Connect with us

Kimya

Petrokimya’ da aşınma ve korozyonu önlemek için doğru seçim: Akımsız nikel kaplamalar

Yayın Tarihi:

on

Petrokimya sektöründe her yıl milyonlarca dolara mal olan korozyon ve aşınma kayıpları, fonksiyonel kaplama teknolojilerine olan talebi artırmaktadır.

 

Giriş

Petrokimya sektöründe her yıl milyonlarca dolara mal olan korozyon ve aşınma kayıpları, fonksiyonel kaplama teknolojilerine olan talebi artırmaktadır. Akımsız nikel kaplamalar, oldukça yıpratıcı ortamlarda çalışan santral ekipmanlarının ömürlerinin artırılması, bakim onarım harcamalarının iyileştirilmesi ve proseslerdeki parça değiştirme amaçlı duruşların azaltılması için uzun yıllardır bu talebi karşılamaktadırlar.

Bu kaplama uygulaması, yüksek korozyon performansı ve ustun aşınma direnci ile en karmaşık yapıdaki parçaları bile homojen olarak kaplayabilmektedir. Bu ustun özellikleri, akımsız nikel teknolojisini petrokimya ve enerji santralleri için vazgeçilmez hale getirmiştir. Ekonomik faktörlere olan yüksek getirisi de ucuz karbon çeliğinin kaplanması ile üst düzey paslanmaz ve/ veya özel alaşım malzeme ile benzer performansı yakalıyor olmasıdır.

Bu anlamda gelecek dönemde kullanım alanlarının daha da genişlemesi beklenmektedir. Petrokimya sektörü 3 ana bolümden oluşmaktadır. Bunlar deniz kuyuları, toprak kuyuları ve rafinerilerdir. Bu makale de akımsız nikel kaplamaların rafinerilerdeki uygulama alanlarına, sağladığı maliyet avantajlarına ve bakim onarım faaliyetlerine olan etkilerine yer verilmiştir.

 

Uygulamalar

Kurulduğu bölgeye de bağlı olmak üzere, bir petrokimya rafinerisinde son derece korozif ve aşındırıcı servis şartları vardır. Bunlar, yüksek hidrojen sülfür ortamları, debili akan asit-baz kimyasallar, çamur-kum, deniz suyu veya klorlu buhar bulutları, güçlü rüzgar  koridorları, yüksek sıcaklık bölgeleri (~250C0) vb. olarak sıralanabilir.  Santrallerdeki önemli parçalardan olan akis kontrol üniteleri (vanalar, pompalar vb.) bu gibi ortamlarda uzun sure kullanılabilmeleri için akımsız nikel ile korunmaktadırlar. Vana gövdesini ve içindeki aç kapası (küre, sürgü ve/ veya vana soketi vb.) 75-125 mikron akımsız nikel ile kaplama suretiyle kullanım ömrü 2 yıla kadar çıkartılabilmektedir.   Kaplamanın homojen olması ile de sızdırmazlık derecesi (Metal-Metale) mekanizma için maksimuma çıkarılabilmektedir.

Isıl işlemsiz 450-650 HV, ısıl işlem ile 900-1200 HV mertebelerine çıkarılabilen sertlik değeri, debili akis suresince karbon çeliğinde yıllık 3 ile 5 mm’ lik korozyon oyuklarını oluşumunu 6 yıla kadar uzatabilmektedir. Ekonomik değeri yüksek bu parçalar özellikle içerisinden gecen erozif kimyasalların zamanla  alaşımları delmesi problemi de akımsız nikel kaplama ile giderilebilmektedir.  Nikel ince filmi düşük sürtünme katsayısı ve pürüzsüzlüğe sahiptir.

Bu durum akis sırasında kimyasalın içerisindeki empuritenin taban malzemeye saplanmasını da engellemekte ve bir sure sonra oluşacak olan yırtılmaları ortadan kaldırmaktadır.  Pompalar ise görevleri rutin olan ekipmanlardır ancak proseslerdeki önemleri büyüktür.

