دات نت نیوک
X
GO

کتاب بازرسی، کنترل و مدیریت خوردگی در پالایشگاه ها

کتاب بازرسی، کنترل و مدیریت خوردگی در پالایشگاه ها تالیف جناب آقای دکتر ابراهیم حشمت دهکردی، جناب آقای مهندس رسول سپهرزاد و جناب آقای مهندس مصطفی هدایتی مرزبالی منتشر شده و در دسترس مهندسان و متخصصان فعال در صنعت خوردگی قرار دارد. چاپ اول این کتاب در یکهزار نسخه و توسط انتشارات انجمن خوردگی ایران (ICA) در سال 1396 به چاپ رسیده است.

 

 

مقدمه

خداوند را شاکریم که پس از انتشار کتاب های «خوردگی قطعات جوشکاری شده» و «روش های پیشرفته‌ جوشکاری» و پس از انجام پروژه مدیریت خوردگی در شرکت پایانه های نفتی ایران به مدت 2 سال، بار دیگر به ما توانایی و همت عطا فرمود تا برای تالیف کتاب «بازرسی،‌ کنترل و مدیریت خوردگی در پالایشگاه ها» اقدام نماییم. از آنجا که در فرایند تبدیل نفت خام به فراورده‌های نفتی و محصولات نهایی، حضور عوامل مضر آلی و معدنی، دما و فشار بالا و غیره اجتناب ناپذیر است، پالایشگاه ها و تاسیسات نفتی، گازی و پتروشیمی همواره با انواع خاصی از خوردگی فلزات مواجه هستند. پیش از این در کشور، کتاب های اندکی در زمینه بازرسی،‌ کنترل و مدیریت خوردگی در پالایشگاه ها توسط متخصصین منتشر شده است. این موضوع به مولفین انگیزه داد تا با نگارش این کتاب ضمن تشریح فرایندهای پالایش نفت خام، یک مرجع تخصصی به روز، مفید و مختصر در مورد جنبه های مختلف خوردگی و مدیریت آن در پالایشگاه ها فراهم نماییم.

با توجه به اینکه کتاب حاضر، چاپ اول کتاب «بازرسی،‌ کنترل و مدیریت خوردگی در پالایشگاه ها» است، احتمال بروز اشتباه در متن دور از انتظار نمی باشد. لذا از تمامی خوانندگان و صاحب نظران گرامی تقاضا دارد تا نظرات اصلاحی و سایر پیشنهادهای خود را ارسال نموده تا در ویرایش‌های بعدی نواقص احتمالی برطرف گردند
مؤلفین از تمامی عزیزانی که بی‌دریغ در این راه حمایت و همکاری نمودند، به ویژه مدیریت محترم و کارکنان گرانقدر انجمن خوردگی ایران و بخش انتشارات انجمن جناب آقای حجت عباسیان بسیار سپاسگزاری می‌نمایند. جا دارد از مدیریت محترم انتشارات ارکان دانش جناب آقای مهندس ترابیان و مدیر داخلی محترم سرکار خانم مختاری که تمامی تلاش خود را در جهت بهبود کیفیت و چاپ کتاب به عمل آوردند، تشکر ‌نماییم. در پایان مولفین از همسر و خانواده خود برای صبر و شکیبایی فراوان ایشان در تمامی مراحل نگارش و چاپ کتاب، کمال قدردانی را به عمل می‌ آورند.

