A petrolkémiai berendezések hosszú ideig működnek magas hőmérsékleten, nagy nyomáson és korrozív közegben, így felületeik hajlamosak az ipari szennyeződések, például olaj, rozsda, vízkő és polimer szennyeződések felhalmozódására. A hagyományos tisztítási módszerek általában nehezen érik el a szelektív-területtisztítást, és másodlagos károsodást okozhatnak az aljzatban, megnehezítve az ipar folyamatosan-növekvő tisztítási követelményeinek teljesítését. A szigorodó környezetvédelmi előírások ugyanakkor komoly kihívás elé állítják a hagyományos eljárásokat, például a vegyszeres tisztítást. Hatékony, környezetbarát, biztonságos és megbízhatólézeres tisztítási technológiafokozatosan hatékony megoldássá válik a petrolkémiai ipar tisztítási problémáira.
Petrolkémiai tisztítási igény és jelenlegi gyakorlat
1. A berendezés elszennyeződésének tisztítási követelményei
Igényes működési környezetük miatt a petrolkémiai berendezések hajlamosabbak az ipari szennyeződésekre. A berendezések felületén lévő lerakódások nemcsak csökkentik a termelés hatékonyságát és rontják az alkatrészek teljesítményét, hanem biztonsági eseményekhez és gazdasági veszteségekhez is vezethetnek. A berendezések normál működése érdekében a petrolkémiai üzemeknek az üzembe helyezés előtt és egy bizonyos működési ciklus után meg kell tisztítaniuk az egész egységet vagy annak egy részét.
2. Tisztítási követelmények leállítás előtti ellenőrzés
Ha a petrolkémiai berendezéseket ellenőrzés céljából leállítják, a vizsgálandó területeket meg kell vizsgálni. Azon zónákban, amelyeket korrózió vagy feszültségkoncentráció érint, ahol hibák, például repedések vagy perforációk előfordulhatnak, a felületi festéket és a szennyeződésrétegeket tisztítással el kell távolítani, hogy az alapanyag szabaddá váljon a hatékony ellenőrzés és értékelés elvégzése előtt.
A karbantartási ciklusok további lerövidítése, az állásidő csökkentése és a karbantartási költségek csökkentése érdekében a petrolkémiai iparnak sürgősen olyan tisztítási technológiára van szüksége, amely kényelmesebb, hatékonyabb, környezetbarátabb és biztonságosabb, mint a leállítás előtti felület-előkészítés hagyományos módszerei.
3. A meglévő tisztítási technológiák korlátai
A petrolkémiai berendezésekhez jelenleg világszerte használt tisztítási technológiák három kategóriába sorolhatók: vegyi tisztítás, fizikai tisztítás és környezetbarát mikrobiális tisztítás, a vegyi tisztítás a piac mintegy 70%-át teszi ki. Mivel a modern petrolkémiai ipar folyamatosan emeli a tisztítási minőséggel, a környezetvédelemmel és a biztonsággal kapcsolatos követelményeit, a hagyományos tisztítási technológiák a következő hiányosságokat mutatják:
- A terület szelektív-tisztítása nehézkes, a tisztítási terület és intenzitás pedig nem szabályozható pontosan, ami károsíthatja az aljzatot vagy másodlagos károsodást okozhat.
- A vegyszeres tisztítás során nagy mennyiségű hulladékfolyadék és szennyvíz keletkezik, az ártalmatlanítás költsége magas, ami megnehezíti az egyre szigorúbb környezetvédelmi előírások betartását.
- Egyes tisztítási módszerek idő- és munkaigényesek- és munkaigényesek, a hosszú tisztítási ciklusok pedig visszafogják a berendezés karbantartásának hatékonyságát.
4. A lézeres tisztítás előnyei
A hagyományos tisztítási technológiákhoz képestipari lézeres tisztítógépeka következő megkülönböztető előnyöket kínálja:
- Csak kis mennyiségű segédoldat szükséges, és bizonyos munkakörülmények között egyáltalán nincs szükség megoldásra.
- A szennyeződések széles köre eltávolítható a szubsztrátumok széles skálájáról.
- A felületi szennyeződéseket hatékonyan távolítják el az aljzat minimális károsodásával.
- A tisztítási terület és a tisztítás minősége pontosan szabályozható.
- Hordozható egységek állnak rendelkezésre, amelyek kiváló mobilitást biztosítanak.
- Az automatizálás könnyen megvalósítható.
- A berendezés hosszú élettartamú, működése közben csak áramot fogyaszt, és alacsony összköltséggel rendelkezik.
Hogyan működik a lézeres tisztítás
1. Tisztítási mechanizmusok
A lézeres tisztítás egy zöld, roncsolásmentes felülettisztító technológia, amely eltávolítja a szennyeződéseket a szubsztrátumról a lézerfény és az anyag közötti kölcsönhatás révén. A lézeres tisztítási folyamatban négyféle interakciós célpont vesz részt: a szennyezőréteg, a szennyezőrétegen belüli gáz, a szubsztrát és egy előre-felvitt folyadékfilm.
2. Vegytisztítás kontra nedves tisztítás
Az első három célnak megfelelő tisztítási módokat összefoglalóan "száraz tisztításnak" nevezik, amely a legszélesebb körben alkalmazott ipari alkalmazásokban. Az olyan gyakori szennyeződések esetében, mint a festék és a gumi, elegendő a lézerforrás és a folyamatparaméterek megfelelő kiválasztása a hatékony eltávolításhoz.