Pompa gövdeleri, emme ve basma soketleri, çamur pervaneleri, borulamalar akımsız nikel kaplamaların sıkça görüldüğü yerlerdir. Özellikle deniz suyuna maruz kalan dalgıç pompaların gövdelerinin 50 mikron kaplanması oldukça iyi bir örnektir. Bir petrokimya rafinerisinde binlerce tubular parça vardır. Emme pistonları, borular, merkez/ dağıtıcı vana yatakları, ekleme/ bitirme soketleri, karıştırma şaftları vb. donanımlar kimi zaman birleşme yerleri, kimi zaman çok yüksek debide akışkanın geçtiği sistemler kimi zaman da yeraltına gömülü olarak görev yapmaktadırlar.

Bu parçalar, korumasız olarak santral ortamına bırakıldıklarında ömrünü 3 ile 6 aylık surede tamamlamaktadırlar.  50 ile 100 mikron arasında değişen bir kalınlıkla akımsız nikel kaplanmaları, kullanımlarını 2 katı süreye çıkartmaktadır.

Tubular ürünler için kullanılan Hastelloy alaşımları ile karşılaştırıldığında, 100 mikron nikel kaplı karbon çeliği, N06985 Hastelloy G-3 ile benzer korozyon direnci göstermektedir.

Bu durumun fiyat/ performans’ a yansıması bir sonraki bolümde incelenmiştir. Petrokimya’ da ki akımsız nikel uygulamalarına özel sayılabilecek bir örnek de kimyasal ve su ayrıştırıcılarında kullanılan U borularıdır. Buradaki servis şartı sıcaklığın artmasına bağlı olarak yoğuşan kimyasalın ve buharlaşan suyun oluşturduğu yoğun korozif ortamın malzemeyi yıpratması sonucu ömrünü tamamlamasıdır.

Bu şartlarda sistemin sağlıklı çalışabilmesi ve kontrolünün sağlanması için akımsız nikel tüm diğer alternatif kaplamalar arasından özellikle homojenlik sağladığı için öne çıkmaktadır.

Akımsız nikeller farklı formlarda olabilir. Bu formlar da kaplamanın içerdiği fosfor oranına bağlı olarak adlandırılmaktadırlar. Düşük fosforlu, orta fosforlu ve yüksek fosforlu akımsız nikel kaplamalar. Petrokimyada kullanım daha çok mükemmel korozyon direnci sağladığı için yüksek fosforlu nikeldir ve kalınlıkları da uygulamasına göre 15 ile 250 mikron arasında değişmektedir.

Kalınlık arttıkça korozyon ve aşınma direnci de artmaktadır. Isıl işlem görmesi ile de daha sertleşebilme özelliği vardır. Kaplanacak malzemenin yapısında herhangi bir değişiklik meydana getirmemekle birlikte API (American Petroleum Institute) standartlarının dışında bir uygulama da değildir. Bu anlamda, devreye alınırken yapılan deneyler ve performans testleri ASTM ve MIL şartnamelerine paralellik göstermektedir.    Detaya girilmemekle birlikte, basınç kapları, reaktör ve eşanjör bağlantı ekipmanları, filtre gövdeleri, döner ekipman ve dişlileri, kompresör bıçakları ve emicileri, püskürtücüler ve sprey nozülleri santrallerdeki akımsız nikel için kullanım alanlarıdır.

Maliyet Avantajlari ve Bakim Onarım Faaliyetlerine Etkileri

Kaplama uygulaması sektör ne olursa olsun kullanışsız bir malzemeyi kullanışlı hale getirdiği için yüksek fayda maliyeti sağlamaktadır. Petrokimyada fazlaca kullanılan 300 serisi paslanmaz çelikler ve özel alaşımlar pahalı malzemelerdir.  Performans acısından karsılaştırılacak olursa, karbon çeliği 300 serisi çelikten daha hızlı korozyona uğramaktadır. 300 serisi çelik, paslanmaz alaşımlı olmasına rağmen deniz suyu veya Cl- olan ortamlarda korozyon, hızlıca ilerleyecektir. Çok yüksek dereceli pasive edilmiş paslanmaz malzeme de olsa, hidrojen sülfür ortamında ki bu ortamlarda oksijen genellikle çok az bulunur veya hiç bulunmaz, kritik derecelerde korozyon görülecektir.  Fiyat olarak karşılaştırılacak olursa, karbon çeliği < 300 serisi paslanmaz celik < hastelloy seklindedir. Bu sıralamaya 175 mikron akımsız nikel kaplanmış karbon çeliğini katıldığında standart karbon çeliği ile 300 serisi paslanmaz çelik arasına yerleşecektir. 

