Valymas lazeriu naftos chemijos pramonėje: taikymas, privalumai ir sprendimai

Naftos chemijos įranga ilgą laiką veikia esant aukštai temperatūrai, aukštam slėgiui ir korozinėms terpėms, todėl jos paviršiai linkę kaupti pramoninius teršalus, tokius kaip alyva, rūdys, apnašos ir polimeriniai nešvarumai. Tradiciniais valymo metodais paprastai sunku pasiekti selektyvų-sritį ir gali sukelti antrinį pagrindo pažeidimą, todėl sunku tenkinti nuolat-augančius pramonės valymo reikalavimus. Tuo pačiu metu griežtėjantys aplinkosaugos reikalavimai yra rimtas iššūkis įprastiems procesams, pavyzdžiui, cheminiam valymui. Veiksmingas, ekologiškas, saugus ir patikimaslazerinio valymo technologijapalaipsniui tampa efektyviu naftos chemijos pramonės valymo problemų sprendimu.

1. Įrangos užteršimo valymo reikalavimai

Dėl sudėtingos eksploatavimo aplinkos naftos chemijos įranga yra labiau linkusi į pramoninį užsiteršimą. Nuosėdos ant įrangos paviršių ne tik sumažina gamybos efektyvumą ir komponentų veikimą, bet ir gali sukelti saugos incidentus bei ekonominius nuostolius. Kad įranga veiktų normaliai, naftos chemijos gamyklos turi išvalyti visą įrenginį arba jo dalį prieš pradedant eksploatuoti ir po tam tikro veikimo ciklo.

2. Valymo reikalavimai prieš išjungimo patikrinimą

Kai naftos chemijos įranga išjungiama patikrinimui, turi būti išbandytos tiriamos vietos. Korozijos ar įtempių koncentracijos paveiktose zonose, kuriose gali atsirasti defektų, pvz., įtrūkimų ar perforacijų, prieš atliekant veiksmingą patikrinimą ir įvertinimą, paviršiaus dažai ir užteršimo sluoksniai turi būti pašalinti valant, kad pamatinė medžiaga būtų atvira.

Siekiant dar labiau sutrumpinti priežiūros ciklus, sumažinti prastovos laiką ir sumažinti priežiūros išlaidas, naftos chemijos pramonei skubiai reikia valymo technologijos, kuri būtų patogesnė, efektyvesnė, ekologiškesnė ir saugesnė nei įprasti paviršių paruošimo prieš išjungimo patikrą metodai.

3. Esamų valymo technologijų apribojimai

Šiuo metu visame pasaulyje naudojamos naftos chemijos įrangos valymo technologijos skirstomos į tris kategorijas: cheminis valymas, fizinis valymas ir aplinkai nekenksmingas mikrobinis valymas, o cheminis valymas sudaro apie 70 % rinkos. Šiuolaikinei naftos chemijos pramonei ir toliau keliant reikalavimus valymo kokybei, aplinkos apsaugai ir saugai, tradicinės valymo technologijos turi šiuos trūkumus:

• Sunku atlikti selektyvų-sritį, o valymo plotas ir intensyvumas negali būti tiksliai kontroliuojami, o tai gali pažeisti pagrindą arba sukelti antrinius pažeidimus.
• Cheminio valymo metu susidaro didelis kiekis atliekų skysčių ir nuotekų, o šalinimo kaina yra didelė, todėl sunku laikytis vis griežtesnių aplinkosaugos taisyklių.
• Kai kurie valymo metodai reikalauja daug laiko{0}}ir daug darbo-, o ilgas valymo ciklas mažina įrangos priežiūros efektyvumą.

4. Valymo lazeriu privalumai

Palyginti su tradicinėmis valymo technologijomis,pramoninės lazerinės valymo mašinossiūlo šiuos išskirtinius pranašumus:

• Reikia tik nedidelio kiekio pagalbinio tirpalo, o kai kuriomis darbo sąlygomis tirpalo visai nereikia.
• Iš įvairių pagrindo medžiagų galima pašalinti įvairius teršalus.
• Paviršiaus teršalai efektyviai pašalinami minimaliai pažeidžiant pagrindą.
• Valymo plotas ir valymo kokybė gali būti tiksliai kontroliuojami.
• Galimi nešiojamieji įrenginiai, užtikrinantys puikų mobilumą.
• Automatizavimą lengva įdiegti.
• Įranga turi ilgą tarnavimo laiką, eksploatacijos metu sunaudoja tik elektros energiją, o bendra kaina yra maža.

1. Valymo mechanizmai

Valymas lazeriu – tai ekologiška,{0}}ardomoji paviršiaus valymo technologija, kuri pašalina teršalus nuo pagrindo sąveikaujant lazerio šviesai ir medžiagai. Lazerinio valymo procese dalyvauja keturių tipų sąveikos taikiniai: teršalų sluoksnis, teršalo sluoksnio viduje esančios dujos, substratas ir iš anksto{2}}užtepta skysčio plėvelė.

2. Sausas valymas prieš šlapią valymą

Valymo režimai, atitinkantys pirmuosius tris tikslus, bendrai vadinami „sausu valymu“, kuris yra plačiausiai naudojamas pramonėje. Norint veiksmingai pašalinti įprastinius teršalus, tokius kaip dažai ir guma, pakanka tinkamai parinkti lazerio šaltinį ir proceso parametrus.