 

سخن ناشر

تهیة این کتاب در ادامه اجرای پروژه مدیریت خوردگی در یکی از پروژه های وزارت نفت و پس از انتشار کتاب «خوردگی قطعات جوشکاری شده»، حدودا از سال 1393 در ذهن پدیدآورندگان شکل گرفت. هنگامی که می بینیم یازده مهندس خوردگی در سال 1945 میلادی در آمریکا، انجمن NACE را پدید آورده اند و از آن تاریخ تا به امروز روش های مقابله با خوردگی را به جهانیان آموخته اند و استانداردهای متعددی برای محیط های ترش تدوین‌ نموده اند، اهمیت تهیه چنین کتاب هایی در انجمن خوردگی ایران نیز بسیار برجسته می گردد.
استخراج و فراوری مواد هیدروکربنی در پالایشگاه ها به دلایل مختلف از جمله حضور ترکیبات گوگردی، کلریدی، آب، یون های خورنده، مواد اکسید کننده، گازهای ترش (حاوی H2S) و شیرین (حاوی 2CO) و غیره، موجب ایجاد انواع خسارت (خوردگی، ترک و ...) در سازه های یک پالایشگاه می شود. این کتاب با  هدف تمرکز بر این مشکلات ویژه ناشی از خوردگی در یک پالایشگاه تدوین شده است. در این کتاب پس از آشنایی مختصر با فرایندهای پالایشگاهی، مباحث اثر خورندگی محیط های متهاجم و فرایندهای سرسختانه ـ که جزء اجتناب ناپذیر صنعت پالایش نفت هستند (نظیر افزایش دما و فشار، حضور مواد اکسید کننده و یون‌های خورنده و ... )ـ بر روی آلیاژها، مواد و تجهیزات پالایشگاه‌ها، تشریح شده است. مقابله با خوردگی در محیط های خورنده پالایشگاهی، مستلزم استفاده از آلیاژهای استحکام بالا و مقاوم خوردگی، استفاده از ممانعت کننده ها، بکارگیری روکش های آلیاژهای پرنیکل و غیره می باشد که در این کتاب به آنها اشاره شده است. هنر مهندسین فرایند، بهره برداری، مهندسین متالورژی، کارشناسان و بازرسین فنی و متخصصین آزمون های غیر‌مخرب (NDT)، انتخاب راهکارهای مناسب‌ و بهینه‌ برای مقابله با خوردگی است. بنابراین لازم است تا برنامه "مدیریت خوردگی در پالایشگاه ‌ها"، تهیه و تدوین گردد و به صورت نظام مند اجرا شود. این کتاب مرجع مناسبی در زمینه مدیریت خوردگی، برای متخصصین و مهندسین فعال در صنایع پالایشگاهی فراهم نموده است.

امروزه مدیریت خوردگی در کشورهای پیشرفته، نهادینه شده است و در کشور ما نیز به تازگی، صاحبان و مدیران صنایع مختلف به دنبال تدوین چنین برنامه هایی هستند. انجمن خوردگی ایران و مولفین محترم این کتاب، دارای سابقه تدوین و اجرای برنامه های مدیریت خوردگی در برخی از پروژه های ملی کشور هستند که به کمک برنامه های مذکور، سند مدیریت خوردگی در دست تدوین است. در صورت اجرای صحیح و مستمر این سند و با بهره‌گیری از دستور العمل‌های آن، هزینه های خوردگی در صنایع را می توان تا حد امکان کاهش داد.

 

مديريت خوردگی در راستاي صيانت از دارايی های فيزيكی صنعت نفت

نظام مديريت دارايي هاي فيزيكي صنعت نفت، برای اولين بار در تاريخ اين صنعت در سال 1393 توسط وزير محترم نفت، تصويب و ابلاغ گرديد. به فاصله اندكي «سند راهبردي مديريت خوردگي صنعت نفت» نيز تصويب و ابلاغ شد. در پس اين اسناد مهم، مطالب بسياري نهفته است كه نشان از غفلت چندين دهه ای از تأسيسات، تجهيزات و مباحث نگهداشت بهينه از آنها دارد. توجه مديران ارشد به توليد حداكثری به جاي توليد بر مبنای هزينه، ما را به اين سمت سوق داده است كه امروزه شاهد خوردگی تأسيسات، فرسودگي زودرس و توقفات ناخواسته بسياری هستيم. گرچه نفت يك محصول استراتژيك برای كشور ماست و نگاه های بيرون از كشور هميشه به توان توليدی ما متمركز بوده و اميدوار هستند كه توليد نفت ايران رو به افول گذارد. شايد همين نگاه هاي خصمانه، توجيهی براي مديران ارشد برای توجه كمتر به مسائل خوردگی و نگهداری و تعميرات می شود. گرچه مديرانی هستند كه با همين شرایط برنامه توليد حداكثری نيز به تاسيسات توجه دارند.

