Lasersko čišćenje u petrokemijskoj industriji: Primjene, prednosti i rješenja

Petrokemijska oprema dugo radi pod visokom temperaturom, visokim tlakom i korozivnim medijima, tako da njezine površine imaju tendenciju nakupljanja industrijskih kontaminanata kao što su ulje, hrđa, kamenac i polimerni slojevi onečišćenja. Tradicionalnim metodama čišćenja općenito je teško postići selektivno-čišćenje područja i mogu uzrokovati sekundarno oštećenje podloge, što otežava ispunjavanje sve-većih zahtjeva industrije za čišćenjem. U isto vrijeme, pooštravanje ekoloških propisa predstavlja ozbiljan izazov za konvencionalne procese kao što je kemijsko čišćenje. Učinkovit, ekološki prihvatljiv, siguran i pouzdantehnologija laserskog čišćenjapostupno postaje učinkovito rješenje za probleme čišćenja u petrokemijskoj industriji.

1. Zahtjevi za čišćenje zaprljane opreme

Zbog svojih zahtjevnih radnih okruženja, petrokemijska oprema sklonija je industrijskom onečišćenju. Naslage na površinama opreme ne samo da smanjuju učinkovitost proizvodnje i pogoršavaju performanse komponenti, već također mogu dovesti do sigurnosnih incidenata i ekonomskih gubitaka. Kako bi oprema normalno radila, petrokemijska postrojenja moraju očistiti cijelu jedinicu ili njen dio prije puštanja u rad i nakon određenog radnog ciklusa.

2. Zahtjevi za čišćenje prije pregleda gašenja

Kada se petrokemijska oprema isključi radi pregleda, područja koja se ispituju moraju se ispitati. Za zone zahvaćene korozijom ili koncentracijom naprezanja gdje je vjerojatno da će se pojaviti nedostaci kao što su pukotine ili perforacije, površinska boja i slojevi onečišćenja moraju se ukloniti čišćenjem kako bi se otkrio osnovni materijal prije nego što se može izvršiti učinkovit pregled i procjena.

Kako bi se dodatno skratili ciklusi održavanja, smanjili zastoji i smanjili troškovi održavanja, petrokemijska industrija hitno treba tehnologiju čišćenja koja je prikladnija, učinkovitija, ekološki prihvatljivija i sigurnija od konvencionalnih metoda za pripremu površine prije inspekcije gašenja.

3. Ograničenja postojećih tehnologija čišćenja

Tehnologije čišćenja koje se trenutno koriste za petrokemijsku opremu u cijelom svijetu spadaju u tri kategorije: kemijsko čišćenje, fizičko čišćenje i ekološki prihvatljivo mikrobno čišćenje, pri čemu kemijsko čišćenje čini oko 70% tržišta. Kako moderna petrokemijska industrija nastavlja podizati svoje zahtjeve u pogledu kvalitete čišćenja, zaštite okoliša i sigurnosti, tradicionalne tehnologije čišćenja pokazuju sljedeće nedostatke:

• Selektivno-čišćenje područja teško je postići, a područje čišćenja i intenzitet ne mogu se precizno kontrolirati, što može oštetiti podlogu ili uzrokovati sekundarno oštećenje.
• Kemijsko čišćenje stvara velike količine otpadne tekućine i otpadne vode, a troškovi zbrinjavanja su visoki, što otežava pridržavanje sve strožih ekoloških propisa.
• Neke su metode čišćenja dugotrajne-i radno-intenzivne, s dugim ciklusima čišćenja koji usporavaju učinkovitost održavanja opreme.

4. Prednosti laserskog čišćenja

U usporedbi s tradicionalnim tehnologijama čišćenja, industrijski laserski strojevi za čišćenje nude sljedeće karakteristične prednosti:

• Potrebna je samo mala količina pomoćne otopine, au nekim radnim uvjetima otopina uopće nije potrebna.
• Širok raspon onečišćenja može se ukloniti iz širokog raspona materijala za supstrat.
• Onečišćenja s površine učinkovito se uklanjaju uz minimalno oštećenje podloge.
• Područje čišćenja i kvaliteta čišćenja mogu se precizno kontrolirati.
• Dostupne su prijenosne jedinice koje pružaju izvrsnu mobilnost.
• Automatizaciju je jednostavno implementirati.
• Oprema ima dug vijek trajanja, troši samo električnu energiju tijekom rada i ima niske ukupne troškove.

1. Mehanizmi za čišćenje

Lasersko čišćenje je zelena, ne{0}}destruktivna tehnologija čišćenja površine koja uklanja onečišćenja s podloge kroz interakciju između laserskog svjetla i materije. Četiri vrste mete interakcije uključene su u proces laserskog čišćenja: sloj onečišćenja, plin unutar sloja onečišćenja, podloga i prethodno-naneseni tekući film.

2. Kemijsko čišćenje naspram mokrog čišćenja

Načini čišćenja koji odgovaraju prva tri cilja zajednički se nazivaju "kemijsko čišćenje", koje se najčešće koristi u industrijskim primjenama. Za uobičajene kontaminante kao što su boja i guma, pravilan odabir laserskog izvora i parametara procesa dovoljan je za učinkovito uklanjanje.

