo standartai

Branduolinė energetika ir energijos gamyba:

• 10CFR50 B priedas: Branduolinės kokybės užtikrinimo programos reikalavimai
• IEEE 323: Su sauga susijusios įrangos aplinkosauginė kvalifikacija
• ASME III skyrius: Branduolinių komponentų projektavimo ir gamybos standartai
• Seisminė kvalifikacija: Saugai svarbių sistemų atsparumas žemės drebėjimams

"David" Teksaso gamykloje saugomi išsamūs sertifikavimo dokumentai, įskaitant medžiagų bandymų sertifikatus, trečiųjų šalių bandymų ataskaitas ir nuolatinio priežiūros audito įrašus, siekiant užtikrinti nuolatinę atitiktį visiems taikomiems standartams.

Kaip užtikrinti ilgalaikį našumą?

Ilgalaikio patikimumo nepasieksite tikėdamiesi, kad jūsų kabelių riebokšliai tarnaus ilgai - tam reikia sistemingai kurti ilgaamžiškumo konstrukciją, taikyti tinkamą montavimo praktiką ir aktyvios techninės priežiūros strategijas.

Norint užtikrinti ilgalaikes eksploatacines savybes, reikia parinkti tinkamas rūšis ir apdailą, įdiegti tinkamus įrengimo būdus, sukurti prevencinės priežiūros programas, stebėti eksploatacinių savybių rodiklius ir planuoti sistemingą keitimą, pagrįstą faktiniais eksploatavimo trukmės duomenimis, o ne savavališkai sudarytais grafikais.

Ilgaamžiškumo dizainas

Medžiagų parinkimo optimizavimas:
"Hassan" Dubajaus gamykloje įgyvendinta išsami 25 metų eksploatavimo laikotarpio strategija:

Patobulintos specifikacijos:

• Mažiausiai 316L nerūdijantis plienas visoms chloridų veikiamoms reikmėms
• Super austenitinis atnaujinimas svarbiausioms sistemoms (pagrindiniai siurbliai, valdymo skydai).
• Elektropoliruoto paviršiaus apdaila kuo labiau sumažinti užteršimo sulaikymą.
• FFKM tarpiklių medžiagos (perfluoroelastomeras) atsparumas cheminėms medžiagoms

Paviršiaus apdaila Poveikis:

• Standartinė frezavimo apdaila (2B): Lygus, atspindintis paviršius, tinkamas daugumai programų
• Elektropoliruota apdaila: Ra <0,4 μm - didesnis atsparumas korozijai
• Pasyvuotas paviršius: Citrinos rūgšties apdorojimas optimizuoja pasyvaus sluoksnio formavimąsi
• Specialios dangos: PVD arba keraminės dangos ekstremalioje cheminėje aplinkoje

Geriausia diegimo praktika

Svarbiausios įrengimo procedūros:

• Paviršiaus paruošimas: Nuo montavimo paviršių nuvalykite visus dažus, dangas ir užterštumą.
• Siūlų paruošimas: Kruopščiai nuvalykite sriegius, užtepkite tinkamą sriegių sandariklį
• Tarpinių patikra: Patikrinkite medžiagų suderinamumą ir tinkamą būklę
• Sukimo momento specifikacija: Naudokite kalibruotus įrankius, kad pasiektumėte gamintojo specifikacijas

Aplinkosaugos aspektai:

• Drenažo projektavimas: Užtikrinkite, kad aplink įrenginius nesikauptų vanduo
• Ventiliacijos užtikrinimas: Tinkama oro cirkuliacija neleidžia kauptis kondensatui
• Prieigos planavimas: Patikros ir techninės priežiūros prieinamumas
• Medžiagų suderinamumas: Patikrinkite, ar visi komponentai yra galvaniškai suderinami

Prevencinės techninės priežiūros programos

Sistemingo tikrinimo tvarkaraštis:

Veiklos stebėjimas:

• Korozijos greičio matavimas: Elektros varžos zondai, skirti stebėti realiuoju laiku
• Aplinkos stebėjimas: Temperatūros, drėgmės, cheminių medžiagų koncentracijos registravimas
• Gedimų analizė: Priešlaikinių gedimų priežasčių tyrimas
• Išlaidų stebėjimas: Stebėti bendras nuosavybės sąnaudas, įskaitant techninę priežiūrą

Deivido įmonėje naudojamos išsamios stebėjimo sistemos, dėl kurių neplanuota techninė priežiūra sumažėjo 75%, o vidutinis eksploatavimo laikas pailgėjo nuo 5 iki daugiau kaip 12 metų, nes buvo atliekami aktyvūs veiksmai.

"Bepto" teikia išsamius montavimo vadovus, techninės priežiūros tvarkaraščius ir techninę pagalbą, kad mūsų nerūdijančiojo plieno kabelių riebokšliai maksimaliai tarnautų jūsų specifinėje korozinėje aplinkoje. Mūsų inžinierių komanda gali konsultuoti dėl medžiagų pasirinkimo, montavimo procedūrų ir ilgalaikės priežiūros planavimo 😉.

DUK apie nerūdijančio plieno kabelių movas