Bu anlamda, akımsız nikel kaplanmış her parça, ömrünü ortalama 2 katı süre artıracağı için bakım onarım maliyetleri oldukça iyileşecektir. 300 serisi malzemeden ucuz ve hastelloy’ a benzer performansa sahip olarak, fiyat/ performans acısından mükemmel sonuçlar ortaya koymaktadır. Çok pahalı olan alaşımların özelliklerine butik bir yüzey işlem ile ulaşıldığı için de satınalma kalemleri azaltılacaktır.  

Tüm bu maliyet avantajlarının birleştiği nokta ise bakim onarım duruşlarındaki azalmaların beraberinde getireceği üretim kazançları ile üretimin devamlılığının desteklenmesidir.  

Sonuç

Petrokimya gibi lokomotif sektörlerde sürdürülebilirlik temel unsurlardandır. Korozyondan ve aşınmadan kaynaklı problemler santral isletmecilerine milyonlara mal olmaktadır. Çözüm olarak, akımsız nikel kaplamalar hem fiyat/performans, hem teknoloji hem de üretimin devamlılığı anlamında yıllardır kullanımda olan fonksiyonel kaplama uygulamalarıdır. 

Bu konuda yapılacak her turlu çalışma ulusal bilgi birikimine katkı sağlayacak ve uluslararası rekabet gücünün artmasında destekleyici olacaktır. Ayrıca yeni teknik şartnamelerin oluşturulması ile de yurtdışına olan bağımlılık azalacaktır.

Caner EVIRGEN – Metalurji ve  Malzeme Mühendisi (BSc.),  canerevirgen@cagenindustries.com

CAGEN Endüstri Ltd. Şti.  İstanbul- Türkiye

Aralık 2016

 

Kimya

Siemens ve Evonik’ten temiz performans için CO2 projesi

Yayın Tarihi:

on

Yazar:

Siemens ve Evonik ortak araştırma projeleri Rheticus II’yi başlattı. Proje, yenilenebilir kaynaklardan ve bakterilerden elde edilmiş elektrikle karbondioksit (CO2) ve su kullanarak özel kimyasallar üretecek verimli ve güçlü bir test tesisi geliştirmeyi hedefliyor. Rheticus II Almanya Federal Cumhuriyeti Eğitim ve Araştırma Bakanlığı’ndan yaklaşık 3,5 milyon Euro destek alacak.

Evonik ve Siemens, ortak araştırma projeleri Rheticus II’ye start verdi. Proje, yenilenebilir kaynaklardan ve bakterilerden elde edilmiş elektrikle karbondioksit (CO2) ve su kullanarak özel kimyasallar üretecek verimli ve güçlü bir test tesisi geliştirmeyi hedefliyor. İki şirket Rheticus I projesinde de biyo-reaktör ve elektrolizörlerle yapay fotosentez için teknik açıdan elverişli bir temel oluşturmak üzere iki yıl süreyle iş birliği yapmıştı. Evonik ve Siemens şimdi de daha önce ayrı tutulan bu iki tesisi Evonik’in Marl’daki (Almanya) sahasında bir test tesisinde bir araya getiriyor. Rheticus II 2021 yılına kadar devam edecek ve Almanya Federal Cumhuriyeti Eğitim ve Araştırma Bakanlığından yaklaşık 3,5 milyon Euro destek alacak.

Almanya’nın enerji geçişini başarıyla tamamlamasına katkı sağlayacak

Evonik’te Rheticus projesinin sorumlusu Thomas Haas şunları ifade etti: “Rheticus’ta kullandığımız yenilikçi teknoloji, Almanya’nın enerji geçişini başarıyla tamamlamasına katkıda bulunma potansiyeline sahip. Gelecekte bu platform CO2‘nin olduğu her yere, örneğin enerji santrallerine ya da biyogaz tesislerine kurulabilir. Yapay fotosentez sayesinde, mevcut CO2‘yi hammadde olarak kullanıp yüksek değerli kimyasallar üretebiliyoruz.”

