مقدمه مفصلی در مورد کاربرد لوله های گرد گالوانیزه در حمل و نقل مایعات کمکی در صنعت شیمیایی.
در صنعت شیمیایی ، سیستم های حمل و نقل سیال کمکی ، خون حیات تولید مداوم هستند. الزامات کلیدی شامل تحویل پایدار ، مقاومت در برابر خوردگی و نگهداری کم است. لوله های گرد گالوانیزه ، به لطف عایق فیزیکی و محافظت از کاتدیک ارائه شده توسط لایه گالوانیزه ، در برابر بیشتر مایعات کمکی بسیار خورنده غیر {2} مقاوم هستند. آنها ضمن حفظ استحکام ساختاری فولاد ، آنها یک انتخاب ارزشمند برای این برنامه هستند. جزئیات زیر برنامه های خاص از چهار دیدگاه: طبقه بندی سناریوی برنامه ، انواع سیال سازگار ، الزامات انتخاب کلیدی و نکات نصب و نگهداری.
1. سناریوهای برنامه اصلی: تمرکز بر روی مایعات "کمکی" ، نه رسانه فرآیند اصلی
هسته اصلی حمل و نقل سیال کمکی در صنعت شیمیایی پشتیبانی از خط تولید اصلی (مانند خنک کننده ، تمیز کردن و دسته بندی کمکی) است ، به جای اینکه مستقیماً با درجه حرارت بسیار خورنده ، درجه حرارت بالا ، بالا {}}} بالا ، و رسانه های فرآیند فشار فشار بالا {1} بالا (مانند اسیدهای متمرکز ، دمای قوی} {2 {{اکسید کننده های قوی {2 لوله های گرد گالوانیزه در درجه اول در سه سناریو زیر استفاده می شوند:
1. سیستم های آب خنک کننده خنک کننده: "زندگی خنک کننده" تجهیزات شیمیایی
در تولید شیمیایی ، تجهیزات اصلی مانند راکتورها ، مبدل های حرارتی و کمپرسورها در حین کار گرمای قابل توجهی ایجاد می کنند. این گرما باید با گردش آب برای حفظ شرایط عملیاتی پایدار برداشته شود. لوله های گرد گالوانیزه یک ماده لوله محبوب برای این سیستم هستند که برنامه های خاصی از جمله:
لوله های شاخه خنک کننده تجهیزات: این لوله های "آخرین مایل" هستند که خط لوله اصلی گردش آب را به قطعات جداگانه تجهیزات ، مانند لوله های آب خنک کننده برای کاپشن های راکتور و لوله های ورودی/برگشتی برای مبدل های حرارتی وصل می کنند. این لوله ها در معرض شروع و توقف مکرر (بسته به چرخه تولید تجهیزات) قرار دارند و در تماس مداوم با آب هستند. پوشش گالوانیزه از زنگ زدگی و مقیاس گذاری (که باعث کاهش راندمان انتقال حرارت) بر روی دیواره های لوله می شود ، جلوگیری می کند. در مقایسه با لوله های معمولی آهن سیاه ، راندمان انتقال حرارت می تواند به مدت 3-5 سال با حداقل تخریب حفظ شود.
در گردش لوله های سیستم تصفیه بای پس آب: برای جلوگیری از ناخالصی ها (مانند لجن و لجن میکروبی) در آب در گردش از تجهیزات گرفتگی ، یک سیستم تصفیه بای پس از آن لازم است. لوله های گرد گالوانیزه برای لوله های ورودی و خروجی پمپ های تصفیه بای پس و به عنوان اتصالات به فیلترها استفاده می شود. از آنجا که جریان آب کند است (به طور معمول 0.8-1.2 متر بر ثانیه) ، لوله های گالوانیزه با دیواره های داخلی صاف برای جلوگیری از چسبندگی ناخالصی ها لازم است. ضخامت دیواره باید با فشار سیستم سازگار باشد (به طور معمول 0.4-1.0 مگاپاسکال ، مربوط به ضخامت دیواره 3.5-5 میلی متر).
