Lasersko čišćenje u petrohemijskoj industriji: primjene, prednosti i rješenja

Petrohemijska oprema radi dugo vremena pod visokim temperaturama, visokim pritiskom i korozivnim medijima, tako da njene površine imaju tendenciju akumulacije industrijskih zagađivača kao što su ulje, hrđa, naslage kamenca i polimerne naslage. Tradicionalne metode čišćenja općenito se bore za postizanje selektivnog-čišćenja područja i mogu uzrokovati sekundarno oštećenje podloge, što otežava ispunjavanje sve-većih zahtjeva za čišćenjem u industriji. Istovremeno, pooštravanje ekoloških propisa predstavlja ozbiljan izazov za konvencionalne procese kao što je hemijsko čišćenje. Efikasan, ekološki prihvatljiv, siguran i pouzdantehnologija laserskog čišćenjapostepeno postaje efikasno rješenje za probleme čišćenja petrohemijske industrije.

1. Zahtjevi za čišćenje zaprljanja opreme

Zbog svog zahtjevnog radnog okruženja, petrohemijska oprema je sklonija industrijskom zagađenju. Naslage na površinama opreme ne samo da smanjuju efikasnost proizvodnje i degradiraju performanse komponenti, već mogu dovesti i do sigurnosnih incidenata i ekonomskih gubitaka. Kako bi oprema normalno radila, petrohemijska postrojenja moraju očistiti cijelu jedinicu, ili njen dio, prije puštanja u rad i nakon određenog radnog ciklusa.

2. Zahtjevi za čišćenje prije inspekcije isključivanja

Kada se petrohemijska oprema zatvori radi inspekcije, moraju se ispitati područja koja se ispituju. Za zone pogođene korozijom ili koncentracijom naprezanja gdje postoji vjerovatnoća da će se pojaviti defekti kao što su pukotine ili perforacije, površinska boja i slojevi zagađivanja moraju se ukloniti čišćenjem kako bi se izložio osnovni materijal prije nego što se izvrši učinkovita inspekcija i procjena.

Kako bi se dodatno skratili ciklusi održavanja, smanjilo vrijeme zastoja i smanjili troškovi održavanja, petrohemijskoj industriji hitno je potrebna tehnologija čišćenja koja je praktičnija, efikasnija, ekološki prihvatljivija i sigurnija od konvencionalnih metoda za pripremu površine prije inspekcije u radu.

3. Ograničenja postojećih tehnologija čišćenja

Tehnologije čišćenja koje se trenutno koriste za petrohemijsku opremu širom svijeta spadaju u tri kategorije: hemijsko čišćenje, fizičko čišćenje i ekološki prihvatljivo mikrobno čišćenje, pri čemu hemijsko čišćenje čini oko 70% tržišta. Kako moderna petrohemijska industrija nastavlja da podiže svoje zahtjeve u pogledu kvaliteta čišćenja, zaštite okoliša i sigurnosti, tradicionalne tehnologije čišćenja pokazuju sljedeće nedostatke:

• Selektivno-čišćenje područja je teško postići, a područje čišćenja i intenzitet se ne mogu precizno kontrolisati, što može oštetiti podlogu ili uzrokovati sekundarno oštećenje.
• Hemijsko čišćenje stvara velike količine otpadne tekućine i otpadnih voda, a troškovi zbrinjavanja su visoki, što otežava poštivanje sve strožih ekoloških propisa.
• Neke metode čišćenja zahtijevaju vrijeme-i radno-intenzivne, s dugim ciklusima čišćenja koji smanjuju efikasnost održavanja opreme.

4. Prednosti laserskog čišćenja

U poređenju sa tradicionalnim tehnologijama čišćenja,industrijske mašine za lasersko čišćenjenude sljedeće karakteristične prednosti:

• Potrebna je samo mala količina pomoćnog rastvora, au nekim radnim uslovima rešenje uopšte nije potrebno.
• Širok spektar zagađivača može se ukloniti iz širokog spektra materijala podloge.
• Površinski zagađivači se efikasno uklanjaju uz minimalno oštećenje podloge.
• Područje čišćenja i kvaliteta čišćenja mogu se precizno kontrolirati.
• Dostupne su prenosive jedinice koje pružaju odličnu mobilnost.
• Automatizacija je jednostavna za implementaciju.
• Oprema ima dug radni vek, troši samo električnu energiju tokom rada i isporučuje niske ukupne troškove.

1. Mehanizmi za čišćenje

Lasersko čišćenje je zelena, ne-destruktivna tehnologija čišćenja površine koja uklanja kontaminante sa podloge kroz interakciju između laserske svjetlosti i materije. Četiri vrste meta interakcije uključene su u proces laserskog čišćenja: sloj zagađivača, gas unutar sloja zagađivača, supstrat i prethodno-naneseni tečni film.