Siemens’ten projeye ilk CO2 elektrolizörü

Siemens de Rheticus projesine dünyanın ilk CO2 elektrolizörü ile katkıda bulunuyor. Siemens’te Power2X araştırmasının yetkilisi Karl-Josef Kuhn, enerji geçişinde ortaya çıkan çeşitli sorulara yanıt verebilecek, esnek bir sistem geliştirdiklerini belirterek, “Yenilenebilir enerjiyi özel kimyasallar ya da yakıt gibi kullanılabilir maddelere dönüştürerek bu enerjiyi depolamayı mümkün hale getiriyoruz. Aynı zamanda şebekenin kararlılığına da katkıda bulunuyoruz çünkü üretim öylesine esnek hale geliyor ki enerji arzındaki dalgalanmalara karşılık verebiliyoruz” dedi.

Rheticus teknoloji platformu hammadde olarak CO2 kullanıyor

Test tesisinin 2020 yılı başlarında faaliyete geçmesi planlanıyor. Bu tesiste elektrolizörler ve bir biyo-reaktör bulunuyor. İlk adımda, elektrik kullanılarak karbondioksit ve su elektrolizörlerde karbonmonoksit (CO) ve hidrojene dönüştürülüyor. Daha sonra özel mikroorganizmalar, bu şekilde sentezlenmiş gazlardaki CO’yu kimyasallara dönüştürüyor. Siemens ve Evonik, bu yapay fotosentez sürecine kendi yetkinlik alanları çerçevesinde (elektroliz ve biyo-teknoloji) katkıda bulunuyor. Yapay fotosentez, kimyasal ve biyolojik adımların bir araya getirilmesiyle, enerji kullanılarak CO2 ve sudan kimyasallar üretilmesini sağlıyor. Bitkiler de doğal fotosentezi benzer bir şekilde kullanıyor: Klorofil, enzimler ve güneş ışığı sayesinde, enerji açısından çok zengin, yaşamsal bir besin olan glikoz sentezleniyor. Ayrıca Rheticus teknoloji platformu hammadde olarak CO2 kullandığı için atmosferdeki karbondioksit seviyesinin azaltılmasına da katkıda bulunuyor. Örneğin bir ton bütanol üretilmesi için üç ton karbondioksite ihtiyaç duyuluyor.

Siemens dünyanın ilk tam otomatik CO2 elektrolizörünü geliştirdi

Sentez modülü Evonik’te 2019 ilkbaharında hizmete girdi. Bu modülün merkezinde, 2000 litre kapasiteli, 8 metre yüksekliğinde, paslanmaz çelikten bir biyo-reaktör yer alıyor. Reaktörün içinde mikroorganizmalar durmaksızın işlem yapıyor. Bu mikroorganizmaların ana besin kaynağı ise hidrojen ve karbonmonoksit. Siemens 2019 yazında tam otomatik bir CO2 elektrolizörü geliştirdi ve bu cihaz bir konteynerin içine entegre edildi. Dünyanın bu ilk CO2 elektrolizöründe 10 hücre bulunuyor ve elektrotların toplam yüzey alanı 3000 cm2‘ye ulaşıyor. Elektrolizör ve biyo-reaktör önümüzdeki aylarda bir araya getirilecek. Ayrıca biyo-reaktörde oluşan sıvının işlenerek saf kimyasallara dönüştürülmesine yönelik bir başka ünite de inşa halinde bulunuyor.

Test tesisinde bakteriler araştırma amacıyla bütanol ve hekzanol üretecek. Bu maddeler, özel plastikler ve gıda takviyeleri gibi ürünlerin imalatının ilk aşamalarında kullanılıyor. Fakat bakteri varyantlarına ve koşullara bağlı olarak başka özel kimyasallar da elde edilebiliyor.

Rheticus II’nin başarıyla tamamlanmasıyla Evonik ve Siemens, CO2‘den kimyasallar ve yapay yakıtlar gibi faydalı ve enerji açısından zengin maddelerin esnek ve modüler bir süreçle üretilebilmesini sağlayan benzersiz bir teknoloji platformuna sahip olacak.

Devamını Oku

Kimya

SOCAR Türkiye ve BP’den dev işbirliği

Yayın Tarihi:

on

Yazar:

SOCAR Türkiye, Aliağa’da, dünya standartlarında bir petrokimya kompleksi kurmak ve işletmek üzere BP ile işbirliği çerçeve anlaşması imzaladı.

İzmir Aliağa’da kurulması planlanan tesis, yılda 1,25 milyon ton PTA, 840.000 ton P-Ksilen ve 340.000 ton benzen üretecek. Bilindiği gibi PTA; gıda ve içecek kapları, ambalajlama malzemeleri, kumaş, film ve başka pek çok ürünün hammaddelerinden olan polyester üretiminde kullanılıyor.