توجه به توليد و به تبع آن توجه به نگهداشت، لازم است ولی كافی نيست، تغيير اساسي در فرهنگ كاری و بينش مديران می خواهد تا بر اساس هزينه چرخه عمر تجهيزات و دارايي‌ها تصميم گرفت و رفتار نمود. مديريت خوردگی در اين ميان جايگاه ويژه ای دارد. طرف مقابل پديده خوردگی است كه در صنعت نفت بسيار شايع و مخرب هست و اين طرف صاحبان سرمايه كه می خواهند با مديريت المان های تاثيرگذار برآن، هزينه و تبعات آن را كاهش دهند. مديريت خوردگی در تعامل كامل با عملكرد و بهره برداری دستگاه هاست، همچنين با سيستم هاي ارزيابی ريسك و سيستم های كنترل خوردگی كار مستقيم دارد. مديريت خوردگی يك تكنيك يا يك تاكتيك نيست بلكه هماهنگ كننده، سياست ها و استراتژی ها‌، عمليات اجرایی برای مهار يا كاهش خسارات خوردگی است.

اصول اساسي يك نظام مديريت خوردگی در چارچوب ها، سياست ها و استراتژی های مقابله، دستورالعمل های كاربردی و اجرایی و بازنگری عملكرد خلاصه می شود و همه اين‌ها برای سيستم های اجرایی، مسير و نقشه راه بهينه نمودن تصميمات و عملكردها را هدايت می كند. نگاه ويژه به مسائل خوردگی و هزينه های سرسام‌آور آن، مديران صنعت نفت را بر آن داشته است كه برای مقابله با پديده خوردگی براساس سند ابلاغي وزير محترم در سه محور:

الف) نظام‌ دهی و دستورالعمل سازی
ب) آموزش و ارتقای مهارت نيروی انسانی
ج) سامانه های سخت افزاری و نرم افزاری با 12 سرفصل به تعريف پروژه ‌های ذيربط اقدام نمايند.

گرچه نتيجه گرفتن از اين اقدامات سال ها به طول می انجامد ولی هر مسیر طولانی نيز با گام های اوليه شروع می شود اما سرعت نهادينه شدن مديريت خوردگی در كشور، مرهون تلاش بی وقفه دانشگاهيان، انجمن ها، شركت های مشاور و صنعت گران با تجربه می باشد و گريزی از اين نيست كه پيروزی بر پديده خوردگی، شناخت موضوع، نقشه راه موثر و اقدام با برنامه طلب می نمايد.

علیرضا اصل عربی سردرودی (مديركل نظام مديريت دارایی های فيزيكی وزارت نفت)

 

فهرست مطالب

بخش اول: آشنایی با مفاهیم اولیه و فرایندهای پالایشگاهی

فصل اول: مقدمه 

1-1. کلیات
مراجع

 