Četvrti način se naziva "mokro čišćenje", u kojem se tekući film koristi za uklanjanje tvrdokornih onečišćenja. Iako ova metoda stvara malu količinu otpadne tekućine, volumen je daleko manji i manje opasan od kemijskog čišćenja. Za zapaljive, korozivne ili otrovne naslage u petrokemijskoj industriji preporučuje se mokro čišćenje kako bi se spriječilo gorenje ili širenje kontaminanata tijekom laserskog čišćenja.

Lasersko čišćenje može se primijeniti na širok raspon petrokemijske opreme, uključujući izmjenjivače topline, spremnike, reaktore, tornjeve, posude za skladištenje, cjevovode, kompresore i centrifuge. Dvije najčešće primjene - pločasti izmjenjivači topline i parni bubnjevi kotlova - razmatraju se u nastavku u usporedbi s tradicionalnim metodama čišćenja kako bi se ilustrirala superiornost i primjenjivost laserskog čišćenja.

1. Čišćenje pločastog izmjenjivača topline

Pločasti izmjenjivač topline sastoji se od valovitih ploča za prijenos topline naslaganih naizmjenično i stisnutih zajedno u okviru. Tradicionalne metode čišćenja, kao -čišćenje vodom pod visokim{1}}tlakom, stvaraju otpadnu tekućinu i otpadnu vodu koji su u sukobu sa sve strožim zahtjevima za zaštitu okoliša, a sušenje očišćenih ploča je dugotrajno-i radno-intenzivno. Kada je apulsirajuće stroj za lasersko čišćenječak i debeli slojevi onečišćenja potpuno se uklanjaju, a ploče se mogu ponovno sastaviti odmah nakon čišćenja - jednostavno i praktično.

Slika. 1 (a) Pločasti izmjenjivač topline u uporabi; (b) ploče izmjenjivača topline očišćene vodom pod visokim{1}}tlakom; (c) ploče izmjenjivača topline očišćene laserom.

2. Čišćenje parnog bubnja kotla

Parni bubanj je posuda pod pritiskom koja podnosi radni tlak kotla i najvažnija je, najteža i najskuplja komponenta kotla - ista komponenta koja se mora održavati utermoelektrane, gdje je lasersko čišćenje već dokazalo svoju vrijednost. Tradicionalne metode čišćenja zahtijevaju-vrijeme i rad-, a intenzitet i površinu čišćenja teško je precizno kontrolirati; proces čišćenja može čak povećati postojeće nedostatke. Lasersko čišćenje selektivno uklanja ulje, hrđu, kamenac i druge nečistoće bez oštećenja podloge. Osim toga, oprema se može učiniti prijenosnom tako da je radnici mogu nositi za rad na visini, čime se smanjuje vrijeme rastavljanja opreme i štede troškovi rada - prednost je detaljno opisana u našem vodiču zalasersko čišćenje za-nerastavljivu opremu.

U stvarnoj primjeni na terenu, tehnički tim King's Laser koristio je a200 W ručni pulsni laserski stroj za čišćenjeza čišćenje područja zavara. Nakon četiri prolaza čišćenja, svijetlo bijeli osnovni metal i jasni tragovi zavara bili su vidljivi, a ni osnovni metal ni okolno područje nisu bili oštećeni.

Slika . 2 (a) Rastavljeni parni bubanj kotla; (b) radnici koji obavljaju održavanje čišćenja na parnom bubnju; (c) učinak čišćenja na području zavarenog šava korištenjem ručnog pulsnog laserskog stroja za čišćenje od 200 W.

Lasersko čišćenje i dalje se suočava sa sljedećim izazovima u petrokemijskim primjenama:

1. Zaostali zapaljivi ili eksplozivni plinovi ili tekućine mogu postojati na petrokemijskim lokacijama. Uspostava odgovarajućih procesnih postupaka, standarda i sustava procjene sigurnosti ključni je izazov za primjenu.
2. Na učinkovitost i kvalitetu laserskog čišćenja utječe više faktora, uključujući gustoću laserske energije, brzinu skeniranja, korak skeniranja, točnost fokusa i povratne informacije praćenja. Istraživanje ovih čimbenika i njihovih učinaka - posebno optimizacije procesa pod zahtjevima ultra-brzog, mikro-oštećenja - još je jedan izazov.

Sa svojim prednostima visoke učinkovitosti, preciznosti i prihvatljivosti za okoliš, lasersko čišćenje idealno je sredstvo za petrokemijsku industriju za poboljšanje kvalitete i učinkovitosti, uštedu energije i smanjenje emisija te prelazak s tradicionalnih metoda čišćenja na nove pristupe čišćenju. Štoviše, nakon što je petrokemijska oprema laser-očišćena, laserska tehnologija još uvijek se može odabrati za bilo koju sljedeću obradu, omogućavajući potpuno lasersko-rješenje za obradu.

Za više{0}}pogled industrije na istu tehnologiju,lasersko čišćenje u teškoj industrijisažima implementacije od rafiniranja do čelika i energije.