رسوب زدای هیدروفلو در نورد گرم کارخانه Jordan Steel
کارخانه فولاد اردن، سهامی عام در بهار سال 1993 با سرمایه‌ای بالغ بر 49 میلیون دلار تاسیس گردید و از همان سال پیشتاز در تولید مصنوعات فولادی در اردن است. محصولات این کارخانه میلگرد در مقاطع مختلف و شمش‌های فولادی است. تجهیزاتی نظیر مبدلهای آب – روغن مدار هیدرولیک، ترماکس، تجهیزات کوره نظیر یاتاقانهای غلطک‌های کوره، روتاری مکس و خنک کن دوربین‌های مدار بسته، نازل اسپری‌های واحد عملیات حرارتی، برجهای خنک کن (مدار مستقیم و غیر مستقیم) و فیلترهای شنی تصفیه خانه بخش‌های اصلی مدار خنک کننده را تشکیل می‌دهد.
• هزینه‌های بالای راهبری تصفیه خانه.
• مصرف و دور ریز آب در فیلترهای شنی، سختی گیرهای رزینی و سیستم آب شیرین کن(O.R) حدودا 10 الی 40 درصد برداشتی از منابع آب
• تهیه، حمل، نگهداری مواد شیمیایی و سرویس و تعمیرات تجهیزات مربوطه
• رسوب گذاری در مبدلهای حرارتی و حتی لوله‌های انتقال.
• کاهش راندمان تجهیزات انتقال حرارت، نیاز به سرویس‌های مکرر و تمیزکاری توسط اسید و مواد شیمیایی و محلول‌های رسوب زدا
• فرصت‌های از دست رفته تولید ناشی از توقف اجباری
• تعویض لوله و اتصالات در مدار آب خنک کننده – عدم آب بندی صحیح به دلیل وجود رسوب
• از بین رفتن بسترهای تصفیه – فیلترهای شنی در مدت زمان کوتاه. خوردگی میکروبی. مقدار اولیه 8/10 و19 CFU/ml
• آنالیز رسوب حدود 60 الی 70 درصد محصولات خوردگی شامل Fe2O3-FeO-Fe(OH)2
• تکثیر و رشد بایوفیلم و باکتری‌های کاهنده سولفات SRB و متعاقباً خوردگی میکروبی
• دیاگرام ذیل مدار لوله کشی سیستم خنک کننده نورد گرم کارخانه فولاد اردن است.
الف- ذرات معلق آب پس از عبور از فیلترهای شنی حذف گردیده و آب به سمت برجهای خنک کن مدار مستقیم توسط لوله 16 اینچ هدایت می‌گردد
ب- پس از عبور آب از برج خنک کن و کاهش دما در مخزن بتنی روباز برجهای خنک کن ذخیره می‌گردد. در صورت افزایش دمای آب مخزن، پمپ‌های خنک کن وارد مدار می‌شوند و قسمتی از آب را مجدداً وارد برجهای خنک کن می‌نمایند.
ج- آب سرد توسط پمپ‌های مدار خنک کن کوره، غلطک‌ها، ترماکس به هر بخش با دبی مشخص منتقل می‌گردد.
• غلطک‌ها که وظیفه انتقال شمش‌های داغ را دارند نیاز به خنک کاری در قسمت یاتاقانهای خود دارند.
• در واحد ترماکس یا واحد عملیات حرارتی نازل اسپری متعدد در بخش‌های مختلف وجود دارد.
• کوره دارای بخش‌های مختلف است که هر یک نیاز به خنک کاری دارند از جمله مدار خنک کن دوربین‌های مدار بسته داخل کوره، یاتاقانهای مشعل، روتاری مکس و یاتاقانهای غلطک‌های داخل کوره.
د- آب پس از خنک کاری واحد‌های مختلف از طریق کانال‌های باز جمع آوری و به مخازن چربی گیری، منعقد سازی (زلال سازی) و ته نشینی منتقل می‌گردد.
ه- در سیستم خنک کاری مدار بسته، آب وظیفه کاهش انتقال حرارت در مبدلهای آب – روغن سیستم هیدرولیک را به عهده دارد. آب گرم مجددا به برج خنک کن مدار بسته باز می‌گردد.