Konuyla ilgili bir açıklama yapan SOCAR Türkiye Yönetim Kurulu Başkanı Vagif Aliyev şunları belirtti: “Yeni tesisin, SOCAR’ın Aliağa’daki diğer tesislerinden elde edilen hammadde ve altyapı kaynaklarına çok yakın konumlanacak olması, rekabet bakımından büyük avantaj sağlayacaktır.”

SOCAR Türkiye CEO’su Zaur Gahramanov ise konuyla ilgili olarak, “Teklif edilen bu yeni yatırım hem SOCAR hem de Türkiye için ‘kazan-kazan’ durumunda. Türkiye’deki petrokimya piyasasındaki payımız artarken bu ürünlerin Türkiye’ye ithalini azaltarak, dış ticaret açığının da düşmesine katkıda bulunacak” açıklamasında bulundu.

Devamını Oku

Kimya

İKMİB’den jet hızında yerlileştirme hareketi!

Yayın Tarihi:

on

Yazar:

Bilim, Sanayi ve Teknoloji Bakanlığı’nın Kasım ayı başında açıkladığı Türkiye’nin ihracat ürünlerinin yüzde 67’sini oluşturan ithal ara ürünlerini, Türkiye’de üretme projesine ilişkin İstanbul Kimyevi Maddeler ve Mamulleri İhracatçıları Birliği (İKMİB), ana kimya ve alt sektörlerde yerlileştirme hareketi başlatmaya hazırlanıyor. Yerlileştirme için özel bir komite kuran İKMİB, Sanayi Bakanlığı’ndan ilgili görevlilerin de bulunduğu yerlileştirme komitesiyle yakın zamanda Sanayi Bakanlığı ile görüşecek ve çalışmalarını hızlıca hayata geçirecek.

Bilim, Sanayi ve Teknoloji Bakanlığı’nın Türkiye’nin dış ticaret açığını kapatmak amacıyla başlattığı projede, kimya ve ilaç sanayisi, yarı iletken elektronik ürünler, makine ve teçhizat, gıda sanayisi ve motorlu kara taşıtları olmak üzere 5 ana sektör belirlendi. Bu sektörlerdeki ara malların ithal edilmeden doğrudan Türkiye’de üretilmesi için başlıklar oluşturuldu. Öncelikli olarak üretilmesi gereken sektörler arasında yer alan kimya sektöründe alt ürünlerin belirlenip yerlileştirilmesine katkı sağlamak amacıyla İKMİB tarafından “Kimya Sektörü Yerlileştirme Alt Komitesi” oluşturuldu. Komite, İKMİB Yönetim Kurulu Başkanı Murat Akyüz başkanlığında kimya sanayisinin ilgili alt segmentlerinden katılan sektör temsilcilerinden oluşuyor.  

İKMİB Yönetim Kurulu Başkanı Murat Akyüz, konuyla ilgili şu açıklamayı yaptı: “Hükümetimizin başlatmış olduğu ürün yerlileştirme projesi ihracata ve dolayısıyla da Türkiye’nin büyümesine katkı sağlayacak çok önemli bir çalışmadır. Biz de İKMİB olarak bu projeyi destekliyoruz. Kimya ve ilaç sanayisindeki ana başlıklar olan petro kimya ürünleri, polimerler, amino bileşenler, nano-teknolojik ürünler ve aşılar kategorilerindeki yerlileştirilebilecek alt ürünleri belirlemek üzere bir komite oluşturduk. Bu komitemiz Sanayi Bakanlığı’ndan ilgili görevlilerin de yer aldığı kimya sektörünün ilgili alt sektörlerini temsil eden kişilerden oluşuyor. Bu konudaki ilk toplantımızı gerçekleştirdik. Komite olarak en kısa zamanda çalışmalarımızı Sanayi Bakanlığı’mıza sunacağız.”

Devamını Oku
Advertisement
Advertisement

Trendler

Copyright © 2011-2018 Moneta Tanıtım Organizasyon Reklamcılık Yayıncılık Tic. Ltd. Şti. - Canan Business Küçükbakkalköy Mah. Kocasinan Cad. Selvili Sokak No:4 Kat:12 Daire:78 Ataşehir İstanbul - T:0850 885 05 01 - info@monetatanitim.com