فصل دوم: فرایندهای پالایش نفت خام

1-2. تاریخچه‌ پالایش نفت خام 
2-2. هدف از پالایش نفت خام 
3-2. روند کلی پالایشگاه 
     1-3-2. فرایندهای جداسازی 
          1-1-3-2. نمک‌زدایی 
          2-1-3-2. تقطیر 
               1-2-1-3-2. عملکرد فرایندهای تقطیر و انواع آن 
               2-2-1-3-2. فراورده های تقطیر مستقیم (SR) و جریان های میانی حاصل از تقطیر
          3-1-3-2. دیگر فرایندهای جداسازی 
          4-1-3-2. واکس زدایی و تولید روانکار نفتی
          5-1-3-2. آسفالت زدایی: تولید آسفالت و DAO
     2-3-2. فرایندهای تبدیلی
          1-2-3-2. تولید بنزین
               1-1-2-3-2. شکست کاتالیستی سیالی (FCC) 
               2-1-2-3-2. اصلاح کاتالیستی 
               3-1-2-3-2. آلكيلاسيون و پليمريزاسيون 
               4-1-2-3-2. ایزومریزاسیون 
          2-2-3-2. تولید سوخت جت، دیزل، سوخت نفتی و کک 
               1-2-2-3-2. شکست هیدروژنی کاتالیستی 
               2-2-2-3-2. گرانروی شکستی و شکست حرارتی 
               3-2-2-3-2. کک‌سازی 
     3-3-2. فرایندهای نهایی .
          1-3-3-2. تصفیة هیدروژنی 
          2-3-3-2. مخلوط سازی فراورده
     4-3-2. فرایندهای تکمیلی
مراجع

 

بخش دوم: بازرسی و کنترل خوردگی در پالایشگاه ها

فصل سوم: خوردگی تر در پالایشگاه ها

1-3. خوردگی تر
     1-1-3. خوردگی در سیستم بالاسری واحد تقطیر نفت خام
          1-1-1-3. مواد مقاوم به خوردگی برای سیستم بالاسری در واحد تقطیر نفت خام
          2-1-1-3. خوردگی در سیستم بالاسری واحد تحت خلا
     2-1-3. ترک خوردن و خوردگی تر سولفید هیدروژنی (S2H) 
     3-1-3. خوردگی بی سولفور آمونیوم
     4-1-3. خوردگی کلرید آمونیوم
     5-1-3. خوردگی اسیدی
     6-1-3. خوردگی در انتهای نقاط مرده و نقاط تزریق
     7-1-3. حساس شدن
2-3. مطالعة موردی
     1-2-3. خوردگی جوش‌ها در تانک‌های هوازدایی از جنس فولاد کربنی
          1-1-2-3. ترک خوردن جوش در مخازن هوازدایی پالایشگاه نفت
     2-2-3. خوردگی توسط نمک‌های Cl4NH در واحد تقطیر در خلأ
     3-2-3. خوردگی ناشی از محیط حاوی بی‌سولفور آمونیوم (HS4NH) در واحد تصفیه هیدروژنی
مراجع

 

فصل چهارم: ترک خوردن خوردگی تنشی (SCC) در پالایشگاه‌ها

1-4. ترک خوردن خوردگی تنشی ناشی از اسید پلی تیونیک (SCC PTA)
2-4. ترک خوردن خوردگی تنشی کلریدی
3-4. ترک خوردن خوردگی تنشی ناشی از هیدروکسید سدیم (NaOH)
4-4. ترک خوردن خوردگی تنشی قلیایی
5-4. مطالعه موردی
     1-5-4. نشت کردن قطعات جوشکاری شده از جنس فولاد کربنی در یک واحد بازیابی گوگرد
مراجع

 

فصل پنجم: خوردگی خشک در پالایشگاه ها

1-5. خوردگی سولفیدی دما بالا در غیاب هیدروژن
2-5. خوردگی سولفیدی دما بالا در حضور S2H/2H
3-5. خوردگی اسید نفتنیک (NAC)
4-5. مطالعة موردی
     1-4-5. خوردگی سولفیدی دما بالا در واحد تقطیر در خلا
     2-4-5. خوردگی اسید نفتنیک در واحد تقطیر در خلا
     3-4-5. گرفتگی زود هنگام راکتور در واحد تصفیة هیدروژنی در اثر خوردگی اسید نفتنیک
مراجع

 

