סביבת השבתת בתי הזיקוק
במהלך השבתות בתי הזיקוק, אבנית גופרית על משטחי הציוד מגיבה עם לחות וחמצן באוויר ויוצרות חומצות פוליתיוניות-H₂SₓO₆. חומצות אלו גורמות לסדיקת קורוזיה בין-גרעינית בפלדות אל חלד רגישות, ובמידה פחותה, בסגסוגות ניקל. מחליפי חום פגיעים במיוחד מכיוון שהם פועלים בטמפרטורות שבהן חומצה פוליתונית SCC היא האגרסיבית ביותר (סביבה עד 60 מעלות במהלך כיבוי).
Incoloy 825 הוא סגסוגת ניקל-ברזל-כרום עם תוספות מוליבדן ונחושת. הוא נמצא בשימוש נרחב בשירות בתי זיקוק בשל עמידותו בפני כלוריד SCC וקורוזיה כללית. העמידות שלו לחומצה פוליתונית SCC טובה אך לא מוחלטת. ניתן לעשות רגישות לסגסוגת במהלך ריתוך או שירות-בטמפרטורה גבוהה, וליצור גבולות גרגירים מדוללים בכרום הרגישים להתקפה בין-גרעינית.
ל-PTFE אין גבולות גרגרים, אין מנגנון רגישות ואין רגישות ל-SCC. ההשוואה היא בין סגסוגת המתנגדת ל-SCC באמצעות בקרה מתכתית קפדנית לבין פולימר שהוא חסין מטבעו.
מנגנון הרגישות וה-SCC ב-Incoloy 825
Incoloy 825 מיוצב עם טיטניום כדי למנוע רגישות-להיווצרות של כרום קרבידים בגבולות גרגירים שמרוקנים את המתכת הסמוכה מכרום. במצב-חישול תמיסה, מטופל בחום-כראוי, הסגסוגת עמידה בפני קורוזיה בין-גרגירית וחומצה פוליתונית SCC.
עם זאת, רגישות יכולה להתרחש אם הסגסוגת נחשפת לטמפרטורות בטווח של 550-800 מעלות במהלך ריתוך, יצירה חמה או שירות. אפילו ציונים מיוצבים יכולים לגרום לרגישות בתנאים מסוימים. גבולות התבואה המדולדלים בכרום הופכים לאנודיים לפנים התבואה. בחומצה פוליתונית, האזורים המדולדלים מתכלים באופן מועדף, וסדקים מתפשטים לאורך גבולות התבואה.
SCC יכול ליזום במתחים הרבה מתחת לחוזק התפוקה. מתחי ריתוך שיוריים בלבד מספיקים כדי להניע סדקים. ייתכן שהסדקים לא יהיו גלויים עד שהמחליף נלחץ במהלך האתחול, ובשלב זה מתרחשת דליפה.
| פרמטר התנגדות SCC | Incoloy 825 (פתרון-חישול) | Incoloy 825 (רגיש) | PTFE |
|---|---|---|---|
| מנגנון הגנה מפני קורוזיה | סרט פסיבי + ייצוב Ti | סרט פסיבי נפגע | יציבות קשר C-F אינהרנטית |
| סיכון רגישות | נמוך (מטופל בחום-כראוי) | גבוה (אם מעובד בצורה לא נכונה) | לא רלוונטי (ללא גבולות תבואה) |
| רגישות לחומצה פוליתונית ל-SCC | נָמוּך | בינוני-גבוה | אַף לֹא אֶחָד |
| דרישת ייזום סדק | מתח מתיחה + סביבה קורוזיבית | אוֹתוֹ | N/A |
| מצב כשל | SCC בין גרעיני | SCC בין גרעיני | זחילה הדרגתית |
| חיי שירות בשירות בית זיקוק מחזורי (שנים) | 10-20 | 2-5 (אם רגיש) | 15+ |
התלות בהליך הכיבוי
ניתן לנהל את הסיכון של חומצה פוליתונית SCC ב-Incoloy 825 על ידי ביצוע נהלי כיבוי נאותים: טיהור חנקן כדי למנוע חמצן, שטיפת אפר סודה לנטרול חומצות פוליתיוניות ושמירה על יבש המחליף. נהלים אלה יעילים אך חייבים להתבצע כהלכה בכל פעם. כיבוי יחיד לא מספק יכול ליזום פיצוח.
PTFE אינו דורש הליך כיבוי מיוחד. החומר אינו מושפע מחומצות פוליתיוניות, חמצן, לחות או כל שילוב ביניהם. ניתן לבצע את הכיבוי בכל רצף, בכל קצב, ללא סיכון למחליף החום. לגמישות תפעולית זו יש ערך בעולם האמיתי של פעולות בתי הזיקוק, שבו לא תמיד מקפידים על נהלים בצורה מושלמת.
תַקצִיר
מחליפי חום PTFE חסינים מטבעם מפני פיצוח קורוזיה של חומצה פוליתונית, בעוד Incoloy 825 מסתמך על טיפול חום מתאים (למניעת רגישות) והליכי כיבוי זהירים (כדי למנוע מצבים קורוזיביים). PTFE מבטל גם את הסיכון המתכתי וגם את התלות הפרוצדורלית. הוא מספק ביצועים אמינים ללא קשר לתנאי הכיבוי, ללא מצב כשל SCC.
תמיכה הנדסית למפרט מחליף חום PTFE בשירותי זיקוק ופטרוכימיה זמינה עם הגשת הרכב נוזלי התהליך, טמפרטורות ההפעלה והכיבוי והיסטוריית ה-SCC הנוכחית של הציוד.