لوله های خنک کننده اضطراری: برخی از تجهیزات فرآیند خطر {0} بالا (مانند راکتورهای حلال قابل اشتعال) به سیستم خنک کننده اضطراری نیاز دارند تا در صورت خرابی اصلی سیستم خنک کننده فعال شوند. لوله های گرد گالوانیزه اغلب برای انتقال سریع آب از مخازن آب اضطراری به تجهیزات به دلیل سهولت در نصب و مقاومت در برابر آب و هوا (مناسب برای نصب در فضای باز) استفاده می شوند. DN50-DN100 (قطر بیرونی 57-114 میلی متر) به طور معمول برای اطمینان از جریان کافی آب در مواقع اضطراری. 2.} تمیز کردن کمکی و سیستم رقیق کننده حلال انتخاب می شود: اطمینان از پاکیزگی تولید
تولید شیمیایی به تجهیزات تمیز کردن و لوله کشی قبل و بعد از تولید نیاز دارد (به عنوان مثال ، تمیز کردن فضای داخلی راکتورها و رسانه های باقیمانده از خطوط لوله) یا رقیق کردن حلالهای بسیار غلیظ (به عنوان مثال ، رقیق کردن اتانول 95 ٪ به 75 ٪ برای ضد عفونی تجهیزات). لوله های گرد گالوانیزه مزایای قابل توجهی را در این فشار کم- ، کم برنامه های خوردگی- کم ارائه می دهند:
لوله های تمیز کردن تجهیزات: برای حمل و نقل مایعات تمیز کننده (به عنوان مثال ، مایعات تمیز کننده قلیایی ضعیف ، آب دیونیزه شده و مواد شوینده خنثی {2} کم) مانند لوله های شاخه ای در CIP مخزن تخمیر (تمیز کردن در جای) سیستم ها و خطوط برگشتی را فیلتر می کنند. از آنجا که مایعات تمیز کننده به طور معمول خنثی یا ضعیف قلیایی هستند (pH 7 {11} 9} 9) ، آنها به روکش روی آسیب نمی رسانند. علاوه بر این ، سطح داخلی صاف لوله های گالوانیزه از مایعات تمیز کننده باقیمانده جلوگیری می کند ، بنابراین از آلودگی ثانویه جلوگیری می کند. مشخصات متداول از DN25-} DN80 (قطر بیرونی 32- 89mm) ، با ضخامت دیواره 2.5- 4 میلی متر ، و با کمترین فشار- خروجی فشار از پمپ های تمیز کننده (0.2-0.6mpa) سازگار است. لوله کشی رقیق کننده حلال: برای انتقال رقیق کننده ها (مانند آب دیونیزه شده و حلال های بی اثر) به مخزن مخلوط کردن حلال استفاده می شود. به عنوان مثال ، هنگام رقیق کردن متانول با غلظت بالا به غلظت پایین تر ، می توان از لوله های گرد گالوانیزه برای انتقال آب رقت استفاده کرد. نکته مهم: این لوله کشی فقط برای حلال های غیر قطبی و کم تحرک (مانند اتانول و استون) مناسب است. از استفاده از حلالهای بسیار قطبی (مانند DMF و DMSO) خودداری کنید-این حلالها ممکن است در پوشش روی نفوذ کنند و باعث از بین رفتن آن شوند. برای جلوگیری از تبخیر و نشت حلال ، لوله کشی باید تحت آزمایش نشت (مانند آزمایش فشار هوا) قرار بگیرد.
3. ماده کمکی و حمل و نقل رسانه ای: "کانال انتقال" برای مواد خطرناک-
در تولید شیمیایی ، از لوله های گرد گالوانیزه نیز می توان برای حمل و نقل برخی از مواد کمکی ریسک کم (مانند مواد افزودنی بی اثر ، حامل های کاتالیزور و گازهای بی اثر فرآیند) استفاده کرد. اینها شامل:
حمل و نقل دوغاب افزودنی جامد: برخی از مواد افزودنی پودری (مانند تثبیت کننده و کمک های احتراق) باید با آب مخلوط شوند تا قبل از اضافه شدن به سیستم واکنش ، دوغاب تشکیل شود. لوله های گرد گالوانیزه به عنوان لوله های شاخه ای برای حمل و نقل دوغاب استفاده می شوند (لوله های اصلی به طور معمول از سایش ساخته می شوند-} مقاوم). از آنجا که دوغاب حاوی مقدار کمی از ذرات جامد است ، برای جلوگیری از فرسایش و نازک شدن دیواره به دلیل فرسایش ذرات ، لوله گالوانیزه ضخیم تر (4-6 میلی متر) لازم است. برای جلوگیری از تجمع ذرات و گرفتگی لوله ، گرگرفتگی منظم نیز لازم است.