فصل ششم: سایر مکانیزم‌ های خسارت در پالایشگاه ها

1-6. حمله هیدروژنی دما بالا (HTHA)
2-6. خزش
3-6. کربوره شدن، گردزایی فلز و تردی فاز سیگما
4-6. اکسیداسیون
5-6. مطالعه موردی
     1-5-6. اکسیداسیون در واحد اصلاح کاتالیستی
     2-5-6. ذوب شدن لوله های کوره از درون
مراجع

 

فصل هفتم: روش های شناسایی، اندازه گیری و جلوگیری از خوردگی در پالایشگاه ها

1-7. روش های شناسایی و اندازه گیری خوردگی
2-7. روش‌های جلوگیری از خوردگی
3-7. پایش خوردگی
     1-3-7. آزمایش مستقیم کوپن ها
          1-1-3-7. مزایای آزمایش کوپن
          2-1-3-7. معایب آزمایش کوپن
          3-1-3-7. انتخاب کوپن
          4-1-3-7. کوپن های جوشکاری شده
          5-1-3-7. کوپن های آلیاژهای حساس شده
          6-1-3-7. کوپن های خوردگی تنشی
          7-1-3-7. کوپن های خوردگی شیاری
     2-3-7. روش های الکتروشیمیایی
          1-2-3-7. مقاومت پلاریزاسیون خطی (LPR)
          2-2-3-7. طیف سنجی مقاومت ظاهری الکتروشیمیایی (EIS)
          3-2-3-7. نویز الکتروشیمیایی (EN)
          4-2-3-7. پتانسیل خوردگی
     3-3-7. روش های آزمایش غیرمخرب
          1-3-3-7. اندازه گیری ضخامت به روش فراصوتی
          2-3-3-7. سایر روش های آزمایش غیرمخرب
4-7. آزمایش های خوردگی
     1-4-7. آزمایش های خوردگی میان دانه ای
          1-1-4-7. آزمایش های فولادهای زنگ نزن و آلیاژهای پایه نیکل
     2-4-7. آزمایش های خوردگی حفره‌ای و شیاری
     3-4-7. آزمایش های ترک خوردن خوردگی تنشی (SCC)
     4-4-7. آزمایش های خوردگی متأثر از عوامل میکروبی (MIC)
مراجع

 