2. Kemijsko čišćenje u odnosu na Mokro čišćenje

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

Četvrti način rada naziva se "mokro čišćenje", u kojem se tečni film koristi za uklanjanje tvrdokornih zagađivača. Iako ova metoda stvara malu količinu otpadne tekućine, volumen je daleko manji i manje opasan od kemijskog čišćenja. Za zapaljive, korozivne ili toksične naslage u petrohemijskoj industriji preporučuje se mokro čišćenje kako bi se spriječilo izgaranje ili širenje zagađivača tokom laserskog čišćenja.

Lasersko čišćenje se može primijeniti na širok spektar petrohemijske opreme, uključujući izmjenjivače topline, rezervoare, reaktore, tornjeve, posude za skladištenje, cjevovode, kompresore i centrifuge. Dvije najčešće primjene - pločastih izmjenjivača topline i parnih bubnjeva kotlova - su razmotrene u nastavku u poređenju sa tradicionalnim metodama čišćenja kako bi se ilustrovala superiornost i primjenjivost laserskog čišćenja.

1. Čišćenje pločastog izmjenjivača topline

Pločasti izmjenjivač topline se sastoji od valovitih ploča za prijenos topline složenih naizmjenično i pritisnutih zajedno u okvir. Tradicionalne metode čišćenja, kao što je čišćenje vodom pod visokim-pritiskom, stvaraju otpadne tečnosti i otpadne vode koje su u suprotnosti sa sve strožim ekološkim zahtjevima, a sušenje očišćenih ploča je dugotrajno-i radno-intenzivno. Kada apulsirajuće mašina za lasersko čišćenjese čak i debeli slojevi zagađivanja potpuno uklanjaju, a ploče se mogu ponovo sastaviti odmah nakon čišćenja - jednostavno i praktično.

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

2. Čišćenje parnog bubnja kotla

Parni bubanj je posuda pod pritiskom koja izdržava radni pritisak 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 radno-intenzivne, a intenzitet čišćenja i područje je teško precizno kontrolisati; proces čišćenja može čak i povećati postojeće nedostatke. Lasersko čišćenje selektivno uklanja ulje, rđu, kamenac i druge nečistoće bez oštećenja podloge. Osim toga, oprema se može učiniti prenosivom tako da je radnici mogu nositi za rad na visini, smanjujući vrijeme rasklapanja opreme i uštedajući troškove rada - prednost je detaljno opisana u našem vodiču zalasersko čišćenje za-nerastavljivu opremu.

U stvarnoj primjeni na terenu, tehnički tim King's Lasera koristio je a200 W ručni pulsni laser za čišćenjeza čišćenje područja šava. Nakon četiri prolaska čišćenja, vidljivi su svijetlo bijeli osnovni metal i jasni tragovi vara, a ni osnovni metal ni okolno područje nisu oštećeni.

Fig. 2 (a) Rastavljeni parni bubanj kotla; (b) radnici koji obavljaju čišćenje na parnom bubnju; (c) učinak čišćenja na područje šava pomoću 200 W ručnog pulsnog laserskog uređaja za čišćenje.

Lasersko čišćenje se još uvijek suočava sa sljedećim izazovima u petrohemijskim primjenama:

1. Na petrohemijskim lokacijama mogu postojati zaostali zapaljivi ili eksplozivni gasovi ili tečnosti. Uspostavljanje odgovarajućih procesnih procedura, standarda i sistema za procjenu sigurnosti je ključni izazov za primjenu.
2. Na efikasnost i kvalitet laserskog čišćenja utiče više faktora, uključujući gustinu laserske energije, brzinu skeniranja, visinu skeniranja, tačnost fokusa i povratne informacije praćenja. Istraživanje ovih faktora i njihovih efekata - posebno optimizacije procesa pod ultra-zahtjevama za ultra-zahtjeve za mikro{3}} - je još jedan izazov.

Sa svojim prednostima visoke efikasnosti, preciznosti i ekološke prihvatljivosti, lasersko čišćenje je idealno sredstvo za petrohemijsku industriju za poboljšanje kvaliteta i efikasnosti, uštedu energije i smanjenje emisija i prelazak sa tradicionalnih metoda čišćenja na nove pristupe čišćenju. Štaviše, nakon što je petrohemijska oprema laser-očišćena, laserska tehnologija se i dalje može odabrati za bilo koju naknadnu obradu, omogućavajući potpuno lasersko-rješenje za obradu.