تحویل گاز بی اثر- فشار: از این برای تحویل نیتروژن و هوای فشرده شده (به عنوان گاز محافظ یا همزن) به تجهیزات استفاده می شود. به عنوان مثال ، هنگامی که نیتروژن برای جداسازی اکسیژن به یک راکتور وارد می شود ، لوله های گرد گالوانیزه به عنوان لوله های شاخه ای که مخزن نیتروژن را به تجهیزات متصل می کند ، خدمت می کنند. از آنجا که فشار گاز کم است (به طور معمول 0.1 {4} 0.3 MPa) و گاز بی اثر غیر- خورنده است ، لوله های گالوانیزه می توانند این شرایط را برآورده کنند. مشخصات متداول شامل DN15-DN40 (قطر بیرونی 21.3-48.3 میلی متر) با ضخامت دیواره 2-3 میلی متر است. لوله کشی بدون نشت برای جلوگیری از زباله های گاز و اختلال در شرایط عملیاتی ضروری است.
ii. سازگاری و موارد منع مصرف: به وضوح تعیین "مرزها" انواع سیال
محدودیت اصلی لوله های گرد گالوانیزه در حمل و نقل کمکی شیمیایی حد مقاومت در برابر خوردگی پوشش روی است. روی به سرعت در اسیدهای قوی ، عوامل اکسید کننده قوی و رسانه های هماهنگ کننده قوی حل می شود و منجر به خرابی لوله می شود. باید تمایز قاطع بین "مایعات سازگار" و "مایعات ناسازگار" ایجاد شود:
نوع سیال نوع نمونه های خاص دلایل سازگاری/مایعات ناسازگار
مایعات سازگار: محلول های آبی خنثی/ضعیف قلیایی: آب در گردش (pH 6.5-8.5) ، محلول های تمیز کننده قلیایی ضعیف (مانند محلول هیدروکسید سدیم 0.5 ٪) ، آب دیونیزه شده. روی به راحتی یک فیلم اکسید روی متراکم روی را در یک محیط خنثی/ضعیف قلیایی تشکیل می دهد و از خوردگی بیشتر جلوگیری می کند.
حلال های خنثی - غلظت: اتانول (کمتر از یا مساوی 95 ٪) ، استون ، اتیلن گلیکول (ضد یخ). حلالها قطبیت کم دارند ، از نظر شیمیایی با روی واکنش نشان نمی دهند و هیچ اثر حل کننده ای ندارند.
گازهای بی اثر: نیتروژن ، هوای فشرده شده (روغن - رایگان و آب- رایگان) ، دی اکسید کربن خشک. گازها غیر- خورنده هستند و فقط باید در برابر فشارهای کم مقاومت کنند. لوله گالوانیزه باید به اندازه کافی قوی باشد.
مایعات ناسازگار: محلول های اسید قوی: اسید هیدروکلریک ، اسید سولفوریک (بیشتر از یا برابر با 10 ٪) ، اسید نیتریک (بیشتر یا برابر با 5 ٪). اسیدهای قوی به سرعت لایه روی را حل می کنند (Zn+ 2 Hcl=zncl₂ + H₂ ↑) ، و فولاد در معرض زنگ بیشتر می شود.
رسانه های اکسید کننده به شدت: پراکسید هیدروژن (بیشتر از یا مساوی 30 ٪) ، هیپوکلریت سدیم (بیشتر از یا برابر با 10 ٪) ، محلول پرمنگنات پتاسیم. اکسیدان های قوی روی را به روی روی محلول اکسید می کنند و به سرعت روکش را تخریب می کنند.
رسانه های هماهنگی شدید: آمونیاک (بیشتر یا برابر با 25 ٪) ، محلول سیانید ، محلول EDTA. آمونیاک و سیانید مجتمع های پایدار با یون های روی را تشکیل می دهند و باعث تسریع در انحلال پوشش روی می شوند.
مایعات دما بالا- بالا (بیشتر از یا برابر با 120 درجه) ، بخار دما بالا {2} بالا ، و روغن حرارتی دما {3} بالا (بیشتر از یا برابر با 150 درجه). درجه حرارت بالا می تواند به فیلم منفعل روی آسیب برساند. روی همچنین دارای نقطه ذوب کم (419 درجه) است و به راحتی در دماهای بالا نرم می شود و بر قدرت لوله تأثیر می گذارد.
iii الزامات انتخاب اصلی: از "مناسب بودن" تا "انطباق استاندارد"
حمل و نقل کمکی شیمیایی تقاضای بسیار بالایی را در مورد ایمنی و ثبات لوله قرار می دهد. انتخاب لوله های گرد گالوانیزه باید بر اساس چهار عامل اصلی باشد: فشار ، دما ، خصوصیات سیال و رعایت استاندارد. این امر برای جلوگیری از خطرات مانند نشت و انفجارهای ناشی از انتخاب نادرست بسیار مهم است:
1. ضخامت دیواره را بر اساس فشار سیستم تعیین کنید: از لوله های خیلی نازک ، ترکیده یا خیلی ضخیم و هدر رفتن خودداری کنید
سیستم های کمکی شیمیایی بیشتر فشار کم دارند (کمتر از یا مساوی 1.6 مگاپاسکال). ضخامت دیوار باید بر اساس فشار عملیاتی واقعی محاسبه شود. استاندارد مرجع "لوله های فولادی جوش داده شده گالوانیزه برای حمل و نقل سیال فشار 3 {3} کم است (GB/T 3091-2015):
سیستم های فشار کم- (0.1-0.6 مگاپاسکال): برای تمیز کردن خطوط و خطوط گاز بی اثر ، از لوله های گالوانیزه با ضخامت دیواری 2.5-3.5 میلی متر استفاده کنید (به عنوان مثال ، یک لوله DN50 با قطر بیرونی 57 میلی متر و یک ضخامت دیواره 3.0 میلی متر می تواند در برابر فشار 1.0 mpa) مقاومت کند.