بخش سوم: مدیریت خوردگی در پالایشگاه‌ها

فصل هشتم: مدیریت خوردگی

1-8. مقدمه
2-8. ارزیابی ریسک
     1-2-8. وقوع
          1-2-8-الف. قانون دوم ترمودینامیک
          1-2-8-ب. تئوری دومینو
          1-2-8-ج. تئوری پنیر سوئیسی/ تحلیل لایه های حفاظت (LOPA)
          1-2-8-د. مدل درخت رخداد
          1-2-8-ه. مدل درخت خطا
          1-2-8-و. قانون مورفی
     2-2-8. احتمال وقوع
          2-2-8-الف. کیفی (تحلیل کارشناسی)
          2-2-8-ب. کمی (آماری)
          2-2-8-ج. نیمه کمی (نمایه عددی)
     3-2-8. شدت اثر
          3-2-8-الف. محدوده آسیب
          3-2-8-ب. نوع سیال
          3-2-8-ج. حالت تخلیه
          3-2-8-د. محل از کار افتادگی
     4-2-8. کمی سازی
3-8. مدیریت ریسک
     1-3-8. رابطه ریسک - هزینه
     2-3-8. روش های برآورد هزینه (اقتصادی)
          2-3-8-الف. ارزش خالص کنونی (NPV)
          2-3-8-ب. دوره زمانی بازگشت سرمایه (PP)
          2-3-8-ج. هزینه معادل سالیانه (EAC)
          2-3-8-د. نرخ بازگشت سرمایه (IRR)
     3-3-8. روش های بهینه کردن هزینه های خوردگی
          3-3-8-الف. هزینه چرخه عمر (LCC)
          3-3-8-ب. طراحی مهندسی پایان گرا (FEED)
          3-3-8-ج. هزینه های سرمایه ای و هزینه های جاری
          3-3-8-د. شاخص های کلیدی عملکرد (KPI)
          3-3-8-ه. بازرسی بر مبنای ریسک
          3-3-8-و. قابلیت کاردهی برای سرویس
4-8. ریسک های خوردگی
5-8. فعالیت های مدیریت خوردگی
     1-5-8. قطعه بندی کردن تجهیزات
     2-5-8. ریسک های خوردگی
     3-5-8. موقعیت تجهیز
     4-5-8. کمی سازی ریسک
     5-5-8. عمر تجهیز
     6-5-8. آلیاژهای مورد ساخت
     7-5-8. جبران خوردگی
     8-5-8. شرایط عملیاتی عادی
     9-5-8. شرایط غیرمنتظره در بخش بالادستی (تغییر در عملیات)
     10-5-8. شرایط غیرمنتظره (تغییر در عملیات)
     11-5-8. مکانیزم های خوردگی
     12-5-8. حداکثر نرخ خوردگی (سطوح داخلی)
     13-5-8. حداکثر نرخ خوردگی (سطوح خارجی)
     14-5-8. نصب مناسب تجهیزات جانبی
     15-5-8. راه اندازی
     16-5-8. کاهش ریسک برای کنترل خوردگی داخلی
     17-5-8. استراتژی های کاهش ریسک برای کنترل خوردگی داخلی
     18-5-8. نرخ خوردگی داخلی کاهش یافته - هدف
     19-5-8. اثر بخشی استراتژی کاهش خوردگی داخلی
     20-5-8. انتخاب استراتژی های کاهش ریسک برای کنترل خوردگی خارجی
     21-5-8. پیاده سازی استراتژی های کاهش ریسک برای کنترل خوردگی خارجی
     22-5-8. نرخ خوردگی خارجی کاهش یافته - هدف
     23-5-8. اثربخشی استراتژی کاهش خوردگی خارجی
     24-5-8. تکنیک های پایش خوردگی داخلی
     25-5-8. تعداد پروب ها برای پایش خوردگی داخلی
     26-5-8. نرخ خوردگی داخلی از تکنیک های پایش
     27-5-8. دقت تکنیک های پایش خوردگی داخلی
     28-5-8. تکنیک های پایش خوردگی خارجی
     29-5-8. تعداد پروب ها برای پایش خوردگی خارجی
     30-5-8. نرخ خوردگی خارجی از تکنیک های پایشی
     31-5-8. دقت تکنیک های پایش خوردگی خارجی
     32-5-8. تناوب بازرسی
     33-5-8. درصد اختلاف بین نرخ خوردگی داخلی به دست آمده از تکنیک های پایشی و بازرسی
     34-5-8. درصد اختلاف بین نرخ خوردگی خارجی به دست آمده از تکنیک های پایشی و بازرسی
     35-5-8. دسترسی به داده های اندازه گیری شده
     36-5-8. اعتبار و به کارگیری داده های اندازه گیری شده
     37-5-8. دستورالعمل هایی برای تعیین برنامه زمانی تعمیرات
     38-5-8. فعالیت های تعمیرات و نگهداری
     39-5-8. نرخ خوردگی داخلی بعد از تعمیرات و نگهدرای
     40-5-8. درصد اختلاف بین نرخ خوردگی داخلی قبل و بعد از انجام تعمیرات
     41-5-8. نرخ خوردگی خارجی بعد از تعمیرات
     42-5-8. درصد اختلاف بین نرخ خوردگی خارجی قبل و بعد از فعالیت های تعمیرات و نگهداری
     43-5-8. نیروی کار - توان، مهارت، تحصیلات و آموزش
     44-5-8. نیروی کار - تجربه، دانش و صلاحیت
     45-5-8. مدیریت داده ها - انتقال داده به پایگاه داده
&