A negyedik mód az úgynevezett "nedves tisztítás", amelyben egy folyékony filmet használnak a makacs szennyeződések eltávolítására. Bár ezzel a módszerrel kis mennyiségű hulladékfolyadék keletkezik, a mennyiség sokkal kisebb és kevésbé veszélyes, mint a vegyszeres tisztítás. A petrolkémiai iparban gyúlékony, korrozív vagy mérgező lerakódások esetén nedves tisztítás javasolt, hogy a lézeres tisztítás során ne égjenek el vagy terjedjenek el a szennyeződések.
Tipikus alkalmazások a petrolkémiai iparban
A lézeres tisztítás a petrolkémiai berendezések széles skáláján alkalmazható, beleértve a hőcserélőket, tartályokat, reaktorokat, tornyokat, tárolóedényeket, csővezetékeket, kompresszorokat és centrifugákat. A két leggyakoribb alkalmazási területet - a lemezes hőcserélők és a kazángőzdobok - az alábbiakban tárgyaljuk a hagyományos tisztítási módszerekkel összehasonlítva, hogy szemléltessék a lézeres tisztítás kiválóságát és alkalmazhatóságát.
1. Lemez hőcserélő tisztítása
A lemezes hőcserélő felváltva egymásra helyezett és keretben egymáshoz préselt hullámos hőátadó lemezekből áll. A hagyományos tisztítási módszerek, mint például a nagynyomású{1}vizes tisztítás, hulladékfolyadékot és szennyvizet termelnek, amely ütközik az egyre szigorúbb környezetvédelmi követelményekkel, a megtisztított tányérok szárítása pedig idő- és munkaigényes-. Amikor apulzáló lézeres tisztítógéphasználata esetén a vastag szennyeződések is teljesen eltávolíthatók, és a lemezek tisztítás után azonnal visszaszerelhetők - egyszerű és kényelmes.
Ábra. 1 (a) Üzemben lévő lemezes hőcserélő; (b) nagynyomású vízzel megtisztított hőcserélő lemezek; c) lézerrel tisztított hőcserélő lemezek.
2. Bojler gőzdob tisztítása
A gőzdob az a nyomástartó edény, amely ellenáll a kazán üzemi nyomásának, és a kazán legfontosabb, legnehezebb és legdrágább alkatrésze - ugyanaz az alkatrész, amelyet karban kell tartanihőerőművek, ahol a lézeres tisztítás már bizonyította értékét. A hagyományos tisztítási módszerek idő- és munkaigényesek-, és a tisztítás intenzitását és a területet nehéz pontosan szabályozni; a tisztítási folyamat akár megnövelheti a meglévő hibákat. A lézeres tisztítás szelektíven távolítja el az olajat, rozsdát, vízkövet és egyéb szennyeződéseket anélkül, hogy károsítaná az aljzatot. Ezen túlmenően a berendezés hordozhatóvá tehető, így a dolgozók hordozhatják azt magasban végzett munkájuk során, ami csökkenti a berendezés szétszerelésének idejét és a munkaerőköltségeket - ezt az előnyt részletesen ismertetjük útmutatónkbanlézeres tisztítás nem{0}}szerelhető berendezésekhez.
A tényleges terepi alkalmazásnál a King's Laser műszaki csapata a200 W-os kézi impulzuslézeres tisztítógépa hegesztési varrat területének tisztításához. Négy tisztítás után világos fehér nem nemesfém és átlátszó hegesztési nyomok voltak láthatók, és sem az alapfém, sem a környező terület nem sérült meg.
ábra. 2 (a) Szétszerelt kazángőzdob; b) a gőzdobon tisztítási karbantartást végző munkavállalók; (c) tisztító hatás a hegesztési varrat területén 200 W-os kézi impulzuslézeres tisztítógéppel.
Alkalmazási kihívások és ellenintézkedések
A lézeres tisztítás továbbra is a következő kihívásokkal néz szembe a petrolkémiai alkalmazásokban:
- A petrolkémiai telephelyeken gyúlékony vagy robbanásveszélyes gázok vagy folyadékok maradványai lehetnek. A megfelelő eljárási eljárások, szabványok és egy biztonsági értékelési rendszer kialakítása az alkalmazás egyik fő kihívása.
- A lézeres tisztítás hatékonyságát és minőségét számos tényező befolyásolja, beleértve a lézer energiasűrűségét, a szkennelési sebességet, a szkennelési távolságot, a fókuszpontosságot és a megfigyelési visszajelzést. További kihívást jelent ezen tényezők és hatásuk feltárása -, különösen az ultragyors, mikro-sérülési követelmények melletti folyamatoptimalizálás -.
A lézeres tisztítás a nagy hatékonyság, a precízió és a környezetbarát előnyei révén ideális eszköz a petrolkémiai ipar számára a minőség és hatékonyság javítására, az energiatakarékosságra és a károsanyag-kibocsátás csökkentésére, valamint a hagyományos tisztítási módszerekről az új tisztítási megközelítésekre való átállásra. Sőt, a petrolkémiai berendezések lézeres-tisztítása után a lézertechnológia továbbra is kiválasztható bármilyen további feldolgozáshoz, lehetővé téve a teljes lézer-alapú feldolgozási megoldást.