سیستم فشار متوسط {0}}} (0.6-1.6 مگاپاسکال): برای گردش خطوط اصلی و شاخه های آب و خطوط خنک کننده اضطراری ، از لوله های گالوانیزه شده با ضخامت دیواری 4.0-5.5 میلی متر استفاده کنید (به عنوان مثال ، یک لوله DN80 با قطر بیرونی 89 میلی متر و ضخامت دیواری 4.0 میلی متر می تواند در برابر 1.6 mpa) در مقابل 1.6 mpa باشد.
مبنای محاسبه: رزرو 1.2- 1.5 میلی متر. یک عامل ایمنی 100 برابر فشار کار (به عنوان مثال ، ضخامت واقعی دیواره باید نیاز بارگذاری بار "فاکتور ایمنی کار X" را برآورده کند). به عنوان مثال ، اگر فشار کار 0.8 مگاپاسکال باشد ، باید ضخامت دیواره ای که قادر به تحمل فشارهای بیش از 1.2 مگاپاسکال (1.5 0. 8/0) است انتخاب شود.
2. انتخاب فرآیند گالوانیزه بر اساس ویژگی های سیال: HOT- dip galvanizing dip galvanizing بیش از سرما - dip galvanizing ترجیح داده می شود.
برنامه های حمل و نقل کمکی شیمیایی اغلب شامل تماس با سیال طولانی {{0} tern ، بنابراین HOT-} لوله های گرد گالوانیزه (به جای سرما {{2} لوله های گالوانیزه) توصیه می شود. تفاوت بین این دو به شرح زیر است:
لوله های گالوانیزه داغ - DIP: پوشش روی 100- 150μm ضخامت است و از یک فرآیند گالوانیزه با درجه حرارت بالا استفاده می کند. اوراق قرضه پوشش به لوله فولادی ، مقاومت در برابر خوردگی قوی و عمر 5-8 سال در گردش آب را فراهم می کند.
Cold- لوله های گالوانیزه (لوله های الکتروگالوانیزه): پوشش روی 10- 30μm ضخامت دارد و از یک فرآیند رسوب الکترولیتی استفاده می کند. این پوشش مستعد پوسته پوسته شدن است و مقاومت در برابر خوردگی ضعیفی دارد. زنگ زدگی در طی 1-2 سال در محیط های مرطوب اتفاق می افتد ، و آنها را فقط برای لوله کشی موقت در اتاق های خشک (مانند لوله های تمیز کننده موقت) {5 {}} انتخاب می کند و مواد و مشخصات را بر اساس رعایت استاندارد انتخاب کنید: از "خطرات غیر استاندارد" خودداری کنید.
صنعت شیمیایی استانداردهای سختی برای لوله ها دارد. لوله های گرد گالوانیزه باید معیارهای زیر را رعایت کنند:
استانداردهای مواد: لوله فولادی پایه باید Q235 یا Q345 Low- فولاد کربن (مطابق با GB/T 700) باشد تا از استحکام و سختی کافی برای جلوگیری از ترک خوردگی شکننده در دمای پایین یا تحت نوسانات فشار اطمینان حاصل شود.
استانداردهای بعدی: تحمل ضخامت قطر بیرونی و دیواره باید با GB/T 3091 مطابقت داشته باشد. به عنوان مثال ، تحمل ضخامت دیواره برای یک لوله DN100 (قطر بیرونی 114.3 میلی متر) برای جلوگیری از انحراف ابعادی است که می تواند باعث عدم تطابق با دریچه ها و فلنج ها شود.
استانداردهای بهداشتی: در صورت انتقال مایعات کمکی که با محصول مستقیماً با محصول تماس می گیرند (مانند آب شستشو برای مواد غذایی - محصولات شیمیایی درجه) ، "غذا- درجه داغ - لوله گالوانیزه را انتخاب کنید." دیوار داخلی باید صاف و آروغ باشد.