در دیاگرام فوق دستگاههای رسوبزدای الکترونیکی هیدروفلو با کد HF مشخص شده‌اند که در 8 نقطه از مدار خنک کن به شرح ذیل نصب شده اند:
1- لوله 16 اینچ ورودی ترماکس
2- لوله 4 اینچ ورودی کوره
3- لوله 6 اینچ ورودی مبدلهای هیدرولیک
4- لوله 16 اینچ ورودی فیلترهای شنی
5- لوله 16 اینچ ورودی برجهای خنک کن
6- لوله 10 اینچ
7- لوله 16 اینچ ورودی مخازن ته نشینی
8- لوله 10 اینچ ورودی غلطک‌ها
محل نصب کوپن‌ها در رسوبزدای هیدروفلو
جهت انجام این آزمایش هفت نقطه در مدار سیستم خنک کننده کارخانه JSF به طور تصادفی انتخاب شده تا به مدت زمان یک سال (2006 الی 2007 )کوپن رسوب و خوردگی نصب گردد. تصویر 10 محل نصب کوپن‌ها را نمایش می‌دهد. هفت کوپن از جنس کربن استیل همراه با پیچ و مهره‌های مربوطه که همگی از جنس لوله در کارگاه مکانیک RSS/MDTC ساخته شده‌اند تا به عنوان کوپن خوردگی Coupon Corrosion ً CC نامیده می‌شود مورد استفاده قرار گیرند. این کوپن‌ها در مسیر که از این پس اختصارا سیال خنک کن قرار می‌گیرند. درست در نقطه مقابل آنها داخل لوله هفت کوپن از جنس Super NAS (Steel Stainless Japan- 254N )در ابعاد 2 در 4 سانتیمتر ساخته شده‌اند. کوپن‌های ً SC نامیده می‌شوند با دقت 4 رسوب تحت عنوان Coupon Scale که از این پس اختصارا رقم اعشار قبل از نصب توزین شده‌اند. جهت حذف واکنش گالوانیک بین کوپن‌های رسوب و بدنه داخلی لوله پیچ و مهره‌های پالستیکی مورد استفاده قرار گرفته است.
ارزیابی عملکرد تکنولوژی رسوبزدای هیدروپت
آنالیز و بررسی محصولات موجود روی سطح لوله پیش از نصب کوپن‌های رسوب و خوردگی بیانگر وجود میزان بالایی از محصولات خوردگی(60 الی 70 درصد) نظیر آهن، Fe3 همراه با مواد روغنی و چربی (Grease) بوده است. آنالیز اکسید آهن 2 شیمیایی آب چاه، مدار خنک کن مستقیم و غیرمستقیم نشانگر آن بوده است که قبل از نصب کوپن‌های رسوب و خوردگی در سیستم لوله کشی، مقداری باکتری‌های احیاء کننده سولفات (SRB ) موجود بوده است.