Ketvirtasis režimas vadinamas „šlapiu valymu“, kuriame skysta plėvelė padeda pašalinti įsisenėjusius teršalus. Nors šiuo metodu susidaro nedidelis atliekų skysčio kiekis, jų tūris yra daug mažesnis ir mažiau pavojingas nei valant cheminiu būdu. Degioms, ėsdinančioms ar toksiškoms nuosėdoms naftos chemijos pramonėje rekomenduojamas šlapias valymas, kad valant lazeriu teršalai nesudegtų ar neišplistų.

Valymas lazeriu gali būti taikomas įvairiai naftos chemijos įrangai, įskaitant šilumokaičius, rezervuarus, reaktorius, bokštus, sandėliavimo indus, vamzdynus, kompresorius ir centrifugas. Du dažniausiai naudojami - plokšteliniai šilumokaičiai ir katilo garo būgnai - aptariami toliau, lyginant su tradiciniais valymo metodais, siekiant parodyti lazerio valymo pranašumą ir pritaikomumą.

1. Plokštelinio šilumokaičio valymas

Plokštelinis šilumokaitis sudarytas iš gofruotų šilumos perdavimo plokščių, pakaitomis sukrautų ir suspaustų į rėmą. Taikant tradicinius valymo metodus, tokius kaip valymas aukštu-slėgiu vandeniu, susidaro atliekų skystis ir nuotekos, kurios prieštarauja vis griežtesniems aplinkosaugos reikalavimams, o išvalytų plokščių džiovinimas reikalauja daug laiko-ir daug darbo{3}}. Kai apulsuoja lazerinio valymo mašinayra naudojamas, visiškai pašalinami net stori nešvarumų sluoksniai, o išvalius plokštes galima iš karto surinkti - paprasta ir patogu.

Pav. 1 (a) naudojamas plokštelinis šilumokaitis; (b) šilumokaičio plokštės, išvalytos aukšto -slėgio vandeniu; c) lazeriu išvalytos šilumokaičio plokštės.

2. Katilo garo būgno valymas

Garo būgnas yra slėginis indas, kuris atlaiko katilo darbinį slėgį ir yra svarbiausias, sunkiausias ir brangiausias katilo komponentas - tas pats komponentas, kurį reikia prižiūrėtišiluminės elektrinės, kur valymas lazeriu jau įrodė savo vertę. Tradiciniai valymo metodai yra daug laiko-ir daug pastangų valymo procesas gali net padidinti esamus defektus. Valymas lazeriu selektyviai pašalina alyvą, rūdis, apnašas ir kitus teršalus, nepažeidžiant pagrindo. Be to, įrangą galima padaryti nešiojamą, kad darbuotojai galėtų ją nešiotis dirbdami aukštyje, taip sumažinant įrangos išmontavimo laiką ir sutaupant darbo sąnaudas - privalumas, išsamiai aprašytas mūsų vadove.Neišardomos įrangos{0}}valymas lazeriu.

Realiai taikydama lauke, King's Laser techninė komanda naudojo a200 W rankinė impulsinė lazerinė valymo mašinasuvirinimo siūlės vietai išvalyti. Po keturių valymo procedūrų buvo matomas ryškiai baltas netauriųjų metalų sluoksnis ir aiškūs suvirinimo pėdsakai, nepažeistas nei netaurieji metalai, nei aplinkiniai plotai.

Pav. 2 (a) Išardytas katilo garo būgnas; b) darbuotojai, atliekantys garų būgno valymo darbus; c) valymo efektas suvirinimo siūlės srityje naudojant 200 W rankinį impulsinį lazerinį valymo įrenginį.

Naftos chemijos srityje valymas lazeriu vis dar susiduria su šiais iššūkiais:

1. Naftos chemijos gamyklose gali būti degių arba sprogių dujų ar skysčių likučių. Atitinkamų proceso procedūrų, standartų ir saugos vertinimo sistemos nustatymas yra pagrindinis taikymo iššūkis.
2. Valymo lazeriu efektyvumą ir kokybę įtakoja daugybė veiksnių, įskaitant lazerio energijos tankį, nuskaitymo greitį, nuskaitymo žingsnį, fokusavimo tikslumą ir stebėjimo grįžtamąjį ryšį. Dar vienas iššūkis yra ištirti šiuos veiksnius ir jų poveikį -, ypač procesų optimizavimą pagal itin greitus, mikro-žalos reikalavimus -.

Dėl didelio efektyvumo, tikslumo ir ekologiškumo, valymas lazeriu yra ideali priemonė naftos chemijos pramonei gerinti kokybę ir efektyvumą, taupyti energiją ir sumažinti išmetamų teršalų kiekį bei pereiti nuo tradicinių valymo metodų prie naujų valymo metodų. Be to, po to, kai naftos chemijos įranga yra išvalyta lazeriu{1}}, bet kokiam tolesniam apdorojimui vis tiek galima pasirinkti lazerinę technologiją, leidžiančią naudoti visą lazeriu pagrįstą apdorojimo sprendimą.