بعد از گذشت 3 ماه در آوریل 2006 یکی از مکان‌های تعیین شده به صورت تصادفی باز گردید تا سیستم بدون باز نمودن کوپن‌ها به طور چشمی مورد بازبینی قرار گیرد. این بررسی نشان داده است که لایه‌هایی از محصولات قهوه‌ای رنگ روی سطح کوپن خوردگی و همچنین سطح لوله وجود داشته است. بعد از 6 ماه در ژوئن 2006 کوپن‌های رسوب و خوردگی از نقاط 1 و 3 برداشته شد. روی سطح کوپن‌های رسوب و خوردگی ناحیه 1 پوششی از ماده قهوه‌ای رنگ قرار داشت. آنالیز مواد شیمیایی برداشته شده از سطح کوپن رسوب بیانگر وجود 49 الی 55 درصد اکسید آهن، 1 الی 7 درصد کربنات کلسیم، مواد چرب و الیه‌ای از یونهای سولفات، کلراید و منیزیم بود. نرخ خوردگی کوپن شماره 5 معادل mpy 3/54 اندازه گیری گردید. سطح کوپن رسوب و خوردگی شماره 3 با یک لایه از ماده قهوه‌ای رنگ پوشیده شده بود. آنالیز مواد سطح کوپن نشان می‌داد که میزان 45 درصد اکسید آهن، کربنات کلسیم، مواد چرب و رگه‌هایی از یونهای سولفات، کلراید و منیزیم وجود داشت. نرخ خوردگی کوپن شماره 3 که آلوده ترین مسیر لوله کشی بود برابر mpy 18/925 اندازه گیری گردید. بعد از گذشت هفت ماه در آگوست 2006 کوپن‌های ناحیه 6 مورد بازبینی قرار گرفتند. روی سطح کوپن‌های رسوب و خوردگی ناحیه 6 پوششی از ماده قهوه‌ای رنگ قرار داشت. آنالیز مواد شیمیایی برداشته شده از سطح کوپن رسوب، بیانگر وجود 41 الی 52 درصد اکسید آهن، 20 درصد کربنات کلسیم، مواد چرب و الیه‌ای از یونهای سولفات، کلراید و منیزیم بود. نرخ خوردگی کوپن شماره 6 معادل mpy 5/26 اندازه گیری گردید. پدیده خوردگی در این مجموعه متاثر از 3 عامل اکسید آهن، SRB و رسوبات است. اکسید آهن تشکیل سلول غلظتی را داده که خود باعث افزایش خوردگی و تشکیل SRB می‌گردد. SRB یا باکتری‌های احیاء کننده سولفات یک باکتری بی هوازی است که با هضم سولفیت و تبدیل آن به سولفید گاز H2S زیر لایه‌های رسوب تشکیل می‌گردد. گاز H2S که بسیار خورنده است خود عامل خوردگی مجدد می‌گردد.
نرخ خوردگی کوپن‌های شماره 3 و4 که در مدار خنک کن از نرخ خوردگی کوپن نقطه 5 که در سیستم خنک کن غیرمستقیم قرار گرفته بود بالاتر بوده است و این به دلیل وجود درصد بالاتری از رسوب به علاوه رسوب اکسید آهن و اکسیژن است. نرخ خوردگی در کوپن شماره 4 ( که حدود 7 ماه در آن منطقه قرار داشت) مقدار mpy 5/26 بوده که از نرخ خوردگی در کوپن شماره 3 (مدت زمان نصب 6 ماه) معادل mpy 18/9 پایین تر بوده است و این بدان معناست نرخ خوردگی با گذشت زمان تحت تاثیر عملکرد تکنولوژی رسوب زدای هیدروفلو کاهش یافته است. علاوه بر این اکسید آهن مذکور موجود روی سطح با گذشت زمان کاهش یافته است چرا که آنالیز محصولات جمع شده از سطح داخلی لوله‌ها در تاریخ ژانویه 2006 نشان داده است که مقدار اکسید آهن 60 الی 70 درصد بوده است در حالی که آنالیز محصولات موجود سطوح داخلی لوله‌ها در تاریخ آگوست 2006 بیانگر مقدار اکسید آهن معادل 49 درصد بوده است که این به معنای آن است که درصد اکسید آهن با گذشت زمان تحت تاثیر تکنولوژی سختی گیر هیدروفلو کاهش یافته است. از طرف دیگر میزان رسوبگذاری کوپن رسوب شماره 10 ( 20 درصد کل محصولات موجود روی سطح کوپن) کمتر از میزان رسوب در کوپن رسوب شماره 9 ( 45 درصد کل محصولات روی کوپن) بوده است. خلاصه اهداف بدست آمده پس از یک سال به شرح زیر است.
اهداف بدست آمده در نصب رسوبزدای هیدروفلو
• در پروژه فولاد اردن سختی گیرهای رزینی، واحد آب شیرین ساز RO و مواد شیمیایی به طور کلی حذف گردیده است.
• نرخ خوردگی 70 درصد کاهش داشته است.
• نرخ رسوب گذاری حدود 95 درصد کاهش داشته است.
• سختیگیر هیدروفلو هیچگونه آلودگی برای محیط زیست ندارد.
تصویر12 - آقای مهندس عماد، کارشناس • عدم توقف تولید ارشد هیدروپت در اردن